Yes / Nanoparticles are increasingly used in industry and medicine due to their unique physiochemical properties such as their small size, charge, shape, chemical architecture, large surface area, surface reactivity and media interactions, etc [1-5]. However, very little is still known on the interactions between nanoparticles and the biological system. This study aims to evaluate the cytotoxicity of polystyrene latex bead nanoparticles on HaCat and HeLa cell lines. Carboxyl-modified 20 nm polystyrene NPs core labelled with fluorophore were from Invitogen. We chose to use polystyrene NPs because this specific type of NP is being increasingly characterized for use in nanosensors and drug nanocarrier investigations. 1x 104 cells/100 μl of cell culture medium were plated into 96-well plates in triplicate, measuring activity post 24 hours at concentrations of 10, 50, 100 μg/ml of polystyrene NPs exposure. The extracellular lactate dehydrogenase release was measured by using a colorimetric CytoTox 96 nonradioactive assay kit from Promega and the absorbance were recorded at 450nm (FLUO-star) with Elisa micro plate reader. The MTT assay was used to evaluate mitochondrial activity. This was performed by inserting a premixed optimized dye solution in the culture wells. The Absorbance was recorded at 570 nm, from the recorded absorbance is directly proportional to the number of live cells. The cell lines were kept in a plastic T-75cm2 tissue culture flasks grown in DMEM. We found that cytotoxicity of polystyrene NPs on both cells was concentration dependent. For Hela cells, with exporesure of polystyrene NPs at concentrations of 10, 50, 100 μg/ml for 24 hrs, the percentage cytotoxicity of positive control for LDH assay was 35.9%, 49.5% and 73.4% respectively. With the MTT cell viability assay the percentage MTT reduction of negative control was 88.9%, 42.9% and 26.4% respectively. Cell toxicity increased with increasing polystyrene NPs concentration. For HaCaT cells, the cytotoxic effect is less significant than those on Hela cells. With MTT assay, when compared to HaCaT cells exposed to a negative control containing only PBS, the cell viability decreased as the concentrations of NPs increased. Cells exposed to 100μg/ml of polystyrene NPs for a period of 24 hours compared to those exposed to a positive control (100% cell viability) had an average cell viability of 49%, with those numbers decreasing from 59% for cells exposed to 10μg/ml of polystyrene NPs to 57% for cells exposed to 50μg/ml of polystyrene NPs. Our results indicated that polystyrene NPs acted differently in two different cell types and that cautions should be taken about its cytotoxicity. Further understanding of the mechanism involving the ROS generation could provide more information on how polystyrene NPs increase cytotoxicity.

No description available.

Les cellules souches de l’épiderme interfolliculaire humain, appelées cellules souches kératinocytaires (CSK), assurent l’homéostasie et le renouvellement du tissu durant toute la vie d’un individu grâce à leur importante capacité d’autorenouvellement. Ma thèse de doctorat a porté sur l’étude des effecteurs moléculaires impliqués dans la balance entre prolifération et quiescence dans un modèle in vitro de CSK, isolées de manière clonale et définies par le terme holoclone. Je me suis tout d’abord intéressée à la réponse des holoclones à l’effet d’un régulateur important de la prolifération et de la quiescence des cellules souches adultes : le facteur de croissance TGF β1. Mon travail s’est ensuite focalisé sur l’étude d’un gène agissant en aval de la voie de signalisation TGF β, le facteur de transcription Klf4, et dont le rôle dans la biologie des cellules souches adultes reste largement méconnu. Klf4 est en effet surtout décrit pour son rôle dans la reprogrammation des cellules somatiques en cellules iPS. Le maintien de la sensibilité des holoclones aux signaux inhibiteurs de la croissance constitue un gage de la normalité des CSK. Notre étude de la réponse des holoclones à l’effet antiprolifératif du TGF β1 montre que les holoclones, dotés d’un fort potentiel de croissance, caractéristique des CSK, conservent leur sensibilité à l’effet du TGF β1. Ces résultats nous ont permis de valider les holoclones comme constituant un modèle pertinent pour caractériser la biologie