Comprendre le blanchiment des cheveux : mécanismes, idées reçues et traitements futurs

Table des matières

• Introduction : pourquoi le blanchiment capillaire est important
• Le phénotype de blanchiment est étroitement lié à la croissance du cheveu
• Le blanchiment des cheveux humains s’étudie mieux sur les follicules pileux humains
• Le blanchiment débute dans l’unité pigmentaire et devient irréversible avec l’épuisement des cellules souches
• Mécanismes biologiques clés du blanchiment capillaire
• Médicaments capables de stimuler la repigmentation capillaire
• Implications pour les patients
• Limites importantes et questions non résolues
• Perspectives futures pour le traitement des cheveux blancs
• Informations sur la source

Introduction : pourquoi le blanchiment capillaire est important

Le blanchiment des cheveux (canitie) est l’un des signes les plus visibles du vieillissement, touchant presque tout le monde à terme. Au-delà de son impact esthétique et psychologique, il constitue un modèle précieux pour étudier le vieillissement humain et la pigmentation dans un organe miniature facilement accessible : le follicule pileux. Bien que très répandu, le blanchiment capillaire a longtemps été négligé par la recherche sur le vieillissement. Pourtant, un blanchiment prématuré peut signaler certains troubles génétiques du vieillissement, comme le syndrome de Werner (progéria), et pourrait même servir d’indicateur indépendant de l’âge ou de pathologies associées, telles que les maladies cardiovasculaires.

Les données actuelles suggèrent que le blanchiment résulte d’une combinaison de facteurs variables selon les individus, incluant des dommages oxydatifs cumulatifs, des lésions de l’ADN, une hyperactivité de mTORC1 (un régulateur de croissance cellulaire), la sénescence des mélanocytes (vieillissement des cellules pigmentaires) et une production insuffisante de facteurs favorisant la pigmentation dans la matrice du cheveu. Divers régulateurs influencent ce processus, notamment des facteurs génétiques, des gènes horloge périphériques, la signalisation d’adhésion cellulaire, des médiateurs nerveux, des facteurs de croissance et des mécanismes de nettoyage cellulaire.

Cela conduit à une réduction de la production de mélanine, contrôlée par MITF et la tyrosinase (enzymes clés de la pigmentation), à un transfert défectueux des mélanosomes (vésicules pigmentaires) vers les cellules de la tige pilaire, et finalement à l’épuisement des mélanocytes de l’unité pigmentaire du follicule pileux et de leurs progéniteurs locaux. Le blanchiment ne devient irréversible que lorsque le réservoir de cellules souches mélanocytaires dans la région du bulge du follicule pileux est également épuisé, ce qui survient plus tard dans ce processus.

Le phénotype de blanchiment est étroitement lié à la croissance du cheveu

Comprendre le blanchiment capillaire nécessite de se concentrer spécifiquement sur les mélanocytes du follicule pileux, car ils se comportent différemment des mélanocytes cutanés. Contrairement à la production continue de mélanine, sensible aux UV, dans les mélanocytes cutanés, l’activité pigmentaire du follicule pileux est strictement cyclique et indépendante de l’exposition aux UV. La mélanogenèse (production de pigment) s’active rythmiquement uniquement pendant les phases anagène III-VI du cycle de croissance du cheveu, avec une apoptose subséquente (mort cellulaire programmée) des mélanocytes différenciés du follicule pileux survenant pendant la phase de régression (catagène), suivie de leur remplacement par des cellules progénitrices mélanocytaires résidentes lors de la phase de croissance suivante.

Les mélanocytes de l’unité pigmentaire du follicule pileux ont beaucoup moins de contacts avec les kératinocytes environnants que ceux de l’épiderme, sont stimulés par le HGF (facteur de croissance des hépatocytes) sécrété par les cellules graisseuses périfolliculaires, et sont régis par des signaux dépendants du cycle pilaire provenant de la papille dermique du follicule pileux. Important : contrairement aux mélanocytes cutanés, les mélanocytes du follicule pileux et les cellules souches mélanocytaires résident dans un épithélium immunitairement privilégié.

Une unité pigmentaire fonctionnelle du follicule pileux n’est présente que pendant les phases de croissance active du cheveu (anagène III-VI) et ne synthétise de la mélanine que lorsque le follicule génère activement une tige pilaire. Durant ce processus, les mélanocytes de l’unité pigmentaire transfèrent des mélanosomes chargés de mélanine dans les cellules de la matrice pré-corticale du cheveu. Par conséquent, la perte graduelle ou transitoire du transfert de mélanine ne peut survenir que pendant la croissance active du cheveu, tandis que la repigmentation de cheveux précédemment gris/blancs ne peut se produire que pendant la phase anagène VI et nécessite la présence de mélanocytes fonctionnels de l’unité pigmentaire.

