Pourquoi les poils apparaissent-ils à certains endroits du corps plutôt qu’à d’autres ?
Un mécanisme biologique qui pourrait expliquer la disposition des follicules pileux dès le développement embryonnaire chez les mammifères a été mis au jour par des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE). Bien que l’on sache déjà que les follicules pileux, formant des motifs géométriques variés selon les espèces, apparaissent durant la phase embryonnaire, les biologistes n’avaient pas encore élucidé comment ces emplacements étaient déterminés.
Les chercheurs Athanasia Tzika et Michel Milinkovitch, avec leur équipe, ont développé un modèle mathématique permettant de reproduire les dynamiques de formation des follicules pileux chez deux espèces de rongeurs. En moyenne, le corps humain possède environ 5 millions de follicules pileux, qui commencent à se former dans les premières semaines du développement embryonnaire. Notons que seules trois zones du corps ne possèdent pas de poils : la paume des mains, la plante des pieds et les lèvres.
Chez tous les mammifères, les poils se développent à partir de structures embryonnaires appelées placodes. La manière dont ces structures s’organisent n’était pas clairement comprise jusqu’à récemment. Le modèle d’expansion/induction, qui prédit qu’une placode nouvellement formée produit une molécule inhibitrice empêchant l’apparition d’autres placodes à proximité, était jusqu’alors privilégié pour expliquer la distribution des follicules chez la souris de laboratoire (Mus musculus).
Cependant, l’équipe de l’UNIGE a exploré une autre possibilité : la chimiotaxie. Ce mécanisme permet aux cellules de se déplacer en réponse à des variations de signaux chimiques. En utilisant un modèle mathématique qui décrit les interactions entre des cellules du derme et un signal chimique produit par l’épiderme, les chercheurs ont simulé la croissance de la peau embryonnaire et la formation des placodes.
Leurs résultats montrent que les motifs observés peuvent émerger sans un système complexe. Ces derniers apparaissent automatiquement grâce aux interactions locales entre les cellules et les signaux chimiques. Pour valider leur modèle, les chercheurs l’ont également testé sur la souris Acomys dimidiatus, dont l’arrangement des follicules pileux est particulièrement orienté, un aspect que le modèle classique ne peut expliquer. Les simulations ont réussi à reproduire cette organisation complexe en utilisant le même mécanisme de chimiotaxie, adapté aux caractéristiques biochimiques de cette espèce.
Ces travaux suggèrent que de simples interactions cellulaires peuvent engendrer une grande diversité d’architectures tissulaires au cours de l’évolution, les différences entre espèces étant le résultat d’un même processus d’auto-organisation, avec des variations dans les interactions entre cellules et signaux chimiques.
Le détail de ces recherches est publié dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.
(Source : Université de Genève)
