La parodontite est une maladie inflammatoire chronique d'origine bactérienne qui se caractérise par une destruction irréversible des tissus de soutien de la dent. Il est bien reconnu que la salive de sujets atteints de la maladie contient généralement des niveaux plus élevés de médiateurs pro-inflammatoires, de métalloprotéinases matricielles (MMPs) et de sous-produits bactériens toxiques par rapport à celle provenant de sujets sains. Cette étude avait pour objectif de comparer les effets de la salive provenant de sujets sains et atteints de parodontite sévère sur la fonction barrière et la réponse inflammatoire dans des modèles in vitro de l'épithélium buccal. Des échantillons de salive non stimulée provenant de deux groupes de sujets présentant un état de santé gingivale (n = 12) ou une parodontite sévère généralisée (n = 11) ont été stérilisés par filtration. Tous les échantillons salivaires ont été analysés par immunodosage multiplex afin de quantifier et comparer les niveaux d'une variété de cytokines et MMPs considérées comme pertinentes à la parodontite. D'une part, l'effet des échantillons de salive sur l'intégrité de la barrière épithéliale a été évalué en mesurant la résistance électrique transépithéliale (TER) dans un modèle d'épithélium buccal utilisant la lignée cellulaire de kératinocytes B11. D'autre part, des cellules épithéliales de la lignée cellulaire GMSM-K ont été exposées aux échantillons salivaires de chacun des deux groupes de sujets afin de comparer leur capacité à induire la sécrétion d'interleukine-6 (IL-6) et d'interleukine-8 (IL-8) à l'aide d'un dosage immunoenzymatique (ELISA). En comparaison avec les sujets sains, les échantillons de salive provenant des sujets atteints de parodontite présentaient des niveaux significativement plus élevés en métalloprotéinase matricielle-8 (MMP-8), métalloprotéinase matricielle-9 (MMP-9), IL-8 et chimiokine (motif C-X-C) ligand 1 (CXCL1). Les échantillons salivaires provenant des sujets sains ou atteints d'une parodontite ont affecté la TER ainsi que la sécrétion de cytokines de manière comparable. En général, les échantillons salivaires ont induit une augmentation de la TER et favorisé la sécrétion d'IL-6 et IL-8 dans les modèles utilisés. Indépendamment de la présence ou de l'absence de parodontite, la salive peut augmenter la TER et la sécrétion d'IL-6 et IL-8 dans des modèles in vitro de l'épithélium buccal. / Periodontitis is a chronic inflammatory disease of bacterial origin characterized by irreversible destruction of the tooth-supporting tissues. It is well known that saliva from subjects suffering from the disease generally contains higher levels of pro-inflammatory mediators, matrix metalloproteinases (MMPs) and bacteria-derived toxic products. In this study, we investigated and compared the effects of saliva from healthy and periodontitis subjects on the barrier function and inflammatory response in in vitro models of oral epithelium. Unstimulated saliva samples from two groups of subjects with clinical gingival health (n = 12) and severe generalized periodontitis (n = 11) were filter-sterilized. All saliva samples were analyzed by immunological multiplex to determine the levels of various cytokines and MMPs relevant to periodontitis. On the one hand, the impact of saliva on epithelial barrier integrity was assessed by monitoring the transepithelial electrical resistance (TER) in an oral epithelium model using the keratinocyte cell line B11. On the other hand, oral epithelial cells of the cell line GMSM-K were treated with saliva samples of both groups to determine their ability to induce the secretion of interleukin-6 (IL-6) and interleukin-8 (IL-8), as determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Saliva from subjects with periodontitis showed significantly higher levels of matrix metalloproteinase-8 (MMP-8), matrix metalloproteinase-9 (MMP-9), IL-8 and chemokine (C-X-C motif) ligand 1 (CXCL1) compared to saliva collected from periodontally healthy subjects. Saliva samples from healthy and periodontitis subjects affected the TER and cytokine secretion in a similar manner. Saliva from both groups of subjects increased TER and induced IL-6 and IL-8 secretion in the in vitro models used. Independently of the presence or absence of periodontitis, saliva can increase the relative TER as well as the secretion of IL-6 and IL-8 in in vitro models of oral epithelium.