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Modèles in vitro de mélanocytes : brève revue de la littérature

Introduction

Les mélanocytes sont des cellules productrices de mélanine qui sont responsables de la pigmentation de la peau et de sa protection contre les rayons UV (Mort et al., 2015). Les mélanocytes épidermiques humains pour les études in vitro sont principalement obtenus à partir de sources primaires. Toutefois, ces dernières années, les progrès de la technologie des cellules souches ont conduit à la génération de mélanocytes à partir de cellules souches pluripotentes induites par l'homme (hiPSC-MEL) (Nissan et al., 2011). Ce bref examen détaille comment les hiPSC-MEL se comparent aux mélanocytes épidermiques humains (HEM) en termes de morphologie, d'expression de marqueurs et de fonctions.

Morphologie

Comme pour le HEM, les hiPSC-MEL présentent des processus bipolaires s'étendant à partir d'un petit corps ovoïde, avec une morphologie globale allongée et fusiforme (Nissan et al., 2011 ; Ohta et al., 2011). La microscopie électronique de l'hiPSC-MEL a révélé la présence de nombreux mélanosomes pigmentés, représentant les quatre stades de maturation des mélanosomes (Nissan et al., 2011 ; Yang et al., 2011).

Profil d'expression de l'ARN et des protéines

L'hiPSC-MEL exprime de nombreux marqueurs spécifiques des mélanocytes au niveau de l'ARN et des protéines, tels que le facteur de transcription clé MITF (avec un niveau élevé de l'isoforme spécifique des mélanocytes MITF-M), le récepteur SCF c-Kit, S100 et MLANA. En outre, ils expriment des protéines de la voie de biosynthèse de la mélanine telles que PMEL17, DCT, TYRP1 et TYR. En outre, les comparaisons des profils d'expression des gènes montrent que HEM et hiPSC-MEL sont étroitement liés (Jones et al., 2013 ; Ohta et al., 2011).  

Fonction

  • Pigmentation

In vivo, les mélanocytes jouent un rôle essentiel dans la pigmentation de la peau en réponse à des agents de bronzage tels que la production d'hormones alpha-mélanocytaires (α-MSH) médiée par la lumière du soleil (Schallreuter et al., 2008). Tout comme les HEM, les hiPSC-MEL sont pigmentées et augmenteront leur niveau de production de mélanine en réponse à la stimulation de α-MSH (Nissan et al., 2011).


  • Localisation basale dans un modèle de peau reconstruit en 3D

Dans un modèle de peau reconstruit en 3D où les hiPSC-MEL sont co-cultivés avec des kératinocytes, ils montrent une localisation correcte dans les couches basales de l'épiderme (Jones et al., 2013 ; Mica et al., 2013 ; Nissan et al., 2011).


  • Transfert de mélanosomes vers les kératinocytes

Une fois produite par les mélanocytes, la mélanine est transférée aux kératinocytes adjacents de la peau (Van Den Bossche et al., 2006). Les hiPSC-MEL sont capables de transférer les mélanosomes aux kératinocytes dans des modèles de co-culture (Nissan et al., 2011).

Conclusion

Grâce aux progrès de la technologie hiPSC, il est désormais possible de produire des mélanocytes dérivés de l'hiPSC qui ressemblent beaucoup à leurs principaux homologues en termes de morphologie, d'expression de marqueurs et de fonction. En outre, l'hiPSC-MEL représente une alternative rentable disponible en quantité pratiquement illimitée (à partir d'une seule source).

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