La peau est organisée en niche de cellules souches/progénitrices qui contribuent au maintien des lignées épidermiques pendant l’homéostasie permettant ainsi de conserver l’intégrité du tissue. Les différentes cascades de signalisation qui régulent cet équilibre sont essentielles et la perturbation de ces voix peuvent amener à une différentiation anormale des kératinocytes, pouvant engendrer des cancers de la peau. Le but de cette thèse était d’identifier et de caractériser la population de progéniteurs responsables de la maintenance d’une niche épidermique spécialisée dans la mechanotransduction du toucher léger appelée les cellules de Merkel. Mon étude a porté sur le rôle des progéniteurs épithéliaux localisés dans le dôme du toucher (DT) de l’épiderme dans des conditions d’homéostasie ainsi que sur le développement du carcinome des cellules de Merkel. Basé sur l’analyse de données de microarray, j’ai identifié une nouvelle population de progéniteurs qui expriment de manière spécifique Kératine 17 (K17). Des expériences de traçage de lignées cellulaires démontrent que ces cellules donnent naissance aux cellules de Merkel (CM) ainsi qu’aux cellules squameuses. De plus, l’ablation génétique sélective des progéniteurs des CMs dans le DT a montré que cette niche est isolée et indépendante du reste de l’épiderme. Ces résultats établissent les CMs comme la quatrième lignée cellulaire de la peau. Cette découverte a permis l’établissement de nouveaux outils pour l’étude de conditions pathologiques associées à la lignée des cellules de Merkel, telles que les carcinomes des cellules de Merkel et le déclin du toucher léger avec l’âge. / The skin is organized in highly regionalized stem or progenitor cell niches that are in charge of maintaining all epidermal lineages during homeostasis. Disruption of molecular pathways that tightly regulate this balance leads to abnormal specification and differentiation of keratinocytes, eventually causing skin cancer. The goal of this thesis was to identify and characterize the progenitor population responsible for the maintenance of an epidermal niche specialized for mechanosensory signaling: the Merkel cell lineage. This work focused on the role of the epithelial progenitors located in the touch dome (TD) of hairy skin under homeostatic conditions and in a Merkel cell carcinoma (MCC) context. Based on previous microarray data, I first identified a distinct population of the interfollicular epidermis uniquely expressing Keratin 17 (K17). By lineage tracing analysis, I demonstrated that these cells give rise to the Merkel cell (MC) and squamous lineage. More importantly, selective genetic ablation of K17+ TD keratinocytes (TDKC) showed that the TD is a self-autonomous niche defining it as the 4th lineage of the skin. Interestingly, TDKCs may be involved in maintaining innervation of the Merkel cell-neurite complex. These critical results have established a new plateform for the field to allow studies of pathological skin conditions such as Merkel cell carcinoma and the loss of tactile acuity with age.

Le polyomavirus à cellules de Merkel est aujourd’hui reconnu comme l’agent étiologique du carcinome à cellules de Merkel (CCM). Le cycle viral et les mécanismes de l’oncogenèse viro-induite sont peu connus et les connaissances se basent essentiellement sur les études menées notamment sur le polyomavirus SV40. L’objectif des travaux de thèse était d’identifier les interactions entre les protéines virales et les protéines cellulaires lors de l’infection ou dans le contexte du carcinome à cellules de Merkel (CCM). Pour identifier ces interactions, nous avons réalisé des cribles double hybride en levures sur les oncogènes du MCPyV et du BKPyV. Afin valider les interactions obtenues en levures, nous avons utilisé une méthode orthogonale de validation par complémentation en cellules de mammifères reposant sur la restauration de la luciférase de Gaussia princeps. La combinaison de ses deux techniques nous a permis de valider des interactions avec des partenaires cellulaires impliqués dans la régulation du cycle cellulaire ou encore de la voie Akt-mTOR. Les précédents travaux du laboratoire, qui portaient sur l’interactome des protéines mineures de capsides VP2/VP3, avaient également permis d’identifier des interactions avec des protéines de la voie NF-kB. Nous avons alors testé les interactions entre les oncogènes et la protéine mineure de capside VP2 avec des protéines cellulaires impliquées dans cette voie. Ces travaux nous ont conduits à tester l’activation de la voie, l’expression des gènes sous le contrôle de NF-kB et la régulation de l’apoptose. Les résultats obtenus montrent une action de la protéine VP2 sur l’activation de la voie NF-kB et une induction de l’apoptose. / The Merkel cell polyomavirus is now recognized as the etiologic agent of Merkel cell carcinoma (MCC). The viral cycle and viro-induced oncogenesis mechanisms are not fully understood and the knowledge is mainly based on the studies carried out particularly on the SV40 polyomavirus. The aim of our work is to identify interactions between viral proteins and cellular proteins during productive infection or in MCC context. To identify these interactions, we performed yeast two hybrid screens on MCPyV and BKPyV oncogenes, as control. To validate the interactions obtained in yeasts, we used an orthogonal method of validation by complementation in mammalian cells based on the restoration of Gaussia princeps luciferase. The combination of these two orthogonal techniques allowed us to validate interactions with cellular partners involved in cell cycle regulation or Akt-mTOR pathway. Previous lab work on VP2/VP3 minor capsid proteins allowed the identification of interactions with NF-kB pathway involved proteins. We examined the interactions between oncogenes, VP2, with the cellular proteins involved in this pathway. This work led us to evaluate pathway activation, genes expression under the control of NF-kB and apoptosis regulation. These results evidenced an action of the VP2 protein on the activation of NF-kB pathway and an induction of apoptosis.