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Titre de l'écran-titre (visionné le 1er mai 2023) / Introduction. La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) est associée à la perte de polarité épithéliale et à l'acquisition d'une invasion accrue. La polarité épithéliale divise les cellules épithéliales en domaines apical, latéral et basal, et elle est importante pour le bon fonctionnement des tissus. La protéine Drosophila Yurt (Yrt), localisée corticalement, oligomérise via ses domaines FERM et FERM-FA et est importante dans la régulation de la polarité épithéliale. Ses orthologues humains, EPB41L5 et EPB41L4B, sont surexprimés dans plusieurs cancers épithéliaux. De plus, leur surexpression favorise la formation de métastases et est associée à un mauvais pronostic. Ainsi, ces protéines seraient des cibles importantes pour limiter les métastases. Cependant, la régulation de Yrt n'est pas encore complètement élucidée. Nous avons émis l'hypothèse que la localisation subcellulaire est cruciale pour la fonction de Yrt et de ses orthologues humains. Le but de cette étude était d'élucider les domaines structuraux de Yrt lui permettant de s'associer au cortex cellulaire et les mécanismes régulant cette localisation. Méthodologie. Une analyse structure-fonction couplée à l'immunofluorescence a été réalisée pour identifier les domaines responsables de la localisation corticale de Yrt in vivo. De plus, la quantification du signal cortical et cytoplasmique des différentes constructions Yrt a été effectuée. L'impact fonctionnel a été analysé à partir de cuticules embryonnaires. Résultats. Nous avons découvert que le motif basique et hydrophobe (BH) dans les lobes F1 et F3 du domaine FERM de Yrt influence son ciblage cortical. Les motifs BH contiennent des résidus chargés positivement qui interagissent avec les phospholipides membranaires chargés négativement par le biais d'interactions électrostatiques. De plus, nous avons constaté que lorsque Yrt est mal localisé au cortex cellulaire, sa fonction est affectée. Conclusion. Nos résultats mettent en évidence le rôle important du ciblage de la membrane électrostatique du Yrt. Ces connaissances pourraient ainsi contribuer au développement de stratégies thérapeutiques innovantes contre les orthologues humains Yrt dans la tumorigenèse. / Introduction. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is associated with the loss of epithelial polarity and the acquisition of enhanced invasion. Epithelial polarity divides epithelial cells into apical, lateral, and basal domains, and it is important for proper tissue function. The cortically localized Drosophila Yurt (Yrt) protein oligomerizes via its FERM and FERM-FA domains in regulating epithelial polarity. Its human orthologs, EPB41L5 and EPB41L4B, are over expressed in several epithelial cancers. Furthermore, their overexpression promotes metastasis leading to overall poor survival and prognosis. Thus, these proteins would be significant targets in limiting metastasis. However, the exact mode of Yrt regulation is yet to be fully elucidated. We hypothesized that subcellular localization is crucial for Yrt regulation and its human orthologs. Thus, we elucidated the domains and subdomains of Yrt allowing it to target the cell cortex and the mechanisms regulating this localization. Methods. A structure-function analysis was performed coupled with immunofluorescence to identify the domains responsible for the cortical localization of Yrt in vivo. Also, we quantified the signal intensity at the cortical and cytoplasmic region for the various Yrt constructs tested. We further analyzed the functional impact using embryonic cuticle. Results. We discovered that the basic and hydrophobic motifs within the F1 and F3 lobes of the FERM domain influences Yrt cortical targeting. These motifs contain positively charged residues that interact with negatively charged membrane phospholipids through electrostatic interactions. Moreover, we found that when Yrt is mislocalized from the cell cortex, its function is impacted. Conclusion. Our findings highlight the important roles of electrostatics and oligomerization in the cortical targeting of the Yrt. This knowledge could thus contribute to the development of innovative therapeutic strategies against Yrt human orthologs in tumorigenesis.