Ainsi, le phénotype de blanchiment se produit dans l’unité pigmentaire pendant la croissance active et ne peut y être inversé. Cependant, pour qu’une repigmentation stable se produise, les cellules progénitrices qui construisent une nouvelle unité pigmentaire lors des cycles pilaires subséquents doivent survivre et rester fonctionnelles. Plus un follicule pileux gris/blanc est maintenu thérapeutiquement en phase de croissance, plus la fenêtre d’opportunité pour une repigmentation potentielle est longue.

Le blanchiment des cheveux humains s’étudie mieux sur les follicules pileux humains

Étant donné les contrôles complexes et nuancés de la pigmentation du follicule pileux humain, la prudence est de mise lors de l’application des résultats des modèles murins à l’homme. De nombreux régulateurs importants de la pigmentation capillaire humaine ont été identifiés, dont le rôle dans la pigmentation capillaire murine reste incertain. Ces régulateurs incluent la thyrolibérine (TRH), la signalisation P-cadhérine à l’interface matrice-papille dermique, les gènes horloge périphériques, l’activité de mTORC1, et des activités enzymatiques spécifiques dans la matrice du cheveu, ainsi que la sécrétion de HGF par le tissu adipeux périfolliculaire.

De plus, de nombreux médicaments et hormones sont capables d’induire la repigmentation de cheveux gris/blancs humains chez certains patients, tandis que leur impact sur la repigmentation capillaire murine est incertain ou inconnu. Ceux-ci incluent la L-thyroxine, la lévodopa, la fluoxétine, la ciclosporine, les inhibiteurs de PD-1, et l’imatinib, ainsi que des hormones comme l’ACTH (hormone adrénocorticotrope) et l’α-MSH (hormone stimulante des mélanocytes).

Bien que les modèles murins fournissent des insights précieux, il existe des différences intrinsèques entre la dynamique des follicules pileux murins et humains qui méritent considération. Chez la souris, une population sous-bulge de cellules souches mélanocytaires restaure le germe pileux secondaire avant chaque nouvelle phase de croissance. L’épuisement de cette population chez la souris conduit à un blanchiment rapide des poils après la première phase de croissance. Cependant, chez l’homme, il reste incertain quelle niche de progéniteurs mélanocytaires est crucialement responsable du réassemblage de l’unité pigmentaire durant chaque nouvelle phase de croissance.

Les défis dans le maintien de la quiescence des cellules souches mélanocytaires, dus à des facteurs comme le vieillissement et le stress génotoxique, pourraient conduire à une différenciation anormale de ces cellules souches. Cela résulte en l’incapacité de ces mélanocytes différenciés à renouveler l’unité pigmentaire, menant à un blanchiment irréversible. Comprendre les mécanismes qui maintiennent la quiescence et contrôlent l’activation des cellules souches mélanocytaires humaines est primordial pour pleinement comprendre le processus de blanchiment.

Le blanchiment débute dans l’unité pigmentaire et devient irréversible avec l’épuisement des cellules souches

L’idée souvent répétée que le blanchiment capillaire résulte principalement de défauts dans les cellules souches mélanocytaires du bulge repose surtout sur des études murines et peut détourner l’attention de l’endroit où le blanchiment humain se produit physiquement en premier et doit principalement être contré : dans l’unité pigmentaire du follicule pileux. Bien que les cellules souches mélanocytaires du bulge soient nécessaires pour reconstituer l’unité pigmentaire rapidement remodelée chez la souris, il n’y a pas encore de preuve convaincante que cela s’applique aussi aux follicules pileux du cuir chevelu humain.

En fait, le bulbe pileux humain en croissance contient de nombreux mélanocytes/mélanoblastes non pigmentés le long de la gaine épithéliale externe proximale et dans l’épithélium le plus proximal de la matrice du cheveu. Ceux-ci peuvent être isolés et cultivés pour générer des mélanocytes différenciés producteurs de mélanine de follicule pileux humain.

Bien qu’il soit souvent affirmé que l’incapacité des cellules souches mélanocytaires du bulge à reconstituer l’unité pigmentaire durant chaque phase de croissance est responsable du début (par opposition à l’irréversibilité) du blanchiment capillaire humain, des preuves définitives manquent. Étant donné la distance physique considérable entre le bulge et l’unité pigmentaire dans un grand follicule pileux terminal du cuir chevelu ou de la barbe humaine et l’absence de preuve que les progéniteurs dérivés du bulge doivent voyager continuellement vers le bulbe pileux pour maintenir l’unité pigmentaire humaine, il faut probablement de nombreuses années et un ou plusieurs cycles pilaires supplémentaires avant que des défauts ou l’épuisement des cellules souches du bulge puissent éventuellement se traduire par un blanchiment de la tige pilaire.