normale des CSK et décrypter les contrôles moléculaires de l’état souche. Le modèle des holoclones a été exploité dans le cadre d’une approche de génomique fonctionnelle visant à déterminer le rôle du facteur de transcription Klf4 dans les CSK. L’utilisation de vecteurs lentiviraux exprimant un shARN dirigé contre l’ARNm de Klf4 nous a permis d’étudier l’impact d’une modulation fine du niveau d’expression de Klf4 sur les propriétés des holoclones. La répression transcriptionelle de Klf4, d’environ un facteur 2, favorise de manière significative l’expansion du compartiment clonogénique au sein des holoclones. Ce gain de fonction concerne à la fois les potentiels de croissance et de reconstruction épidermique des holoclones. Un aspect important de ce travail a concerné la recherche des réseaux moléculaires régulés par Klf4 dans les holoclones. Une analyse du transcriptome nous a permis de montrer que Klf4 participe au contrôle des mécanismes de cycle cellulaire et de différenciation. Klf4 interviendrait également dans la régulation des voies de signalisation TGF β/BMP et Wnt, connues pour exercer des rôles clés dans la biologie des cellules souches. Klf4 constituerait donc un censeur de l’activité du compartiment immature dans l’épiderme interfolliculaire. Il participerait aux mécanismes de régulation du cycle cellulaire et serait susceptible d’intervenir dans le contrôle de l’autorenouvellement du compartiment souche. / Stem cells present within the human interfollicular epidermis, which are defined as keratinocytes stem cells (KSC), ensure the homeostasis and renewal of the tissue throughout the whole individual life. These functions are related to their important self-renewal capacity. My PhD project was focused on the knowledge of the molecular effectors involved in the control of the balance between proliferation and quiescence in KSC. This scientific question was investigated in an in vitro model of KSC which were clonally derived and characterized as holoclones. Holoclones are controlled by mitogenic growth factors and also by antiproliferative signals. One of these regulators is the growth factor TGF β1 which plays an important role in the control of quiescence and cell proliferation within several adult stem cell systems. In the context of growth inhibition by TGF β1, I have studied the role of a downstream gene of the TGF β pathway, the transcription factor Klf4, whose role in adult stem cell biology remains unclear. In fact, Klf4 is mostly described for its involvement in the reprogramming process of somatic cells into iPS cells. The maintenance of holoclone sensitivity to cell growth inhibitors is a critical parameter of KSC normal physiology. Holoclones possess an extensive growth capacity, which is characteristic of KSC. Despite this high proliferation rate, holoclones are still responsive to the antiproliferative effect of TGF β1. These results allowed us to validate the use of holoclone as a relevant model of non-transformed KSC suitable for the characterization of the role of candidate stemness genes in KSC biology, such as Klf4. The holoclone model was exploited to perform a functional genomic approach to investigate the role of Klf4 in KSC. We have developed a shRNA-based gene knock-down method using lentiviral vectors to assess the impact of Klf4 down-modulation on holoclone functional properties. Our results show that Klf4 down modulation controls the expansion of the clonogenic compartment present within holoclone progeny. This gain-of-function, which is maintained at the long term level, leads to an increase in holoclone 3D epidermis reconstruction capacity. A major point of this project was to elucidate the molecular networks controlled by Klf4 in holoclones. Microarray data show that Klf4 regulates the expression of several genes related to pathways involved in the control of stem cell fate. In particular, we identified many transcripts related to TGF β/BMP and Wnt signallings. Interestingly, the majority of the modulated transcripts are involved in the regulation of cell cycle and in keratinocyte differentiation process. All together these results suggest a critical role Klf4 as a stemness censor of the most immature compartment activity. Klf4 is likely to be involved in cell cycle regulation of KSC compartment and in the control of KSC self-renewal process.