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019. / Les fonctions des cellules épithéliales reposent sur la distribution asymétrique de différents constituants cellulaires, organisation structurale nommée polarité épithéliale. Plus de 80% des cancers sont d’origine épithéliale, et l’altération de la polarité cellulaire contribue à la progression du cancer. L’élucidation des mécanismes moléculaires contrôlant la polarité épithéliale est donc primordiale. La protéine Yurt permet de maintenir l’intégrité de la membrane latérale et de limiter la croissance de la membrane apicale dans les épithéliums polarisés. Les orthologues humains de Yurt, EHM2 et EPB41L5, sont surexprimés dans des cellules cancéreuses hautement métastatiques et sont associés à un mauvais pronostic. EPB41L5 est aussi impliquée dans la transition épithélio-mésenchymateuse et dans la formation des métastases. Le développement d’inhibiteurs de EHM2 et EPB41L5 pourrait donc contrer la progression tumorale. L’objectif général de mon doctorat était de mieux comprendre les modes de régulation de ces protéines, ce qui est un préalable essentiel pour la mise en place de stratégies thérapeutiques dans le contexte du cancer. Durant la polarisation des cellules épithéliales, Yurt est confinée à la membrane latérale et assure l’intégrité de ce domaine membranaire en réprimant la machinerie apicale. Aux stades tardifs de l’embryogenèse, le recrutement apical de Yurt permet de restreindre la taille de la membrane apicale. Néanmoins, les mécanismes moléculaires soutenant la dynamique spatiotemporelle de Yurt, et les mécanismes précis par lesquels Yurt inhibe la machinerie apicale étaient non définis. Au cours de mon doctorat, nous avons montré que la kinase apicale aPKC phosphoryle Yurt pour empêcher sa localisation apicale prématurée. Une version non phosphorylable de Yurt démantèle le domaine apical, indiquant que l’exclusion apicale de Yurt dépendante de aPKC est cruciale pour la polarité épithéliale. En retour, Yurt antagonise les fonctions de aPKC pour prévenir l’apicalisation de la membrane plasmique. La capacité de Yurt à lier et restreindre les fonctions de aPKC est centrale pour son rôle dans la polarité épithéliale. En effet, déléter le site de liaison à aPKC neutralise l’activité de Yurt. Ainsi, Yurt et aPKC sont impliquées dans une relation antagoniste bidirectionnelle qui contribue à la ségrégation des domaines membranaires, ce qui soutient l’architecture fonctionnelle des tissus épithéliaux. iv Ensuite, pour comprendre plus en profondeur comment est modulée l’activité de Yurt, nous avons investigué les propriétés biochimiques de Yurt et de ses orthologues. Ces protéines appartiennent à la famille des protéines à domaine « Four-point-one, Ezrin, Radixin, Moesin » (FERM). Elles possèdent également un domaine adjacent à FERM (FA pour « FERM-adjacent »), définissant un sous-groupe de la famille FERM. Certaines protéines de cette famille ont la capacité de former des homo-oligomères, ce qui module leurs fonctions. Nos résultats indiquent que Yurt et EPB41L5 sont également capables de s’homo-oligomériser. Nous avons démontré que l’unité FERM-FA définit une interface oligomérique. De plus, nous avons montré que la phénylalanine 281 (F281) et le tryptophane 283 (W283) sont particulièrement importants pour l’interaction homotypique de Yurt. En effet, la substitution de ces résidus en arginine (R) abolit l’interaction homotypique de Yurt in vitro. Nous avons alors généré une lignée de drosophile exprimant YurtF281R, W283R à partir du locus endogène yurt grâce à la technique CRISPR/Cas9. Les embryons exprimant YurtF281R, W283R sont phénotypiquement similaires aux embryons complètement dépourvus de Yurt, suggérant fortement que la multimérisation de Yurt est cruciale pour ses fonctions in vivo. Nous avons également démontré que la kinase aPKC déstabilise l’oligomère de Yurt conduisant à une répression de ses fonctions. Ceci révèle un mécanisme par lequel cette kinase supporte la formation du domaine apical. En résumé, mes travaux de doctorat ont permis de décrypter le mécanisme d’exclusion apicale de Yurt par la kinase aPKC dans les cellules épithéliales immatures. Nous avons également mis