Pourtant, il existe des preuves de différenciation permanente des cellules souches mélanocytaires dans les follicules pileux humains gris/blancs, comme une expression élevée de gènes associés à la mélanogenèse dans le bulge de cheveux noirs et blancs du cuir chevelu de patients aux cheveux gris. De plus, les cellules souches mélanocytaires du bulge humain présentent une différenciation anormale lorsqu’exposées aux radiations ionisantes, au peroxyde d’hydrogène et à d’autres facteurs de stress.

Mécanismes biologiques clés du blanchiment capillaire

La recherche a identifié plusieurs processus biologiques fondamentaux qui contribuent au blanchiment capillaire :

• Dommages par stress oxydatif : Dommages oxydatifs cumulatifs aux mélanocytes et à leurs cellules précurseurs
• Dommages à l’ADN : Lésions accumulées de l’ADN affectant la fonction et la survie des mélanocytes
• Hyperactivité de mTORC1 : Activité excessive de cette voie de régulation de la croissance cellulaire
• Sénescence des mélanocytes : Changements liés au vieillissement dans les cellules pigmentaires réduisant leur fonction
• Facteurs de croissance inadéquats : Production insuffisante de facteurs favorisant la pigmentation
• Facteurs génétiques : Défauts de réparation de l’ADN et variations génétiques spécifiques affectant la pigmentation
• Gènes horloge périphériques : Perturbation des rythmes biologiques locaux dans les follicules pileux
• Défauts de signalisation cellulaire : Rupture de la communication entre les cellules de l’unité pigmentaire

Ces processus conduisent à une réduction de la mélanogenèse (contrôlée par MITF et la tyrosinase), un transfert défectueux des mélanosomes vers les kératinocytes de la tige pilaire, et finalement à l’épuisement des mélanocytes de l’unité pigmentaire du follicule pileux et de leurs progéniteurs locaux.

Médicaments capables de stimuler la repigmentation capillaire

La recherche identifie de nombreuses substances pouvant affecter la pigmentation capillaire, dont beaucoup montrent un potentiel pour traiter les cheveux blancs :

Agents endogènes (naturellement présents dans le corps)

• Hormone adrénocorticotrope (ACTH) : Effet stimulateur sur la pigmentation du follicule pileux humain
• Hormone stimulante des mélanocytes (α-MSH) : Effet stimulateur sur la pigmentation du follicule pileux humain
• HGF et MET : Effet stimulateur sur la pigmentation du follicule pileux humain
• Hormone de libération de la corticotropine : Effet stimulateur sur la pigmentation du follicule pileux humain
• Hormones thyroïdiennes (T3 et T4) : Effet stimulateur sur la pigmentation du follicule pileux humain
• Facteur de croissance nerveuse et TrKA : Effet stimulateur sur la pigmentation du follicule pileux humain
• Activité de mTORC1 : Effet inhibiteur sur la pigmentation du follicule pileux humain

Agents exogènes (traitements potentiels)

• Acitrétine et étrétinate : Associés à une repigmentation des cheveux gris chez des patients atteints de dermatoses après 6 à 12 mois de traitement
• Analogues de l’α-MSH : Analogues puissants stimulant la production intracutanée de mélatonine
• Pantothénate de calcium : Des doses élevées ont induit une repigmentation des cheveux gris prématurés dès 1 mois de traitement
• Fluoxétine : Pourrait préserver et restaurer la pigmentation capillaire via les capacités de synthèse de sérotonine intrinsèques des mélanocytes
• Imatinib : 7 % des patients ont présenté une repigmentation des cheveux gris 2 à 14 mois après le début du traitement pour leucémie myéloïde chronique
• Lévodopa : Repigmentation capillaire diffuse rapportée dans les 8 à 9 mois suivant l’instauration du traitement pour maladie de Parkinson
• L-thyroxine : Favorise la production intracutanée de mélatonine
• Acide para-aminobenzoïque : Des doses élevées ont provoqué un assombrissement des cheveux chez tous les patients après 2 mois
• Psoralène + UVA : A induit une repigmentation des cheveux gris chez 46 % des patients sans rechute à 8 mois
• Rapamycine : Prolonge la phase de croissance et stimule la pigmentation du follicule pileux humain

Implications pour les patients

Cette recherche a plusieurs implications importantes pour les personnes confrontées à la canitie ou préoccupées par celle-ci :

Premièrement, la canitie débute comme un processus potentiellement réversible. Les stades initiaux impliquent une dysfonction de l’unité productrice de pigment des follicules pileux en croissance active, plutôt qu’une perte complète des cellules souches mélanocytaires. Cela signifie qu’il pourrait exister une fenêtre d’intervention pour inverser la canitie précoce avant qu’elle ne devienne permanente.