Au cours de la réparation cutanée, l’étape de réépithélialisation est essentielle car son objectif est de restaurer la fonction barrière de la peau. Elle consiste en une série d’étapes coordonnées où les kératinocytes migrent, prolifèrent et se différencient jusqu’à restauration complète de l’épiderme. Régulée de façon simultanée au niveau intracellulaire mais également extracellulaire, elle dépend de la production de facteurs de croissance, de métalloprotéases matricielles (MMPs) et de protéines de la matrice extracellulaire sur lesquelles les kératinocytes adhèrent et migrent par l’intermédiaire de récepteurs de la famille des intégrines ou des syndécans. Parmi les ligands matriciels, la laminine 332 (LN332), qui est connue comme étant la protéine d’adhésion majeure des kératinocytes de l’épiderme, s’avère être également impliquée au cours de la réépithélialisation et jouer un rôle important dans les processus d’adhésion et de migration des kératinocytes, notamment par le biais de son domaine globulaire LG4/5 localisé à l’extrémité C-term de sa chaine 3. De récentes études ont montré que ce domaine LG4/5 induit la migration des kératinocytes normaux humains (NHK), impliquant des MMPs pro-migratoires MMP-1 et MMP-9. Puisque les domaines LG4/5 ont été montrés comme participant à la dynamique du cytosquelette et au mouvement cellulaire par le biais des récepteurs syndécan-1 et -4, mon laboratoire d’accueil a décidé d’étudier l’implication du récepteur syndécan-1 dans ce processus d’expression de la MMP-9. Les analyses PCR et les résultats de zymographie obtenus ont révélé que le syndécan-1 joue un rôle dans l’expression et l’activation de la MMP-9 induite par le domaine LG4/5. De plus, la déplétion de l’expression du syndécan-1 dans les NHK a confirmé ces résultats. De précédents résultats de mon laboratoire d’accueil ont montré que le domaine LG4/5 induit la formation de filopodes médiée par le syndécan-1 au niveau du front de migration des kératinocytes. De ce fait, nous avons effectué des zymographies de gélatine in situ chez des NHK en migration afin d’observer la localisation de la MMP-9 et de savoir si cette dernière était trouvée au niveau de ces structures d’adhésion protrusives. Nous avons observé des zones de digestion de gélatine sous les NHK ressemblant à des points de contact d’adhésion. Leur nombre est augmenté chez des NHK traités avec le domaine LG4/5 de la LN332. L’utilisation d’inhibiteurs spécifiques des gélatinases et de la MMP-9 ont révélé que cette dernière est responsable de la formation de ces zones de digestion de gélatine. Parce que ces structures évoquent des podosomes, nous avons décidé de révéler leurs constituants majoritaires, à savoir la cortactine, la vinculine, l’-actinine, VASP, WASP ou encore Arp2/3. Dans le même temps nous avons également révélé le syndécan-1 afin de voir si ce dernier était présent dans ces structures. Nos résultats ont montré que tous les marqueurs des podosomes étaient localisés soit sous la forme d’un point à l’intérieur des zones de digestion pour les protéines régulatrices de l’actine, soit sous la forme d’un anneau entourant les zones de digestion pour les protéines d’adhésion et de signalisation associées à la membrane, confirmant donc que les structures observées sont bien des podosomes. Le syndécan-1 apparaît également sous une forme d’anneau, entourant les protéines régulatrices de l’actine et les zones de digestion laissant penser que le syndécan-1 serait impliqué dans ces structures. La diminution de l’expression du syndécan-1, en utilisant l’approche des petits ARN interférents dans des NHK, a montré que l’absence de syndécan-1 diminue de façon drastique le nombre et la surface des zones digérées. L’ensemble de nos résultats montre que le syndécan-1 serait un constituant des podosomes des kératinocytes, participant à leur formation et jouant un rôle dans le contrôle de l’expression de la MMP-9 / During skin repair, the reepithelialization step is essential to restore the skin barrier function. lt occurs by an orderly series of events whereby keratinocyte migrate, proliferate and differentiate until complete epidermal restoration. Keratinocyte migration determines the efficiency of the overall wound repair process. The keratinocyte's migratory behavior depends on the production of growth factors, matrix metalloproteinases (MMP) and on the dynamic interactions of the cells with extracellular components. Laminin 332 (LN332), known as a major adhesion substrate for keratinocytes, was shown to contribute to skin reepithelialization through its a3 chain C-terminal domains LG4/5. Recent studies have reported that LG4/5 induces keratinocyte migration, an event that relies on the involvement of the pro-migratory MMP-1 and MMP-9. As LG4/5 domains were shown to participate in cytoskeleton dynamic and cell movement through binding of the heparan sulfate proteoglycans syndecan-1 and -4, we analyzed the potential involvement of these receptors in this process. The PCR analysis and zymography results revealed that syndecan-1 plays a role in LG4/5 induced MMP-9 expression and activation. Down regulating or overexpressing syndecan-1 expression in cells confirmed these findings. As LG4/5 was shown to induce the formation of syndecan-1-mediated filopodia at the front of migrating cells, we performed in situ zymography experiments in