en évidence une relation antagoniste bidirectionnelle entre Yurt et aPKC. Ceci contribue à maintenir la bonne ségrégation des domaines membranaires, et ainsi soutenir l’architecture fonctionnelle des tissus épithéliaux. De plus, nous avons démontré que l’oligomérisation de Yurt est cruciale pour ses fonctions in vivo. Cette propriété biochimique est conservée chez son orthologue humain EPB41L5. Ceci offre donc une opportunité unique dans la lutte contre le cancer. En effet, des composés interférant avec cette oligomérisation pourraient limiter l’activité de EPB41L5, et ainsi combattre la progression tumorale. / The polarized architecture of epithelial cells along the apical-basal axis is crucial for epithelial tissue morphogenesis, physiology and homeostasis. Over 80% of cancers are of epithelial origin, and the alteration of cell polarity contributes to cancer progression. Elucidating the molecular mechanisms controlling epithelial polarity is therefore essential. The protein Yurt stabilizes the lateral membrane and limits apical membrane growth in polarized epithelia. The human Yurt orthologs EHM2 and EPB41L5 are overexpressed in many cancers. This correlates with poor outcome for patients. EPB41L5 also supports epithelial-mesenchymal transition and metastasis. Elaborating strategies limiting EHM2 and EPB41L5 activity is of special interest in oncology. The general objective of my PhD was to decipher the regulation of these proteins to pave the way for new therapeutic strategies for the treatment of cancer. During organogenesis, Yurt is confined to the lateral membrane and supports the stability of this membrane domain by repressing the apical machinery. At later stages of embryogenesis, the apical recruitment of Yurt establishes a local negative regulatory feedback loop that restricts the size of the apical membrane. However, the molecular basis sustaining the spatiotemporal dynamics of Yurt, and the precise mechanisms by which Yurt inhibits apical promoting factors were undefined. During the first part of my Ph.D., we demonstrated that aPKC phosphorylates Yurt to prevent its premature apical localization. A non-phosphorylatable version of Yurt dominantly dismantles the apical domain, showing that its aPKC-mediated exclusion is crucial for epithelial cell polarity. In return, Yurt counteracts aPKC functions to prevent apicalization of the plasma membrane. The ability of Yurt to bind and restrain aPKC signaling is central for its role in polarity, as removal of the aPKC binding site neutralizes Yurt activity. Thus, Yurt and aPKC are involved in a reciprocal antagonistic regulatory loop that contributes to the segregation of discrete and mutually exclusive membrane domains, thereby sustaining the functional architecture of epithelial tissues. To further define how Yurt activity is modulated, we investigated the biochemical properties of Yurt and its orthologs. Yurt and EPB41L5 belong to the Four-point-one, Ezrin, Radixin, Moesin (FERM) domain protein family. These proteins also contain a FERM-adjacent (FA) domain which defines a subfamily of FERM proteins. Some proteins of this superfamily have the ability to multimerize. Our results indicate that both Yurt and EPB41L5 oligomerize. Our data also establish that the FERM-FA unit forms an oligomeric interface, and that multimerization of Yurt is crucial for its function in epithelial cell polarity regulation. Finally, we demonstrated that aPKC destabilizes the Yurt oligomer to repress its functions, thereby revealing a mechanism through which this kinase supports apical domain formation. In summary, my Ph.D. work has deciphered the mechanism sustaining the apical exclusion of Yurt by aPKC in immature epithelial cells. We have also demonstrated a reciprocal antagonistic regulatory loop between Yurt and aPKC. This contributes to maintaining the proper segregation of membrane domains, and thus supporting the functional architecture of epithelial tissues. In addition, we have demonstrated that Yurt oligomerization is crucial for its in vivo functions. This biochemical property is conserved in its human ortholog EPB41L5. This offers a unique opportunity in the fight against cancer. Indeed, compounds interfering with this oligomerization could limit the activity of EPB41L5, and thus counteract tumor progression.