Deuxièmement, l’étude identifie de nombreuses voies biologiques pouvant être ciblées thérapeutiquement. Celles-ci incluent la réduction du stress oxydatif, la modulation de régulateurs spécifiques de croissance comme mTORC1, et la supplémentation en facteurs favorisant la pigmentation qui déclinent avec l’âge.

Troisièmement, la recherche documente plusieurs médicaments et composés ayant démontré des effets de repigmentation capillaire chez l’humain, fournissant une base pour le développement de futurs traitements. Certains d’entre eux, comme certaines vitamines, hormones et médicaments existants, pourraient être repositionnés pour le traitement de la canitie après des essais cliniques appropriés.

Quatrièmement, le moment de l’intervention est crucial. La pigmentation capillaire n’ayant lieu que pendant les phases de croissance active (anagène), les traitements doivent être appliqués spécifiquement durant ces fenêtres pour être efficaces.

Enfin, l’étude souligne que la biologie du cheveu humain diffère significativement des modèles murins, ce qui signifie que des traitements développés spécifiquement pour les follicules pileux humains sont nécessaires, plutôt que de s’appuyer uniquement sur la recherche animale.

Limites importantes et questions non résolues

Bien que cette recherche apporte des éclairages significatifs sur les mécanismes de la canitie, plusieurs limites importantes et questions non résolues persistent :

La source exacte des mélanocytes qui restaurent l’unité pigmentaire du follicule pileux humain à chaque nouveau cycle de croissance reste incertaine. Si les études murines suggèrent que les cellules souches mélanocytaires du renflement (bulge) en sont principalement responsables, les follicules pileux humains pourraient utiliser différentes populations de cellules progénitrices.

La progression des défauts réversibles de l’unité pigmentaire du follicule pileux (HFPU) vers l’épuisement irréversible des cellules souches mélanocytaires dans la canitie humaine n’est pas bien quantifiée. Il serait très instructif de déterminer comment la proportion de follicules pileux au stade précoce de la canitie (avec défauts réversibles) versus au stade avancé (avec défauts irréversibles des cellules souches) évolue dans le temps sur des zones définies du cuir chevelu.

Nombre des effets de repigmentation documentés proviennent d’observations fortuites ou de cas cliniques durant des traitements pour d’autres affections. Des essais cliniques contrôlés testant spécifiquement ces agents pour la repigmentation capillaire sont nécessaires pour établir leur efficacité et les protocoles thérapeutiques optimaux.

Les mécanismes moléculaires sous-tendant de nombreux effets de repigmentation observés ne sont pas entièrement compris. Par exemple, bien que plusieurs médicaments montrent des effets stimulateurs sur la pigmentation, leurs mécanismes d’action exacts sur les mélanocytes du follicule pileux humain nécessitent des investigations plus poussées.

La variation individuelle dans les patrons de canitie et les réponses aux traitements potentiels est significative mais mal caractérisée. Les facteurs génétiques, les expositions environnementales et l’état de santé général influencent vraisemblablement à la fois la progression de la canitie et la réponse au traitement.

Perspectives futures pour le traitement de la canitie

Cette recherche indique plusieurs pistes prometteuses pour les futurs traitements de la canitie :

1. Thérapies antioxydantes ciblées : Développer des traitements réduisant le stress oxydatif spécifiquement dans les mélanocytes du follicule pileux
2. Modulation de mTORC1 : Créer des formulations topiques régulant cette voie pour maintenir la fonction mélanocytaire
3. Supplémentation en facteurs de croissance : Développer des systèmes d’administration pour les facteurs favorisant la pigmentation qui déclinent avec l’âge
4. Thérapies combinées : Cibler simultanément plusieurs voies pour une efficacité accrue
5. Synchronisation du cycle capillaire : Développer des traitements coordonnant les interventions thérapeutiques avec les cycles naturels de croissance du cheveu
6. Préservation des cellules souches : Créer des approches protégeant les cellules souches mélanocytaires de l’épuisement lié à l’âge
7. Approches personnalisées : Adapter les traitements en fonction des patrons individuels de canitie et des causes sous-jacentes

La réversibilité temporaire de la canitie, mise en évidence par plusieurs médicaments et hormones induisant une repigmentation, indique des voies cibles prometteuses pour les futurs traitements. Cependant, les chercheurs conseillent la prudence dans l’application directe des concepts des modèles murins à l’humain et soulignent la nécessité d’une recherche spécifiquement centrée sur l’humain.

Informations sur la source

Titre de l’article original : Human Hair Graying Revisited: Principles, Misconceptions, and Key Research Frontiers

Auteurs : Ralf Paus, Alec Sevilla, et James M. Grichnik

Publication : Journal of Investigative Dermatology (2024) 144, 474-491

Note : Cet article vulgarisé à destination des patients est basé sur une recherche évaluée par les pairs et vise à rendre accessibles des informations scientifiques complexes tout en préservant l’intégralité des résultats clés et des données de l’étude originale.