migrating keratinocyte to analyze whether MMP-9 is found in these protrusive adhesion structures. Very interestingly, we found areas of digested gelatin resembling adhesion contacts underneath keratinocytes. Their number was increased in LG45-treated keratinocytes, a result in line with our previous data. The use of specific MMP inhibitors revealed that MMP-9 is responsible for the formation of these digested gelatin clusters. Further confocal microscope analysis revealed, at the cellular level, the presence of actin located within the digested areas, suggesting that an adhesion receptor would be involved in this process. Because these structures resemble podosomes, we revealed major podosome components, such as cortactin, vinculin, -actinin, VASP, WASP, Arp2/3 or dynamin and integrin. Our results showed all the podosome markers either within the digested areas (regulatory actin proteins) or organized as ring encircling the digested areas (signaling and adhesion proteins associated with plasma membrane), confirming that these structures are podosomes. Syndecan-1 also appears as a ring around the digested areas and encircling the regulatory actin proteins, suggesting that this receptor could be involved in these structures. The syndecan-1 depletion in normal human keratinocytes with specific siRNAs drastically decreased the digested areas surface. Taken together, our data demonstrate that syndecan-1 is a podosome components, participating in their formation and playing a role in MMP-9 expression and deposition. These results suggest that its re-distribution at the front edge of migrating keratinocyte may have a role to play in the cleavage or degradation of extracellular matrix proteins therefore facilitating their path through the fibrin clot

TGF-β isoforms are important signalling molecules in wound repair in the skin. Transforming growth factor β3 (TGF-β3) has been implicated in scarless healing. In both animal and human models the application of exogenous TGF-β3 causes a reduction in the inflammatory response and improves the architecture of the neodermis. Research into the influence of TGF-β on scarring has tended to focus on fibroblasts. However, keratinocytes play a major role in scarring both indirectly, as a result of their influence over the behaviour of fibroblasts and also by directly influencing wound contraction. Thus, experiments were carried out to investigate the influence of TGF-β3 on the behaviours of a keratinocyte cell line (HaCaT). Incubation with TGF-β3 increased cell spreading and appeared to reduce cell-surface contacts indicated by both SPR imaging and a detachment assay. TGF-β3 also caused a decreased cell alignment response to microcontact printed protein patterns, in part due to the deposition of laminin which is associated with the TGF-β induced cell migration. There is evidence that TGF-β isoforms differentially influence the outcome of wound healing. Similar to the results produce following addition of exogenous TGF-β3, the neutralisation of TGF-β1 and 2 has been shown to reduce scar formation in the adult wounds. During reepithelialisation keratinocytes experience a dynamic environment. Both extracellular matrix proteins and growth factors influence the progression of wound repair which includes both cell migration and proliferation. Few studies have examined collective cell behaviour in response to TGF-β isoforms and ECM coated substrates. Thus both wound closure and cell proliferation assays were conducted for different ECM proteins fibronectin, laminin and collagen type I and for TGF-β1, 2 and 3. Rates of wound closure were significantly reduced on laminin coated substrates while cell proliferation rates were increased. TGF-β2 and 3 induced significant increases in wound closure rates. This appeared to correspond with an increase in the number of cells independently migrating out from the wound margins. Only TGF-β3 caused a significant decrease in cell proliferation over a 4 day period. Laminin332 deposition is central to the reepithelialisation process and is known to be induced in response to TGF-β. Thus experiments were carried out to investigate HaCaT cell laminin332 deposition in response to TGF-β1, 2 and 3. Both an immunofluorescence staining technique and an ELISA based semi-quantification method was used. Following 4 day incubation all TGF-β isoforms significantly increased laminin332 deposition; however TGF-β2 and 3 caused the most significant increases. Integrin receptors enable cell-matrix interactions during wound repair. TGF-β is known to influence the expression of integrin subunits. Thus, experiments were carried out to compare the influence of each TGF-β isoform on the expression of subunits β3, β2, β5, β1 and β4. All TGF-β isoforms significantly increased all subunit expression. TGF-β3 caused the most significant increase in β4 and both TGF-β2 and 3 caused the most significant increase in β2. While there were differences in cell responses to each isoforms, TGF-β3 did not stand out from the other two isoforms. Interestingly, TGF-β2 shared more similarities with TGF-β3 than it did with TGF-β1, in its role in enhancing wound closure and LN332 deposition. These comparative studies have shown that differences exist in the way TGF-β isoforms influence HaCaT cell behaviour, namely migration, laminin deposition and integrin expression.

