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Propriétés mécaniques du tissu cutané

Porteur(s) de projet : B. Fromy

Personnes impliquées dans le projet : J. Decorps, L. Moulin, P. Sommer, C. Mainzer, C. Loirond, G Annivo, J. Vial, A. Josset-Lamaugarny, G. Aimond, D. Benzoni, D. Sigaudo-Roussel, J.L. Saumet

La fragilité de la peau au cours du vieillissement

Des processus biologiques particuliers permettent à une peau saine de résister aux contraintes mécaniques, en particulier grâce à la capacité de vasodilatation des micro-vaisseaux de la peau pour augmenter le flux sanguin cutané lorsqu’une pression faible lui est appliquée. Cette vasodilatation est appelée PIV, pour pressure-induced vasodilation. Les personnes âgées sont privées de ces ajustements micro-vasculaires appropriés aux contraintes mécaniques (PIV) et présentent une baisse précoce du flux sanguin cutané dès l’application de très faibles pressions, reflétant une fragilité qui pourrait intervenir dans la survenue des ulcères de pression particulièrement élevée au cours du vieillissement.
Bien que les processus ne soient pas clairement élucidés, le vieillissement vasculaire est largement associé à une augmentation du stress oxydant et ses conséquences. L’endothélium vasculaire apparaît comme étant une importante source d’espèces radicalaires (ROS pour reactive oxygen species) notamment d’anions superoxydes, provoquant ainsi une atténuation des relaxations endothélium-dépendantes et une rigidification des parois élastiques qui peuvent être limitées par des traitements anti-oxydants. Les modifications de la voie de synthèse et biodisponibilité du monoxyde d’azote (NO, pour nitric oxide) prédominent donc pour expliquer la dysfonction endothéliale.
L’importance du stress oxydant a été également proposée dans le diabète depuis de nombreuses années. Nous avons montré l’effet préventif d’un traitement quotidien d’une semaine avec l’acide alpha-lipoïque chez des souris diabétiques et ainsi démontré qu’un traitement chronique anti-oxydant semble prometteur pour une approche préventive de l’escarre. Ce caractère préventif vis-à-vis des escarres est totalement innovant et est soutenu par le CNRS (AAP CNRS), la Région Rhône-Alpes (ARC2) et l’association PERSE.
Parallèlement à l’étude vieillissement du derme (via la disparition ou la modification des fibres élastiques, notamment sous la jonction dermo-épidermique), nous nous intéressons au vieillissement de l’épiderme, en particulier les enzymes impliquées dans la formation des fibres élastiques et collagéniques. Préalablement, l’importance de la lysyl oxydase (LOX) dans la formation de l’épiderme a été démontrée. Son invalidation entraîne un défaut de différenciation des kératinocytes et de formation de l’épiderme. Nous sommes focalisés sur l’étude de la régulation par l’IGF1, connu pour son effet positif sur la cicatrisation et la protection aux UV, mais aussi pour la régulation de l’élastogenèse.
L’étude comprendra la modélisation in vitro du vieillissement sur épiderme reconstruit et l’identification de marqueurs cellulaires de ce vieillissement généré par un stress oxydant en conditions de faible pression hormonale (pour mimer le vieillissement), notamment au niveau du potentiel de prolifération-différenciation des kératinocytes. Ce programme est soutenu par la société Natura (2009-2014).

Identification des voies de signalisation cellulaires impliquées dans les ajustements micro-vasculaires 

De nombreux récepteurs cutanés existent au niveau de la peau, ainsi que des structures plus complexes capables de recevoir et de traduire l’information du stimulus en signal électrique. Ces récepteurs comprennent les mécanorécepteurs, les thermorécepteurs et les nocicepteurs retrouvés dans les couches superficielles ou profondes de la peau. Lors d’une contrainte mécanique non nociceptive les réactions vasomotrices cutanées n’avaient pratiquement jamais été étudiées.
L’équipe a mis en évidence la présence d’une vasodilatation en réponse à l’application d’une faible pression appelée PIV pour « pressure-induced vasodilation ». Cette vasodilatation permet de retarder la diminution de la perfusion cutanée lors de contraintes mécaniques faibles et fait partie intégrante des défenses naturelles de la peau face aux fortes pressions. En l’absence d’ajustements appropriés de la microcirculation cutanée (PIV), la peau fragilisée est en danger face à une pression, même légère, avec un risque d’escarres important.
Comme le point de départ de la PIV est la détection du stimulus mécanique sur la peau, les canaux / récepteurs mécanosensibles retiennent toute notre attention. L’implication de différents mécanorécepteurs dans la réponse neurovasculaire (PIV) au niveau cutané sont étudiés de façon expérimentale (pharmacologies, animaux transgéniques) et clinique.
En lien avec le travail sur l’élastogenèse, nous cherchons à définir si les propriétés élastiques de la peau modifient les propriétés de défense de la peau face aux contraintes mécaniques, à travers une modulation de la PIV. Les premiers travaux indiquent qu’une dégradation enzymatique modérée des fibres élastiques affecte la PIV, tout en permettant de conserver l’organisation tissulaire. Cette étude sera développée, en étudiant notamment à quel niveau le déficit élastique peut avoir un effet sur la PIV (environnement dermique, vasculaire, nerveux ...).