UN Démangeaisons chatouilleuses, égratignures douloureuses ou sensation d’une brise rafraîchissante : la peau s’associe aux terminaisons nerveuses qui génèrent ces sensations. Les scientifiques se penchent sur l’épiderme pour explorer les interactions entre la peau et les cellules nerveuses.
En examinant les tissus cutanés au microscope, les chercheurs ont du mal à démêler les connexions complexes qui se produisent à l’intérieur. faisceaux serrés de cellules cutanées et nerveuses.1 Cependant, les progrès récents de la microscopie ont contribué à résoudre ce problème insoluble. Publié dans eLife, Nurcan Üçeylerneurologue à l’Université de Würzburg, et ses collègues ont utilisé des techniques d’imagerie émergentes pour découvrir que les fibres nerveuses s’entrelacent non seulement autour des cellules de la peau, mais aussi passer à travers eux.2 Les résultats suggèrent une voie par laquelle les cellules de la peau transmettent des signaux sensoriels au système nerveux.
« La peau est essentiellement une fenêtre sur l’extérieur », a déclaré Catherine Albers, un neuroscientifique de l’Université de Pittsburgh qui n’a pas participé aux travaux mais a examiné l’étude. Malgré cela, les scientifiques ont longtemps négligé le rôle que jouent les cellules de la peau dans la stimulation nerveuse. Üçeyler espère que leurs découvertes ouvriront de nouvelles portes à la recherche. «Je pense que nous sommes au début d’un changement d’avis», a-t-elle déclaré.
Une découverte fortuite de Christoph Erbacher, alors doctorant dans le laboratoire d’Üçeyler, a lancé le projet. « Il avait commencé à travailler sur sa thèse de doctorat sur un sujet complètement différent », a déclaré Üçeyler. Cependant, lorsqu’Erbacher a examiné les tissus cutanés au microscope, il a remarqué que les fibres nerveuses ne se développaient pas seulement autour des cellules cutanées mais, à la surprise de toute l’équipe, les traversaient directement. Désireuse d’inspecter ces interactions de plus près, l’équipe s’est tournée vers des stratégies d’imagerie de pointe qui zooment profondément à l’intérieur des cellules pour faire apparaître de fines structures.
La microscopie à illumination structurée, une technique qui prend plusieurs instantanés d’un échantillon sous différents modèles de lumière, a permis à Üçeyler et à son équipe d’acquérir des images en super-résolution des tissus cutanés. À l’aide d’anticorps fluorescents qui se lient spécifiquement aux nerfs, ils ont localisé les tunnels nerveux traversant les cellules de la peau. Ensuite, pour capturer l’architecture intérieure de la cellule, ils ont utilisé microscopie électronique.3 La combinaison des deux stratégies, appelée microscopie optique et électronique corrélative (CLEM)a permis aux chercheurs de voir quels détails architecturaux correspondaient aux fibres nerveuses colorées par fluorescence.4
Un seul instantané d’une cellule ne peut pas révéler beaucoup de choses. En imaginant plusieurs couches dans un morceau de tissu, les chercheurs ont pu déterminer si une fibre nerveuse traversait une cellule plutôt que par-dessus ou par-dessous. Ils ont parcouru des coupes transversales de la cellule, en commençant par la base et en remontant. « Tout d’un coup, la fibre apparaît et vous pouvez voir très clairement que vous êtes au milieu de la cellule », a expliqué Üçeyler.
En examinant les détails architecturaux rapprochés fournis par CLEM, les chercheurs ont remarqué que la fibre tunnel, aussi fine qu’un micromètre de largeur, ne perforait pas la membrane cellulaire de la peau et ne pénétrait pas dans le cytoplasme, comme une aiguille perçant la chair. La membrane enveloppe plutôt la fibre, comme un isolant en caoutchouc autour des fils électriques.
Les chercheurs ont capturé des fibres nerveuses (vertes) traversant les cellules de la peau (magenta) à l’aide d’une microscopie de pointe. Barre d’échelle = 5 μm
Christophe Erbacher
Avec une vue détaillée des connexions peau-nerf, les chercheurs ont exploré si les protéines responsables de la transmission des signaux s’accumulaient sur ces fibres tunnel. En utilisant une série d’anticorps fluorescents pour rechercher une telle protéine, ils ont découvert que connexine 43une protéine qui participe normalement à la communication entre les cellules de la peau, décore les fibres nerveuses.5 La connexine 43 s’agrège en un anneau pour générer des pores dans la membrane cellulaire qui permettent l’entrée de signaux chimiques tels que ions calcium.6 L’équipe d’Üçeyler a également découvert que le niveau d’ions calcium augmentait à l’intérieur des cellules lorsque les fibres nerveuses passaient à travers, ce qui suggérait que les deux types de cellules communiquent.
Ce qui a commencé comme une observation fortuite pourrait avoir des implications ultérieures sur les soins de santé. Ce lien entre la peau et les cellules nerveuses pourrait éclairer la recherche sur les troubles du système nerveux qui affectent la peau. Par exemple, neuropathie des petites fibres provoque une douleur brûlante chronique et persistante sur la peau, et Üçeyler espère que de futures études révéleront si les tunnels nerveux jouent un rôle dans cette maladie.7 Actuellement, les quelques options de traitement existantes ciblent directement les nerfs, mais les chercheurs pourraient un jour développer des thérapies ciblant plutôt les cellules de la peau.
Avant que cela puisse se produire, les scientifiques doivent d’abord creuser plus profondément pour élucider la biologie de ces tunnels nerveux. Albers aimerait savoir comment ces tunnels s’entrelacent avec les cellules de la peau lorsqu’elles migrent de la couche de base vers la surface de la peau. Elle s’est également demandé si les fibres nerveuses pénétraient dans d’autres types de cellules présentes dans les tissus cutanés, tels que les cellules immunitaires, et ce que cette diaphonie entre les types de cellules pourrait réaliser.
« Aucun tissu n’existe seul ; tout communique à un certain niveau », a déclaré Albers.
Les références
- Lefèvre-Utile A, et al. Cinq aspects fonctionnels de la barrière épidermique. Int J Mol Sci. 2021;22(21):11676.
- Erbacher C, et al. Interaction des kératinocytes humains et des terminaisons des fibres nerveuses au niveau de l’unité neuro-cutanée. eLife. 2024;13 :e77761.
- Titze B, Genoud C. Microscopie électronique à balayage volumique pour l’imagerie de l’ultrastructure biologique. Cellule Biol. 2016;108(11):307-323.
- de Boer P, et al. Microscopie optique et électronique corrélée : l’ultrastructure s’illumine ! Méthodes Nat. 2015;12(6):503-513.
- Langlois S, et coll. Les niveaux de connexines régulent la différenciation des kératinocytes dans l’épiderme. JBC. 2007;282(41):30171-30180.
- de Bock M, et al. Les hémicanaux de la Connexine 43 contribuent au Ca cytoplasmique2+ oscillations en fournissant un Ca bimodal2+-dépendant Ca2+ voie d’entrée. JBC. 2012;287(15):12250-12266.
- Hoeijmakers JG, et al. Neuropathies des petites fibres : progrès en matière de diagnostic, de physiopathologie et de prise en charge. Nat Rev Neurol. 2012;8(7):369-379.