Les HPV sont les agents d'infections latentes, d'hyperplasies bénignes ou encore de cancer. Afin de mieux comprendre leur pathogenèse, nous avons cartographié les réseaux d'interactions de protéines de régulation virale E2 pour 12 génotypes HPV. Par double hybride, nous avons procédé à l'identification des interacteurs des protéines E2 suivi par une validation en cellule de mammifère par une méthode basée sur la reconstitution d'une luciferase. Le regroupement des profiles d'interaction montre une corrélation avec la phylogénie, établissant ainsi la contribution de E2 dans la pathogénie associée aux HPV. L'étude des réseaux d'interaction a révélé le ciblage préférentiel de protéines cellulaires hautement connectées, impliquées dans 5 catégories fonctionnelles récapitulant les principales fonctions de E2 mais aussi ouvrant de nouvelles perspectives quant au rôle de cette protéine virale dans les mécanismes d'infection. Dans un deuxième temps, ce travail s'est focalisé sur l'étude d'une interaction impliquant spécifiquement la protéine E2 d'HPV16, le virus le plus représenté dans les cancers cervicaux, et une protéine cellulaire, CCHCR1. En identifiant la surface d'interaction de CCHCR1 sur E2, il s'est avéré qu'elle induisait une compétition avec BRD4, un interacteur majeur de E2, se traduisant par une diminution des capacités transcriptionelle de E2. De même, nous avons montré que CCHCR1 induisait la délocalisation de E2 du noyau vers le cytoplasme. Enfin, nos résultats indiquent qu'en présence de CCHCR1, HPV16 E2 est moins apte à induire la différentiation précoce des kératinocytes, ce qui pourrait potentiellement avoir un effet important sur le cycle viral.

Calcitriol [1α,25(OH)2D3], the hormonally active form of vitamin D3 (D3) is produced in both renal and extrarenal tissues. Our findings demonstrate that physiological doses of UVB radiation at 300 nm induce the conversion of 7-dehydrocholesterol (7-DHC) via preD3 and D3 into calcitriol in the pmol range in epidermal keratinocytes. The hydroxylation of photosynthesized D3 to calcitriol is strongly suppressed by ketoconazole, a known inhibitor of cytochrome P450 mixed function oxidases. The UVB-induced formation of calcitriol in human skin is demonstrable in vivo by the microdialysis technique. These results suggest that human skin is an autonomous source of hormonally active calcitriol. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Submitted by Maria Anália Conceição (marianaliaconceicao@gmail.com) on 2016-06-27T19:07:25Z No. of bitstreams: 1 Publico-NOVO-20.pdf: 888503 bytes, checksum: 0e3c78bc6040c66cc6712fddc9beb7a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Anália Conceição (marianaliaconceicao@gmail.com) on 2016-06-27T19:08:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Publico-NOVO-20.pdf: 888503 bytes, checksum: 0e3c78bc6040c66cc6712fddc9beb7a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T19:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Publico-NOVO-20.pdf: 888503 bytes, checksum: 0e3c78bc6040c66cc6712fddc9beb7a9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Introdução: Queimadura extensa e profunda é um trauma complexo que necessita de cuidados intensivos no tratamento agudo. Intervenções terapêuticas para atenuar a resposta inflamatória aguda e acelerar a cicatrização podem contribuir na redução da morbimortalidade e nos custos do tratamento. Estudos demonstram a importância do fator de crescimento de queratinócito (KGF) na cicatrização de feridas. Objetivo: Avaliar a ação do KGF na expressão de 84 genes marcadores da cicatrização em cultura primária de queratinócitos humanos oriundos de pacientes com queimadura. Métodos: Após a obtenção de fragmentos de pele de quatro pacientes com queimadura (grupo queimadura) e de quatro pacientes hígidos (grupo controle), foi realizada a cultura de queratinócitos humanos primários e distribuídas em quatro grupos: GQ+ (n = 4 – queratinócitos de queimadura tratadas com KGF), GQ- (n = 4 – queratinócitos de queimadura sem tratamento), GC+ (n = 4 – queratinócitos do grupo controle