Mélanocytes : comment fonctionne le système de pigmentation de la peau ?

Les mammifères tirent la couleur de leur peau, de leurs poils et de leurs cheveux grâce à des pigments appelés mélanines, comprenant les eumélanines, phaeomélanines et trichochromes. La mélanine, dont le rôle principal est de protéger la peau contre les effets néfastes des rayons UV, est produite par des cellules spécialisées appelées mélanocytes. Bien que certains animaux, comme les oiseaux, les poissons et les reptiles, possèdent des cellules supplémentaires produisant d'autres pigments affichant une grande variété de couleurs par réflexion et réfraction, les mélanocytes sont présents de manière ubiquitaire (omniprésente) chez les vertébrés.

Les facteurs prédominants dans la détermination de la couleur de la peau sont le type de pigment synthétisé et l'activité des mélanocytes. Les principales étapes déterminant la pigmentation de la peau, communes à tous les groupes ethniques, comprennent la migration des mélanoblastes vers l'épiderme, leur survie et différenciation en mélanocytes, la densité des mélanocytes, l'expression et la fonction des constituants enzymatiques et structuraux des mélanosomes, la synthèse des mélanines, le transport des mélanosomes, le transfert aux kératinocytes, et enfin, la distribution et la dégradation des mélanines cutanées.

La pigmentation peut être influencée par de nombreux facteurs intrinsèques et extrinsèques, tels que la localisation sur le corps, les différences de genre, d'ethnie, les anomalies génétiques, l'âge, les réponses hormonales, les cycles pilaires, le climat, les saisons, l'exposition aux UV, les contacts avec des toxines, des polluants et des infections microbiennes. Des régulateurs intrinsèques de la pigmentation incluent non seulement les kératinocytes et les fibroblastes, mais aussi les cellules endothéliales et les hormones circulant dans le sang, les cellules inflammatoires et le système nerveux.

L'exposition aux rayons UV est connue pour stimuler la production de mélanine, le pigment responsable de la couleur de la peau. Les rayons UV induisent une réaction immédiate, persistante pendant plusieurs jours, mais cette augmentation rapide de la pigmentation est due à l'oxydation des pigments existants et à la redistribution des mélanosomes, sans augmentation réelle de la production de mélanine. La réponse plus tardive aux UV entraîne une véritable augmentation de la mélanine, résultant de l'augmentation de l'expression du gène MITF, un régulateur important de la transcription de la pigmentation, ainsi que de ses cibles telles que Pmel17, MART-1, la tyrosinase, Tyrp1, Tyrp2 / Dct. De plus, les mélanocytes de la peau et les kératinocytes réagissent aux UV en augmentant la production d'alpha-MSH et d'ACTH, ce qui stimule davantage la production de mélanine en augmentant l'expression de MC1R à la surface des mélanocytes.

Les personnes à peau claire, qui ont du mal à bronzer ou qui ont des taches de rousseur, présentent un risque accru de mélanome. Les variations génétiques dans le gène MC1R sont associées à ce risque. Le mélanome est beaucoup moins fréquent chez les personnes ayant une peau plus foncée, avec une incidence 10 à 20 fois moindre.

Le mélanocyte est une cellule dendritique présente dans la peau, dotée d'une activité dopa-oxydasique et responsable de la production de mélanine. Ces cellules sont réparties de manière régulière dans la couche basale de l'épiderme, se localisant également au niveau de l'infundibulum et au sommet des papilles dermiques dans les follicules pileux. Bien que des mélanocytes dermiques aient été observés chez l'Homme, cela se produit dans des situations très spécifiques, telles que la tache mongolique ou le naevus de OtA.

Le nombre de mélanocytes par mm2 varie, atteignant 2000 ou plus dans la peau exposée du visage, du scrotum ou du prépuce, et entre 1000 et 1500 mélanocytes par mm2 sur le reste du corps, indépendamment de l'origine raciale. Les différences de pigmentation entre les populations caucasiennes, négroïdes et mongoloïdes ne sont pas attribuables à des variations dans le nombre de mélanocytes.

Les mélanocytes de la peau ont une origine dans la crête neurale, se développant à partir de précurseurs appelés mélanoblastes. La transformation des mélanoblastes en mélanocytes se produit chez l'Homme entre la 8e et la 14e semaine de la vie intra-utérine. Après leur migration à travers le corps, les mélanocytes atteignent leur position finale dans l'épiderme et les follicules pileux. Avant même la formation des poils, les mélanocytes colonisent l'épiderme de manière aléatoire, se localisant ultérieurement spécifiquement dans l'infundibulum et le bulbe pileux. Des anomalies pendant le développement embryonnaire peuvent affecter le système pigmentaire de la peau, notamment en raison de problèmes au niveau de la crête neurale, du mélanoblaste ou de l'environnement tissulaire. Ces mutations, observées chez l'Homme (comme le piébaldisme, le syndrome de Waardenburg) et d'autres mammifères, se manifestent par une absence de mélanocytes dans l'épiderme et les follicules pileux.

Chez l'Homme, tout comme chez les autres mammifères, la couleur de la peau et des poils dépend principalement du nombre, de la taille, du type et de la répartition des mélanosomes. Il est intéressant de noter que, dans des conditions normales, les variations de pigmentation cutanée entre différentes ethnies humaines ne sont pas liées à des différences dans le nombre de mélanocytes épidermiques. En effet, pour une zone donnée, le nombre de mélanocytes épidermiques est sensiblement le même chez les individus qu'importe leurs origines ethniques. Ainsi, les déterminants majeurs de la couleur de la peau résident dans le type de pigment synthétisé et le niveau d'activité des mélanocytes, une observation qui est également valable pour d'autres mammifères.

Malgré leur potentiel de renouvellement, les cellules souches mésenchymateuses constituent une population limitée. Une diminution progressive du nombre de cellules souches mésenchymateuses folliculaires pendant le vieillissement physiologique entraîne le blanchiment des cheveux chez les humains. La canitie, communément appelée "blanchissement des cheveux", se produit ainsi naturellement au fil de la vie. Les cheveux grisonnants apparaissent généralement d'abord aux tempes, puis se propagent vers la région frontale, le sommet de la tête et la région pariétale, affectant la région à l'arrière de la tête en dernier.

Le vitiligo est une maladie cutanée courante qui se caractérise par des plaques blanches bien délimitées sur la peau, résultant de la disparition des mélanocytes. Cette maladie n'est pas contagieuse et peut toucher hommes, femmes, adultes et enfants. Les causes exactes du vitiligo ne sont pas entièrement comprises, mais des facteurs génétiques et des réponses auto-immunes dirigées contre les mélanocytes sont suggérés. Les cytokines et les voies de signalisation sont également considérées comme impliquées dans le vitiligo.

Article publié le 5 décembre 2023