Les tissus épithéliaux recouvrent les surfaces et les cavités du corps et fonctionnent comme des barrières sélectives capables d'échanges entre les différents compartiments de l'organisme. La fonctionnalité de ces tissus repose notamment sur la mise en place et le maintien d'une asymétrie structurale des cellules épithéliales, aussi appelée « polarité épithéliale ». La modulation des mécanismes orchestrant l'asymétrie membranaire est centrale dans la formation et le maintien de l'architecture des tissus épithéliaux. Ainsi, des défauts de polarité épithéliale provoquent des anomalies morphologiques et fonctionnelles des tissus épithéliaux, qui peuvent contribuer au cancer chez l'Homme. C'est pourquoi, la compréhension des processus liés à la polarité épithéliale constitue des objectifs cruciaux dans la biologie des épithéliums et dans la santé humaine, pour assurer le développement de nouvelles thérapies liées au rétablissement des fonctions soutenues par une asymétrie membranaire. Les mécanismes de polarité épithéliale et leurs fonctions signalétiques dans la morphogenèse des tissus épithéliaux jouent un rôle central dans ma thèse et font l'objet de mon introduction. Mon projet de doctorat a consisté à caractériser la fonction et la régulation de Crumbs, un acteur clé dans la mise en place du domaine apical, dans le contrôle de la morphologie cellulaire et dans la morphogenèse des tissus épithéliaux. C'est pourquoi, l'étude de la régulation de la fonction de Crb au sein de la cellule épithéliale revêt un rôle capital dans la compréhension de la biologie des épithéliums. Dans ce cadre, nous avons d'abord permis d'approfondir les modalités d'une éventuelle fonction du domaine extracellulaire de CRB3A. De plus, nous montrons que la GTPase Rac1 permet de contrôler Crumbs dans un contexte tridimensionnel. Ainsi, nous proposons un modèle fonctionnel de Crumbs, soutenu par des approches in vitro et in vivo, dans le contrôle de la morphologie cellulaire et la morphogenèse des tissus tridimensionnels.

La polarité apico-basale des cellules épithéliales est indispensable au maintien de l’intégrité des tissus et sa dérégulation contribue à la progression tumorale. L’interaction antagoniste des protéines basolatérales Lethal giant larvae (Lgl) et Yurt (Yrt) avec les composants apicaux Crumbs (Crb) et la protéine kinase C atypique (aPKC) permet de définir le domaine apical et latéral. Crb et aPKC sont cruciales à la croissance du domaine apical. Les domaines apical et latéral sont délimités par les jonctions adhérentes (JA), une structure impliquée dans la cohésion cellulaire et la polarité. La protéine Girdin est essentielle à la morphogenèse des tissus épithéliaux chez Drosophila melanogaster et régule la stabilité des JA. Notre objectif est de déterminer si Girdin joue un rôle dans la polarité épithéliale et, si oui, via quels mécanismes. Nous avons montré que la diminution du niveau de Girdin, mais pas celle de composantes majeures des JA, amplifie l’apicalisation des cellules épithéliales dans les mutants zygotiques lgl ou yrt. L’activité résiduelle de Lgl et Yrt est donc réprimée suite à la réduction du niveau de girdin, possiblement suite à une sur-activation de leur répresseur aPKC. De plus, nous avons observé qu’une réduction de l’activité de girdin restaure partiellement l’intégrité épithéliale des embryons déplétés en aPKC ou mutants hypomorphes crb, un substrat apical d’aPKC, ce qui suggère que Girdin réprime l’activité d’aPKC et de Crb. Nous avons constaté que l’absence de Girdin entraîne une augmentation du niveau de phosphorylation de Yrt et Lgl, deux substrats basolatéraux d’aPKC. Girdin pourrait donc, tout en régulant les JA, moduler l’activité d’aPKC en s’y liant directement ou en s’associant à Yrt ou Lgl, deux protéines qui répriment aPKC et Crb. Nos résultats indiquent que Girdin agit comme régulateur négatif d’aPKC. Ceci place Girdin au coeur de la régulation de la polarité épithéliale, la morphogenèse tissulaire et la progression tumorale. / Apical-basal polarization of epithelial cells is indispensable for maintaining tissue integrity, and its deregulation contributes to tumor progression. The antagonistic interactions between the basolateral proteins Lethal giant larvae (Lgl) and Yurt (Yrt) and the apical components Crumbs (Crb) and the atypical protein kinase C (aPKC) define apical and basolateral domains. Crb and aPKC are essential for apical membrane growth. The apical and lateral domains are segregated by adherens junctions (AJ), a structure involved in cell-cell cohesion and polarity. The protein Girdin is essential for epithelial tissues morphogenesis in Drosophila melanogaster