tratadas com KGF) e GC- (n = 4 – queratinócitos do grupo controle sem tratamento). A análise da expressão gênica foi feita por qPCR Array, realizando seis comparações: 1) GC+ versus GC-; 2) GQ- versus GC-; 3) GQ+ versus GC-; 4) GQ+ versus GQ-, 5) GQ+ versus GC+ e 6) GQ- versus GC+. Resultados: A comparação 1 apresentou um gene hiporregulado e um hiperregulado. As comparações 2 e 3 apresentaram os mesmos cinco genes hiporregulados. A comparação 4 não apresentou genes diferencialmente expressos. A comparação 5 apresentou 26 genes hiporregulados e 7 hiperregulados. E a comparação 6 apresentou 25 genes hiporregulados e 11 genes hiperregulados. Conclusão: A suplementação de KGF à cultura de queratinócitos de pacientes com queimadura não determinou a expressão gênica diferencial dos genes marcadores da cicatrização. / Introduction: Severe burn injury is a complex trauma that needs intensive care in the acute setting. Therapeutic interventions that aim to attenuate the acute inflammatory response and to accelerate the healing may contribute to reducing morbidity, mortality and treatment costs. Several studies have demonstrated the importance of keratinocyte growth factor (KGF) in wound healing. Objective: Evaluate the effect of KGF in the expression of 84 wound healing genes in human primary keratinocytes cultured from patients with burn. Methods: After obtaining viable fragments of skin from four healthy (control group) and four burn patients, human primary keratinocytes was cultured and divided into 4 groups: GQ+ (n = 4 – keratinocytes of severe burn patients treated with KGF), GQ- (n = 4 – untreated keratinocytes of severe burn patients), GC+ (n = 4 – keratinocytes of control group treated with KGF) and GC- (n = 4 – untreated keratinocytes of control group). The gene expression's analysis was performed with qPCR Array, making six comparisons: 1) GC+ versus GC -; 2) GQversus GC-; 3) GQ+ versus GC-; 4) GQ+ versus GQ-, 5) GQ+ versus GC+ and 6) GQversus GC+. Results: Comparison 1 showed one down and one up-regulated genes. Comparisons 2 and 3 showed the same five down-regulated genes. Comparison 4 did not show statistically significant gene expression. Comparison 5 showed 26 downregulated and 7 up-regulated genes. And comparison 6 showed 25 down-regulated and 11 up-regulated genes. Conclusion: Supplementation of KGF to the culture of keratinocytes from patients with burn injury not determined the differential gene expression of genes markers of wound healing

Skin is daily exposed to sun radiation. Among them, UVA reach the basal layer of epidermis composed of keratinocyte stem cells (KSC) and progenitors commonly called transitory amplifying cells (TA). KSC and TA, responsible of the epidermal renewal, are sensitive to genotoxic agents and more particularly to UV. Indeed, KSC, usually quiescent but composing the stem cell pool all lifelong, as well as TA, are specific targets for photocarcinogenesis and photoageing. In this context, the aim of the project was to develop a method able to isolate KSC and TA for characterizing their response to UVA, and in a more industrial objective, to value a photoprotective and/or genoprotective ingredient by investigating their mechanisms of action. A parallel aim was to define culture conditions suitable for maintaining the stemness of KSC in culture, which is quickly lost from their enter into a proliferative state. Thus we showed that adjunction of adipose derived stem cells (ASC) to fibroblasts in dermis of a skin equivalent model (SE) in order to reproduce the physiological environment of KSC, significantly increases the thickness of the epidermis and preserves the keratinocytes from their senescence. ASC act partially via the increase of fibroblasts proliferation in dermis and potentially via a synergic effect of factors secreted by the combination of ASC and fibroblasts. To compare the behavior of KSC to the one of TA, we firstly optimized the rapid adhesion method ; then compared it to the cell sorting by flow cytometry following the alpha6high/CD71low phenotype, which appeared more