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Cau, Laura. Importance de la désimination dans l'homéostasie de l'épiderme et du follicule pileux

Cau, Laura (2017). Importance de la désimination dans l'homéostasie de l'épiderme et du follicule pileux.

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Résumé en francais

Les peptidyl-arginine désiminases (PADs) catalysent une modification post-traductionnelle, appelée désimination, qui correspond à la transformation des résidus arginine en résidus citrulline. À ce jour, leur rôle est encore mal compris, bien qu'elles aient été impliquées dans divers processus physiologiques et pathologiques. Dans l'épiderme et le follicule pileux, trois d'entre elles sont exprimées, les PAD1, 2 et 3. La désimination de la filaggrine (FLG), protéine essentielle de la différenciation épidermique, semble conduire à sa dissociation des filaments de kératines et permettre sa protéolyse totale. Les acides aminés libres ainsi générés sont nécessaires à la fonction de barrière que remplit la couche cornée, couche cellulaire la plus externe de l'épiderme. Dans le follicule pileux, la désimination de la trichohyaline (TCHH), protéine apparentée à la FLG, augmente sa solubilité et permet sa liaison covalente aux kératines par la transglutaminase 3 (TGase 3), ce qui participe à la formation de la tige pilaire. La description du rôle des PADs au cours de la différenciation des kératinocytes est cependant encore incomplète, et leurs implications dans les maladies de peau peu explorée. L'objectif de mon travail de thèse a été de mieux comprendre le rôle des PADs dans le métabolisme de la FLG et, plus généralement, dans l'homéostasie de l'épiderme et du follicule pileux. Tout d'abord, j'ai montré que la désimination de la FLG humaine par la PAD1 et/ou 3 est une étape majeure qui permet de réguler sa dégradation complète en fonction du taux d'humidité extérieure. Pour cela, j'ai utilisé comme modèle expérimental des épidermes reconstruits humains (ERHs). La diminution de l'humidité relative lors de leur production, de 95% à 30-50%, augmente la protéolyse de la FLG et la genèse des acides aminés correspondants. En parallèle, l'expression de la PAD1 et le taux de désimination de la FLG sont fortement accrus alors que ni l'expression ni l'activité des protéases impliquées dans cette protéolyse ne varient. De plus, le traitement d'ERHs pendant 24 heures avec un inhibiteur des PADs, le Cl-amidine, bloque en partie l'effet de la sécheresse sur le métabolisme de la FLG. J'ai ensuite recherché si la désimination joue un rôle plus global au cours de la différenciation des kératinocytes. J'ai traité des ERHs avec différentes concentrations de Cl-amidine pendant 48 heures et analysé l'effet du traitement sur leur morphologie. L'inhibition de la désimination est dose-dépendante et non toxique. À la plus forte concentration, le Cl-amidine entraîne un amincissement de la couche cornée, une augmentation importante du nombre de cellules transitionnelles, et l'accumulation de mitochondries et de vésicules dans le cytoplasme des kératinocytes granuleux. Ceci permet de proposer que la cornification, dernière étape de la différenciation kératinocytaire, est retardée. De plus, la protéine LC3B-II, marqueur des autophagosomes, étant plus fortement détectée dans les ERHs traités, les PAD1 et/ou 3 pourraient être impliquées dans le processus d'autophagie associé à la cornification.Enfin, j'ai participé à un nouveau projet collaboratif qui a permis de découvrir l'origine d'une maladie génétique rare, le syndrome des cheveux incoiffables. Des mutations des gènes de la TCHH, de la PAD3 ou de la TGase 3 ont été identifiées dans 11 familles et sont responsables de ce syndrome. La mutation non-sens du gène de la TCHH aboutit à la synthèse, si elle a lieu, d'une forme très courte, probablement incapable d'interagir avec les kératines. Les mutations des gènes de la PAD3 et de la TGase 3 induisent des changements structuraux et une quasi-absence de l'activité des enzymes correspondantes. De plus, les souris dont le gène de la Pad3 a été inactivé présentent des anomalies de la forme des poils. Ces résultats ont permis de comprendre la physiopathologie de cette maladie des cheveux et ont prouvé que la PAD3 est essentielle à leur morphogenèse.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Simon, Michel
Takahara, Hidenari
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Unité de Différenciation Epidermique et Auto-immunité Rhumatoïde (UDEAR), UMR 5165
Mots-clés libres :Peptidyl-arginine désiminase - Peau - Cheveu - Filaggrine - Trichohyaline - Différenciation
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :08 Dec 2017 17:28