Une équipe de recherche composée du professeur Dong Sung Kim, du professeur Anna Lee et du Dr Jaeseung Youn du département de génie mécanique de POSTECH a réussi à recréer in vitro la structure des rides dans les tissus biologiques, découvrant ainsi les mécanismes à l'origine de leur formation. Leurs résultats ont été publiés le 19 août dans la revue internationale Nature Communications.
Si les rides sont souvent associées au vieillissement cutané, de nombreux organes et tissus, dont le cerveau, l’estomac et les intestins, présentent également des motifs de rides distincts. Ces structures jouent un rôle clé dans la régulation des états et de la différenciation cellulaires, contribuant ainsi aux fonctions physiologiques de chaque organe. Comprendre comment les tissus biologiques se plient et forment des rides est essentiel pour comprendre la complexité des organismes vivants au-delà des préoccupations esthétiques. Ces connaissances peuvent être essentielles pour faire progresser la recherche dans des domaines tels que le vieillissement cutané, les thérapies régénératrices et l’embryologie.
Malgré l'importance des structures biologiques des rides, une grande partie des recherches dans ce domaine s'appuie sur des modèles animaux, notamment des mouches à fruits, des souris et des poulets, en raison des limites de la réplication de la formation des rides in vitro. Par conséquent, les processus détaillés à l'origine de la formation des rides dans les tissus vivants restent largement inconnus.
L'équipe du professeur Dong Sung Kim a surmonté cette limitation en développant un modèle de tissu épithélial composé uniquement de cellules épithéliales humaines et de matrice extracellulaire (ECM). En combinant ce modèle avec un dispositif capable d'appliquer des forces de compression précises, ils ont réussi à recréer et à observer in vitro des structures de rides généralement observées dans l'intestin, la peau et d'autres tissus in vivo. Cette avancée leur a permis, pour la première fois, de reproduire à la fois la déformation hiérarchique d'une seule ride profonde causée par une forte force de compression et la formation de nombreuses petites rides sous une compression plus légère.
L'équipe a également découvert que des facteurs tels que la structure poreuse de la matrice extracellulaire sous-jacente, la déshydratation et la force de compression appliquée à la couche épithéliale sont essentiels au processus de formation des rides. Leurs expériences ont révélé que les forces de compression déformant la couche de cellules épithéliales provoquaient une instabilité mécanique au sein de la couche de matrice extracellulaire, entraînant la formation de rides. De plus, ils ont découvert que la déshydratation de la couche de matrice extracellulaire était un facteur clé dans le processus de formation des rides. Ces observations reflètent étroitement les effets observés sur la peau vieillissante, où la déshydratation de la couche de tissu sous-jacente conduit au développement des rides, fournissant un modèle mécanobiologique pour comprendre la formation des rides.
Le professeur Dong Sung Kim a souligné l'importance de cette recherche en déclarant : « Nous avons développé une plateforme capable de reproduire diverses structures de rides dans des tissus vivants sans avoir recours à des tests sur les animaux. »
Cette plateforme permet une imagerie en temps réel et une observation détaillée de la formation des rides au niveau cellulaire et tissulaire, des processus difficiles à capturer dans les modèles animaux traditionnels. Elle a de nombreuses applications dans des domaines tels que l'embryologie, l'ingénierie biomédicale, les cosmétiques, etc.
Dong Sung Kim, professeur, Université des sciences et technologies de Pohang
La recherche a été menée avec le soutien du programme de recherche en milieu de carrière de la Fondation nationale de recherche de Corée et du ministère des Sciences et des TIC, ainsi que du projet Alchemist du ministère du Commerce, de l'Industrie et de l'Énergie.