efficient. Thus, KSC (alpha6high/CD71low) and TA (alpha6high/CD71high) were then irradiated to UVA. KSC showed a photoresistance compared to TA with a better cell viability and a clonogenic potential superior as well as a better ability to reconstruct a pluristratified epidermis in vitro. We also investigated mechanisms of resistance. Our results demonstrate that the induction of the three types of DNA damage immediately induced by UVA is similar in both populations, but that the repair of single strand breaks (SSB) and of thymin dimers (CPDs) is faster for KSC. Finally, PE1, ingredient preselected by Gattefossé was characterized for its photoprotective and genoprotective effect. We showed that PE1 is able to i) preserve capacity of keratinocytes to form holoclones after UVA radiation, ii) decrease DNA damage, notably 8oxoGuanin and CPDs, and iii) improve several repair genes expression and activities. To conclude, this thesis project showed for the first time that KSC are more resistant to UVA radiation than their direct progeny, TA notably via improved DNA repair systems. Moreover, it allowed to identify a plant extract (PE1) able to protect genome of proliferative keratinocytes to UVA radiation / La peau est quotidiennement exposée aux rayons UV du soleil dont les UVA qui atteignent la couche basale de l'épiderme, composée de cellules souches kératinocytaires (KSC) et de cellules progénitrices appelées communément les cellules d'amplification transitoire (TA). Les KSC et TA, responsables du renouvellement de l'épiderme, sont vulnérables à l'action des agents génotoxiques et plus particulièrement aux rayonnements UV. En effet, Les KSC normalement quiescentes mais constituant la réserve de cellules souches tout au long de la vie de l'organisme, comme les TA, sont des cibles préférentielles pour la photocarcingénèse et le photovieillissement cutanés. Dans ce contexte, le but du projet était de développer une méthode capable d'isoler les KSC et les TA afin de caractériser leur réponse biologique vis-à-vis des UVA et dans un objectif plus industriel, de valoriser un actif photoprotecteur et/ou génoprotecteur par l'investigation de ses mécanismes d'action. Un objectif parallèle était de définir des conditions de culture optimales pour garder le phénotype souche des KSC en culture, qui est rapidement perdu dès leur entrée en prolifération. Ainsi, nous avons montré que l'ajout des cellules souches adipeuses (ASC) aux fibroblastes d'une peau reconstruite (PR), pour reproduire l'environnement des KSC, augmente significativement l'épaisseur de l'épiderme et surtout préserve les kératinocytes de leur entrée en sénescence, en partie par l'augmentation de la prolifération des fibroblastes au niveau du derme et potentiellement par un effet synergique des facteurs solubles sécrétés par la combinaison des ASC/fibroblastes. Afin de comparer le comportement des KSC à celui des TA nous avons donc tout d'abord optimisé la méthode d'adhésion rapide, puis l'avons comparée au tri par cytométrie de flux selon le phénotype alpha6high/CD71low, qui s'est avérée plus efficace. Les KSC (alpha6high/CD71low) et les TA (alpha6high/CD71high) ont ensuite été irradiés aux UVA. Les KSC ont montré une photorésistante plus importante que les TA avec une viabilité cellulaire et un potentiel clonogénique supérieurs ainsi qu'une meilleure capacité à reconstruire un épiderme pluristratifié in vitro. Nous avons aussi recherché les mécanismes de résistance. Nos résultats démontrent que l'induction des 3 types de dommages à l'ADN immédiatement après irradiation est identique pour les deux populations mais que la réparation des cassures simple brin (SSB) et des dimères de pyrimidine (CPDs) est plus rapide pour les KSC. Enfin, PE1, actif préselectionné par Gattefossé, a été caractérisé pour son effet photoprotecteur et génoprotecteur. Nous avons montré que PE1 est capable de (i) préserver la capacité des kératinocytes à former des holoclones après irradiation, (ii) diminuer les lésions à l'ADN, notamment la 8oxoGuanine et les CPDs (iii) améliorer l'expression de plusieurs gènes et les activités de réparation de l'ADN. Pour conclure, ce travail de thèse a montré pour la première fois que les KSC (alpha6high/CD71low), sont plus résistantes vis-à-vis des UVA que les TA (alpha6high/CD71high) notamment grâce à des systèmes de réparation de l'ADN plus actifs dans les KSC, et a permis d'identifier un extrait végétal (PE1) capable de protéger le génome des kératinocytes proliférants contre les UVA

