De nouvelles recherches ont découvert pour la première fois l’hémoglobine dans la couche supérieure de la peau humaine et ont constaté qu’elle aide à protéger la peau des dommages. Ces résultats fournissent des informations importantes sur le vieillissement et les maladies cutanées telles que le cancer. L'hémoglobine est connue pour lier l'oxygène dans le sang et le transporter des poumons vers les tissus. Cependant, une nouvelle étude révèle que l’hémoglobine joue un autre rôle : protéger notre peau des dommages.
Les chercheurs souhaitaient comprendre comment l'épiderme - la couche la plus externe de la peau - nous protège des défis environnementaux tels que les rayons UV. Ils ont donc examiné ce qui se passe dans la peau au niveau moléculaire.
Masayuki Amagai, l'auteur correspondant de l'étude, a déclaré : « L'épiderme est composé d'épithélium pavimenteux stratifié kératinisé, principalement composé de kératinocytes. Des études antérieures ont montré que pendant le processus de différenciation des kératinocytes et de formation de la barrière externe de la peau, ils expriment une variété de gènes ayant des fonctions protectrices. les gènes ont échappé à une protection antérieure.
Les kératinocytes épidermiques proviennent de la couche la plus profonde de la peau (la couche basale) et remontent pour former plusieurs couches après différenciation. Au cours de l’étape de différenciation des kératinocytes, l’expression de divers gènes dotés de fonctions de barrière protectrice a été découverte et des maladies telles que la dermatite atopique sont causées par des mutations génétiques.
Pour identifier des molécules inconnues impliquées dans les mécanismes de la barrière cutanée, les chercheurs ont analysé des gènes hautement exprimés dans l'ensemble de l'épiderme et de l'épiderme supérieur de la peau humaine saine prélevée sur les cuisses et le haut des bras de trois individus, ainsi que dans la peau de souris. Ils ont découvert de manière inattendue que les gènes HBA1/2 codant pour l’alpha-globuline, l’une des sous-unités protéiques de l’hémoglobine, sont fortement exprimés dans l’épiderme supérieur de la peau humaine. De même, dans la peau de souris, les Hba-a1/a2 (équivalentes aux HBA1/2 humaines) sont également fortement exprimées dans l’épiderme supérieur.
"Nous avons effectué une analyse comparative du transcriptome de l'épiderme entier et de l'épiderme supérieur, qui sont des feuilles de cellules isolées de la peau humaine et de la souris à l'aide d'enzymes", a déclaré Amagai. "Nous avons constaté que les gènes responsables de la production de l'hémoglobine sont très actifs dans l'épiderme supérieur. Pour confirmer cette découverte, nous avons utilisé l'immunocoloration pour examiner la présence de la protéine alpha de l'hémoglobine dans les kératinocytes de l'épiderme supérieur."
Les chercheurs ont irradié la peau séparément avec des UVA et des UVB et ont découvert que les UVA (mais pas les UVB) pouvaient induire l’expression de HBA1/2 dans les kératinocytes épidermiques. L’irradiation UVA est la principale cause de lésions des kératinocytes médiées par les espèces réactives de l’oxygène (ROS). Par rapport au groupe témoin, les niveaux de ROS intracellulaires des kératinocytes knock-out HBA ont été significativement augmentés, ce qui indique que l'expression de HBA est induite pour inhiber la génération de ROS induite par les UVA dans les kératinocytes épidermiques.
Les mitochondries - les producteurs d'énergie des cellules - sont particulièrement sensibles à l'excès de ROS produit par le rayonnement UV, et le dysfonctionnement mitochondrial provoqué par le rayonnement UV entraîne directement des lésions cutanées, également appelées photovieillissement.
"Notre étude montre que l'hémoglobine épidermique est régulée positivement en cas de stress oxydatif et inhibe la production d'espèces réactives de l'oxygène dans les cultures de kératinocytes humains", a déclaré Amagai. "Nos résultats montrent que l'hémoglobine alpha protège les kératinocytes du stress oxydatif externe ou interne, tel que le rayonnement ultraviolet et l'altération de la fonction mitochondriale. Par conséquent, l'expression de l'hémoglobine par les kératinocytes représente un mécanisme de défense endogène contre le vieillissement cutané et le cancer de la peau."
Les chercheurs affirment que leurs résultats apportent des implications importantes pour l’étude des maladies cutanées liées aux ROS, telles que le vieillissement et le cancer.
L'étude a été publiée dans le Journal of Investigative Dermatology.