Depuis des décennies, les manuels de biologie enseignent que les cheveux humains poussent parce que les cellules situées à la base du follicule pileux se divisent et poussent la tige capillaire vers le haut. De nouvelles recherches suggèrent toutefois que cette explication est incomplète. Des scientifiques ont désormais trouvé des indices indiquant que la croissance des cheveux est entraînée par une force de traction cachée, générée par des cellules en mouvement à l’intérieur du follicule pileux.
Cette découverte remet en question une vision de longue date de la croissance des cheveux et pourrait amener les chercheurs à repenser tout le domaine, des traitements contre la chute des cheveux à la médecine régénérative. Ces résultats, obtenus par des chercheurs de L’Oréal Research & Innovation et de l’université Queen Mary de Londres, ont été publiés dans la revue scientifique *Nature Communications *.
À l’intérieur du follicule pileux
Un follicule pileux est une structure complexe de la peau qui forme et nourrit chaque cheveu. À la base du follicule se trouve le bulbe pileux, où les cellules se divisent rapidement pour former un nouveau cheveu. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que ces cellules nouvellement formées agissaient comme un tapis roulant, poussant les cellules plus anciennes vers le haut et permettant ainsi au cheveu de pousser hors du cuir chevelu.
Afin de vérifier si cette explication rendait compte de l’ensemble du phénomène, les chercheurs ont utilisé une technologie avancée d’imagerie 3D en direct pour observer des follicules pileux humains vivants cultivés en laboratoire. Contrairement à la microscopie traditionnelle, qui ne capture que des images fixes, cette approche a permis aux scientifiques de suivre le mouvement et l’interaction de cellules individuelles en temps réel.
L’équipe s’est concentrée sur la gaine radiculaire externe, une couche de tissu qui entoure la tige capillaire en croissance. À leur grande surprise, ils ont observé que les cellules situées à l’intérieur de cette couche se déplaçaient vers le bas selon un schéma spiralé coordonné. Plus fascinant encore, ce mouvement se produisait précisément dans la zone où semblait prendre naissance la force qui tire le poil vers le haut.
Un moteur cellulaire caché
Le Dr Inês Sequeira, professeure associée de biologie bucco-dentaire et cutanée à Queen Mary et l’une des principales autrices de l’étude, a déclaré : « Nos résultats révèlent une chorégraphie fascinante à l’intérieur du follicule pileux. Pendant des décennies, on a supposé que le cheveu était poussé vers l’extérieur par les cellules en division situées dans le bulbe pileux. Nous avons au contraire constaté qu’il était activement tiré vers le haut par les tissus environnants, qui agissent presque comme un minuscule moteur. » Cette découverte suggère que la croissance des cheveux ne dépend pas seulement de la formation de nouvelles cellules, mais aussi de forces mécaniques générées par le mouvement coordonné des cellules au sein même du follicule. Ce mouvement fonctionne de manière similaire à un minuscule moteur biologique : au lieu de simplement pousser le cheveu vers l’extérieur par le bas, le tissu environnant génère une force de traction qui déplace activement la tige capillaire vers le haut. Le follicule pileux utilise ainsi ses propres mouvements cellulaires pour mettre en place une sorte de système de croissance mécanique. La protéine actine joue ici un rôle important. Ce composant du cytosquelette permet aux cellules de modifier leur forme, de se déplacer et d’exercer des forces sur leur environnement. L’activité coordonnée de nombreuses cellules individuelles génère un effet mécanique plus important qui soutient l’ensemble du processus de croissance capillaire.
Cette découverte bouleverse la conception que l’on avait jusqu’à présent de la croissance des structures biologiques. Elle montre que la croissance n’est pas uniquement régulée par la production cellulaire et les signaux chimiques, mais également par des forces physiques au sein du tissu. Ces processus mécaniques prennent de plus en plus d’importance en biologie moderne. Les scientifiques reconnaissent de plus en plus que les cellules n’influencent pas seulement leur environnement, mais réagissent également à des signaux mécaniques. Ces interactions jouent par exemple un rôle important dans le développement des organes, la cicatrisation des plaies et la régénération des tissus. Cette découverte pourrait s’avérer particulièrement importante pour la recherche sur les cheveux. Une meilleure compréhension des forces mécaniques au sein du follicule pileux permettrait peut-être aux futurs traitements contre la chute des cheveux d’agir non seulement sur la division cellulaire ou les processus hormonaux, mais aussi de cibler spécifiquement la mobilité et le développement de la force des cellules.
Suivre la croissance des cheveux en temps réel
Afin de vérifier leur théorie, les chercheurs ont mené une série d’expériences visant à distinguer les effets de la division cellulaire de ceux du mouvement cellulaire. Dans un premier temps, ils ont bloqué la division cellulaire à l’intérieur du follicule pileux. Si l’explication traditionnelle avait été tout à fait correcte, la croissance des cheveux aurait dû ralentir considérablement, voire s’arrêter complètement. Au lieu de cela, les follicules pileux ont continué à produire des cheveux à peu près à la même vitesse qu’auparavant.