Les microARNs sont de petits ARN non codants régulant négativement l'expression génique au niveau post-transcriptionnel. Ils interviennent dans de nombreux processus biologiques et leur rôle dans la régulation de l'homéostasie cutanée est clairement démontrée. Cependant, leur fonction durant le vieillissement épidermique n'a jamais été étudiée. Nous avons donc réalisé une analyse exhaustive du miRnome épidermique durant son vieillissement afin d'identifier les microARNs différentiellement exprimés avec l'âge dans ce tissu. Plusieurs microARNs significativement modulés dans des kératinocytes âgés, nous ont permis d'établir une signature du vieillissement épidermique. Parmi eux, les deux brins du microARN miR-30a sont induits dans les épidermes âgés. La construction d'un lentivirus permettant la surexpression stable et inductible de ce microARN a facilité son étude fonctionnelle dans un modèle organotypique d'épiderme reconstruit. Nous avons observé que la surexpression de ce microARN dans un modèle de culture tridimensionnelle induit un phénotype épidermique présentant des similitudes avec celui observé durant son vieillissement chronologique et caractérisé par une forte altération de la différenciation des kératinocytes, par une perturbation de sa fonction barrière et par une augmentation de l'abondance des cellules apoptotiques. Ce projet de thèse a permis l'identification de 3 cibles directes de miR-30a dans les kératinocytes. Il s'agit de LOX, codant pour la lysyl oxydase qui intervient dans la balance prolifération/différenciation des kératinocytes, d'AVEN, un inhibiteur de caspase et d'IDH1, codant pour l'isocitrate déshydrogénase, enzyme du métabolisme énergétique. Ainsi, ce projet de thèse a révélé un nouveau microARN acteur du vieillissement épidermique et a permis de de mettre à jour de nouveaux mécanismes moléculaires expliquant certaines altérations phénotypiques observées dans l'épiderme avec l'âge / MicroRNAs are small non-coding RNA that negatively regulate gene expression at the post-transcriptional level. There are involved in many biological processes and play a key role in the regulation of skin homeostasis. However, their function during epidermal aging has never been studied. We performed an exhaustive analysis of the epidermal miRnome during its aging in order to identify microRNAs differentially expressed with age in this tissue. Several microRNAs significantly modulated in elderly keratinocytes, allowed us to establish a signature of epidermal aging. Among them, the two strands of the microRNA miR-30a are induced in aged epidermis. The construction of a lentivirus allowing inducible and stable overexpression of this microRNA facilitated its functional study in an organotypic model of reconstructed epidermis. We observed that the overexpression of this microRNA in a three-dimensional culture model induces an epidermal phenotype similar of those observed during its chronological aging characterized by a strong alteration of keratinocyte differentiation, by a disturbance of its barrier function and by an increase in the abundance of apoptotic cells. This thesis project allowed the identification of three miR-30a targets in keratinocytes : LOX encoding lysyl oxidase, which plays a role in proliferation/differentiation balance of keratinocytes, AVEN encoding a caspase inhibitor and IDH1 encoding isocitrate deshydrogenase, a key enzyme of cellular metabolism.Our work revealed a new miRNA actor and deciphered new molecular mechanisms to explain some alterations observed in epidermis during aging, especially those concerning keratinocytes differentiation and apoptotic death