Régénération de cheveux humains à partir des cultures de cellules du follicule pileux

An investigation into the ability of adipocyte derived stem cells to maintain hair inductive signaling in human dermal papilla cells in vitro

• Auteur / Autrice : Rosa Borhan Mojabi
• Direction : Armand Bensussan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biothérapies et biotechnologies
• Date : Soutenance le 17/12/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunologie humaine, physiopathologie & immunothérapie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Martine Bagot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Armand Bensussan, Martine Bagot, Desmond John Tobin, Chiara Zurzolo, Colin Jahoda
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Desmond John Tobin, Chiara Zurzolo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adipocytes

Alopécie

Cellules souches

Follicule pileux

Modélisation tridimensionnelle

Multiplication in vitro

Cuir chevelu

Alopécie

Cellules souches

Follicule du poil

Mots clés libres

Derme papillaire

Follicule pileux

Cellules souches derivées des adipocytes

Induction folliculaire

Alopécie

Cuir chevelu non alopécique

Modèle in vitro

Keratine folliculaire

Spon1

Structure 3D

Dermal papilla

Hair follicle

Adipose derived stem cells

Hair inductivity

Balding

Non- balding

In vitro model

Hair keratin

Spon1

3D structure

Résumé

Les cellules du derme papillaires (CDPs) ont des propriétés trichogéniques qu'elles perdent cependant de manière graduelle en culture. A des fins de régénération du follicule pileux et de maintenance de la capacité d'induction folliculaire, il est proposé d'étudier l'effet des cellules souches adipocytaires (CSAs) sur les CDPs. Le travail a consisté à créer des assemblages 3D des CSAs et de mesurer l'expression des marqueurs d'induction de follicule pileux dans les CDPs. Il a été étudié, les effets de la structure 3D des CSAs sur l'expression des gènes, et des kératines folliculaires (KF) dans les CDPs primaires aux passages précoces, moyens et tardifs, et dans deux lignées de CDPs immortalisées dérivées de scalp nonalopécique et alopécique préalablement établies par notre laboratoire. Le séquençage des ARNs réalisé sur les CDPs primaires lors des passages précoces, moyens et tardifs ainsi que sur les deux lignées immortalisées alopéciques et non-alopéciques a montré des signatures génétiques spécifiques. Les changements dans l'expression génique ont révélé que dans les CDPs primaires et non-alopéciques, il y avait une augmentation des molécules liées aux voies de signalisation de l'organisation de la matrice extracellulaire, tandis que dans le cas des CDPs alopéciques, les voies de signalisation liées à l'immunité et l'inflammation ont été augmentées. L'immuno-marquage réalisé sur les triples sphères faites par CDPs/CSAs/kératinocytes N/TERT1 a montré une surexpression de certaines KF et marqueurs d'induction folliculaire. Notre étude souligne l'effet bénéfique de la structure 3D et des effets régénératifs de CSAs et suggère que le model de culture des sphéroïdes peut être un outil utile dans l'investigation de régulation de l'expression des KF.

Abstract: Intact human dermal papilla cells have trichogenetic properties. However, they gradually lose this ability in culture. For purposes of hair regeneration and maintenance of hair-inducing capacity of dermal papilla cells (DPCs) in culture, it is proposed to study the effect of adipose-derived stem cells in co-culture with human dermal papilla cells. Adipose-derived stem cells (ASCs) are known for their regenerative effect and a previous study in murine dermal papilla cells has shown their interest in hair follicle inductivity.(Huang, Chang et al. 2016) In a recent study three -dimensional structure of cultured dermal papilla cells was able to recapitulate 22% of molecular signature of the intact dermal papilla.(Higgins, Chen et al. 2013) Also, as the three-dimensional structure of dermal papilla cells is related to their hair -inductivity, it is proposed to create three -dimensional spheroidal composite of these cells in culture and measure the expression of hair inductivity markers in dermal papilla cells. The aim of this project was to investigate the regenerative ability of adipose-derived-stem cells on primary dermal papilla cells in early, mid and late passage as well as two immortalized lines from balding and non-blading scalps previously established in our laboratory. RNA sequencing performed on primary DPCs spheroids in early, late and mid passages as well on immortalized balding and non-balding DPCs showed changes partly reversing altering influences of passage effect on DPCs. Immunostaining performed on triple spheres made of N/TERT1 keratinocytes, ASCs and DPCs showed overexpression of some hard keratins and hair inductivity markers as well as up regulated genes found in DPC spheorids in co culture. Our study highlight the beneficial effect of 3D structure and regenerative effects of ASCs.