and mediates AJ stabilization. Our objective is to determine if Girdin has a role in regulating epithelial polarity. We have shown that reducing Girdin levels, but not the levels of other major AJ components, exacerbates the apicalization of epithelial cells in lgl or yrt zygotic mutants. Residual activity of Lgl and Yrt is thus repressed when girdin dosage is reduced, probably due to an over-activation of their repressor aPKC. Moreover, we observed that a reduction of girdin activity partially rescues the epithelial integrity of aPKC-depleted or hypomorphic crb mutant embryos, Crb being an apical substrate of aPKC. This suggests that Girdin represses aPKC and Crb activity. We noticed that the absence of Girdin leads to an increase of the basolateral aPKC substrates Yrt and Lgl phosphorylation levels. Therefore, in parallel to regulating the AJ complex, Girdin may modulate aPKC activity by either interacting directly with the kinase or by associating to Yrt or Lgl, two repressors of aPKC and Crb. Our results indicate that Girdin acts as a negative regulator of aPKC. This places Girdin as a hub in epithelial polarity regulation, tissue morphogenesis and tumor progression.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2003-2004 / Une déficience en cellules souches épithéliales mène à une conjonctivalisation progressive de la cornée se traduisant par une perte de vision. Nous nous sommes attardés à l'étude de la régénération de l'épithélium cornéen initiée par une greffe de cellules épithéliales de cornée de lapin (CECL) cultivées sur un gel de fibrine. À confluence des cellules, le gel est greffé de façon autologue sur une cornée de lapin déficiente en cellules souches et la guérison est observée par rapport à un contrôle non greffé. À différents temps, les cornées sont prélevées et utilisées pour une analyse histologique ou par immunomarquage. Nos résultats démontrent qu'en seulement deux semaines, nous pouvons préparer un greffon d'épithélium cornéen autologue qui est sans risque de rejet. Après un mois, les lapins ayant reçu une greffe montrent un phénotype cornéen normal comparé aux témoins non-greffés. Ces résultats indiquent que la greffe de CECL autologues permet d'aider à la guérison d'un déficit en cellules souches.

La maladie de Crohn est une maladie inflammatoire chronique du tube digestif. Lorsqu'elle affecte l'intestin grêle, elle se caractérise entre autres par l'apparition de foyers d'inflammation où l'on observe un important remodelage de la muqueuse. En effet, on observe une atrophie de la villosité et une hyperplasie des cryptes accompagnées par une importante sécrétion de cytokines pro-inflammatoires dont le TNF[alpha], l'IFN[gamma], l'IL-1[bêta], l'IL-6 de même que le TGF[bêta]. Récemment, notre groupe de recherche a démontré une altération de la distribution des laminines de la membrane basilaire des cryptes des régions inflammées [i.e. enflammées]. Cette observation a soulevé une première hypothèse voulant que cette altération soit le résultat de l'action des cytokines pro-inflammatoires sur la sécrétion des laminines par les cellules épithéliales. Les études menées in vitro à l'aide d'un modèle de cellules épithéliales intestinales humaines représentant les cellules prolifératives de la cryptes (HIEC) nous ont permis de démontrer que le TNF[alpha] et le TGF[bêta] sont les seules cytokines pouvant augmenter la sécrétion des laminines-5 et -10 par les cellules HIEC. Cependant, lorsque le TNF[alpha] est combiné à l'IFN[gamma], celles-ci agissent en synergie et conduisent à une sécrétion massive des laminines-5 et -10 selon un mécanisme indépendant de la voie du TGF[bêta]. Par ailleurs, la combinaison TNF[alpha]/IFN[gamma] induit l'apoptose des cellules épithéliales dans ~25% de la population cellulaire selon une voie dépendante des caspases. Or, l'utilisation d'inhibiteurs de caspases a permis de démontrer que l'augmentation de la sécrétion des laminines-5 et -10 et de l'apoptose, toutes deux induites par la combinaison TNF[alpha]/IFN[gamma], constituent deux mécanismes concomitants mais indépendants. Puisque les laminines de la membrane basilaire sont d'origines épithéliale mais aussi myofibroblastique, nous avons soulevé une seconde hypothèse voulant que la couche myofibroblastique sous-épithéliale puisse également être une cible des cytokines pro-inflammatoires et que leur altération puisse affecter l'homéostasie épithélio-mésenchymateuse. Encore une fois, des observations faites précédemment in vivo ont montré une altération du marqueur de myofibroblaste, l'[alpha]-actine de muscle lisse ([alpha]-AML), dans les régions péricryptales aux sites d'inflammation.

