Dans cette étude, les chercheurs ont d'abord vérifié que la peau fabrique la sérotonine. Chez la souris, comme chez l’homme (peau prélevée lors d'abdominoplasties), ils ont bien retrouvé tout l’arsenal nécessaire au métabolisme de la sérotonine : enzymes de synthèse, transporteurs et récepteurs sont présents dans plusieurs types cellulaires cutanés. La sérotonine a été retrouvée plus précisément dans l'épiderme et autour des follicules pileux et sa concentration a pu être mesurée par une technique fine de chimie analytique (HPLC).

Pour identifier son rôle dans la peau, les chercheurs ont utilisé des souris génétiquement modifiées incapables de produire la sérotonine périphérique (souris KO Tph1⁻/⁻). En comparant leur peau à celle de souris normales, ils ont observé : une peau plus fine, épiderme et derme réduits en épaisseur ; une barrière cutanée moins efficace, plus de perte d'eau à travers la peau (mesurée par « TEWL ») ; une diminution des protéines clés de la différenciation des couches superficielles de la peau, filaggrine, loricrine, kératines, protéines essentielles à la formation d'une peau saine et protectrice ; moins de collagène dans le derme, suggérant une structure de soutien affaiblie et enfin, moins de vaisseaux sanguins et moins de cellules en prolifération.

En son absence, la peau présente des modifications nettes de son organisation : l’épiderme et le derme sont altérés, et la matrice extracellulaire dermique est remaniée. En parallèle, la fonction barrière est perturbée, ce qui suggère que la peau perd une partie de sa capacité à se protéger et à maintenir son équilibre.

L’intérêt de cette découverte dépasse la biologie fondamentale. Les auteurs soulignent que des anomalies du système sérotoninergique pourraient intervenir dans certaines maladies inflammatoires de la peau, comme la dermatite atopique (eczéma) ou bien encore dans d’autres situations où la barrière cutanée est altérée comme durant le vieillissement cutané. Les auteurs évoquent aussi la possibilité que certains médicaments qui modifient la sérotonine (comme certains antidépresseurs, les ISRS, Inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine) pourraient potentiellement avoir un impact sur la peau. 

En ouvrant cette piste, l’étude invite à considérer la peau comme un organe chimiquement très actif, capable de dialoguer avec des voies de signalisation qu’on croyait réservées à d’autres fonctions. En outre, cette recherche, qui montre que la sérotonine n’est pas qu’une molécule du cerveau, pourrait à terme, ouvrir de nouvelles pistes pour mieux comprendre - et peut-être mieux traiter - certaines maladies cutanées.