L'âge ne se montre nulle part mieux que sur la peau. Les ravages du temps sur la peau et les cellules souches épidermiques qui se différencient pour reconstituer sa couche externe ont été émises, mais il n'y a pas eu de méthode pour évaluer leur vieillissement au niveau moléculaire. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Tsukuba et de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) ont révélé que les changements dans les sucres complexes appelés glycanes qui recouvrent la surface des cellules souches épidermiques peuvent servir de marqueur biologique potentiel du vieillissement.
La peau est le plus grand organe humain et une barrière vitale contre les infections et la perte de liquide. Le vieillissement nuit aux défenses environnementales et à la cicatrisation des plaies, tout en augmentant la perte de cheveux et le risque de cancer. Un processus clé sous-tendant la fonction épidermique dans la santé et la maladie est la glycosylation cellulaire qui médie les interactions cellule-cellule et les adhérences cellule-matrice. La glycosylation consiste à attacher des glycanes à des protéines; le profil de tous les glycanes sur et dans une cellule – collectivement «le glycome cellulaire» – pourrait refléter sa portée fonctionnelle et servir d'indice de son âge.
Les chercheurs ont d'abord isolé des cellules souches épidermiques de la peau de souris de laboratoire jeunes et âgées, y compris les cellules du follicule pileux et les cellules épidermiques interfolliculaires. Ces cellules ont subi un profilage glycane en utilisant la plate-forme de puces à lectine; cette technique utilise des lectines – des protéines qui lient des glycanes spécifiques – et permet l'analyse du glycome même pour les cellules peu dispersées dans les tissus.
Nos résultats ont clairement montré que les N-glycanes de type mannose riches sont remplacés par des N-glycanes de type complexe sialylé a2-3 / 6 dans les cellules souches épidermiques plus anciennes. Nous avons suivi cela avec une analyse de l'expression génique; cela a révélé une régulation à la hausse d'une mannosidase liée à la glycosylation et de deux gènes de sialyltransférase, suggérant que ce «changement de glycome» peut être médié par une expression de glycosyltransférase et glycosidase modulée par l'âge. «
Professeur Hiromi Yanagisawa, auteur principal
Enfin, pour vérifier si les modifications des glycanes étaient la cause ou simplement le résultat du vieillissement, l'équipe de recherche a surexprimé les glycogènes régulés à la hausse dans les kératinocytes épidermiques primaires de souris in vitro. Les kératinocytes ont montré une diminution du mannose et une augmentation des modifications de Sia, répliquant le schéma de glycosylation in vivo des cellules souches épidermiques vieillissantes. De plus, leur capacité réduite à proliférer suggère que ces altérations peuvent refléter la capacité décroissante des cellules souches épidermiques vieillissantes à proliférer.
Le professeur Aiko Sada, actuellement chercheur principal à l'Université de Kumamoto, et le professeur Hiroaki Tateno à l'AIST, co-auteurs correspondants, expliquent les implications de leurs résultats. «Notre travail vise globalement à étudier le dysfonctionnement des cellules souches en particulier dans le vieillissement de la peau. Les progrès futurs pourraient aider à gérer les troubles cutanés au niveau des cellules souches, y compris les changements dégénératifs liés à l'âge, la cicatrisation des plaies altérée et le cancer.
La source:
Référence du journal:
Oinam, L., et coll. (2020) Le profilage du glycome par puce à lectine révèle des altérations dynamiques des glycanes au cours du vieillissement des cellules souches épidermiques. Cellule vieillissante. doi.org/10.1111/acel.13190.