L’équipe s’est ensuite intéressée à l’actine, une protéine présente dans les cellules de tout l’organisme. L’actine joue un rôle essentiel dans la capacité des cellules à se déplacer, à changer de forme et à générer de la force. Lorsque les chercheurs ont interrompu l’activité de l’actine, les résultats ont été spectaculaires. Les taux de croissance capillaire ont chuté de plus de 80 %, ce qui suggère que le mouvement cellulaire et la génération de force sont des éléments essentiels du processus de croissance. Des simulations informatiques ont corroboré ces conclusions. Les modèles ont montré que le mouvement coordonné des cellules dans les couches externes du follicule pileux générait des forces de traction suffisamment puissantes pour expliquer le mouvement observé de la tige capillaire.
Le Dr Nicolas Tissot, premier auteur de l’étude et membre de l’équipe de recherche avancée de L’Oréal, a souligné l’importance de cette nouvelle technique d’imagerie : « Nous utilisons une méthode d’imagerie innovante qui permet une microscopie 3D en accéléré en temps réel. Alors que les images statiques ne fournissent que des instantanés isolés, la microscopie 3D en accéléré est indispensable pour véritablement décrypter les processus biologiques complexes et dynamiques au sein du follicule pileux et mettre en évidence la cinétique cellulaire, les schémas de migration ainsi que la vitesse des divisions cellulaires, qui ne peuvent autrement être déduits d’observations isolées. Cette approche a permis de modéliser les forces générées localement. » En suivant des cellules vivantes sur une longue période, les chercheurs ont pu observer des processus biologiques qui seraient restés invisibles avec les méthodes traditionnelles.
De nouvelles perspectives pour la recherche sur la chute des cheveux
Les résultats de cette étude pourraient avoir des répercussions importantes sur la compréhension de la chute des cheveux et le développement de nouveaux traitements. Le Dr Thomas Bornschlögl, autre coauteur principal issu de l’équipe de recherche avancée de L’Oréal, a expliqué : « Cela montre que la croissance des cheveux n’est pas uniquement due à la division cellulaire : c’est plutôt la gaine radiculaire externe qui tire activement le cheveu vers le haut. Cette nouvelle perspective sur la mécanique des follicules pileux ouvre de nouvelles perspectives pour la recherche sur les maladies capillaires, l’évaluation des médicaments ainsi que le développement de la culture tissulaire et de la médecine régénérative. »
Les scientifiques prennent de plus en plus conscience que les tissus biologiques sont façonnés non seulement par les gènes et les signaux chimiques, mais aussi par des forces physiques. Comprendre comment ces forces influencent la croissance des cheveux pourrait aider les chercheurs à développer de futurs traitements ciblant à la fois l’environnement biochimique du follicule pileux et son comportement mécanique. Bien que les expériences aient été menées sur des follicules pileux humains cultivés en laboratoire, et non directement sur des êtres humains, les résultats fournissent de nouvelles informations précieuses sur le fonctionnement des follicules pileux. Les chercheurs estiment en outre que leur technique d’imagerie pourrait devenir un outil puissant pour évaluer des traitements potentiels contre la chute des cheveux, car elle permet aux scientifiques d’observer en temps réel comment des follicules vivants réagissent à différents médicaments et traitements.
Un nouveau rôle pour la biophysique dans la biologie quotidienne
Cette étude apporte non seulement de nouvelles connaissances sur la croissance des cheveux, mais souligne également l’importance croissante de la biophysique. Ce domaine de recherche étudie la manière dont les forces physiques influencent les processus biologiques dans l’organisme.
Pendant longtemps, la biologie s’est principalement concentrée sur les gènes et les signaux chimiques. Aujourd’hui, cependant, les scientifiques savent que les cellules peuvent également générer des forces mécaniques, se déplacer et influencer activement leur environnement. Ces processus jouent un rôle important dans le développement et le renouvellement des tissus. Le follicule pileux en est un exemple : un processus apparemment simple comme la croissance des cheveux repose manifestement sur une interaction complexe entre la division cellulaire, le mouvement cellulaire et les forces mécaniques.
Cette découverte montre que même les processus biologiques quotidiens sont souvent plus complexes qu’ils ne le paraissent à première vue. Les chercheurs espèrent qu’une meilleure compréhension des forces mécaniques au sein des tissus permettra à l’avenir de développer de nouvelles méthodes d’étude et de traitement des maladies. La biophysique pourrait ainsi jouer un rôle important dans la poursuite du décryptage des mécanismes cachés du corps humain.