Les aquaporines (AQPs) sont de petites protéines membranaires permettant le passage facilité de l’eau, du glycérol et de certains solutés à travers les membranes biologiques. Elles jouent d’importants rôles de transport transmembranaires ou transcellulaires dans diverses cellules telles que les cellules rénales, mais aussi dans les kératinocytes de l'épiderme. L’épiderme est un épithélium pluristratifié en constant renouvellement. Le calcium extracellulaire joue un rôle important dans le mécanisme de différenciation des kératinocytes.Dans ce travail, nous avons montré que la différenciation induite par le calcium de kératinocytes humains s'accompagne de l’adressage de l’aquaporine-3 (AQP3) du réticulum endoplasmique, vers les membranes plasmiques. Pour étudier la cinétique et les bases moléculaires de cette régulation, notre objectif était de produire des clones stables d'une lignée de kératinocytes humains en culture (HaCat) exprimant une AQP3 fluorescente. Malgré plusieurs tentatives, je n'ai pas pu obtenir ces clones stables. J'ai alors choisi un autre modèle de cellules épithéliales en culture; les cellules MDCK. Nous avons produit deux lignées stables de MDCK exprimant des aquaporines fluorescentes: l'AQP3-GFP et l'AQP2-mCherry. De manière intéressante, dans les cellules MDCK, l'AQP3 -GFP reproduit la régulation de son adressage par le calcium observée dans les kératinocytes humains; dans des cellules MDCK cultivées en présence de 0,15mM de Ca2+, l’AQP3-GFP est localisée dans le réticulum endoplasmique, tandis qu’à 1,5mM de Ca2+ extracellulaire, celle-ci est localisée aux membranes plasmiques. Dans les mêmes conditions, l'AQP2-mCherry conserve une localisation intracellulaire. Par des expériences de « calcium switch », nous avons étudié la cinétique du trafic cellulaire de l'AQP3 et montré que l'adressage de l’AQP3 à la membrane plasmique en réponse au calcium est lent (6h minimum) et semble dépendant non seulement de la différenciation cellulaire, mais aussi de l'établissement de la polarité cellulaire. A l’aide d’inhibiteurs de la PLC et de la PKC, nous avons montré l’implication de cette voie de signalisation, qui dépend du calcium, dans le trafic de l’AQP3. De plus, l'adressage membranaire de l'AQP3 est dépendant du cytosquelette d’actine.En conclusion, nous montrons pour la première fois une régulation du trafic intracellulaire d'une aquaporine par le calcium au cours de la différenciation et de l'établissement de la polarité cellulaire de cellules épithéliales. Cette régulation permet probablement l'hydratation de l'épiderme humain, sans remettre en cause la barrière de perméabilité que constitue la peau. / The aquaporins (AQPs) are small membrane proteins forming water channels and transporters for smal solutes like glycerol. The AQPs play important roles in transmembrane or transcellular transports in various cells, like kidney cells, but also in skin epidermis keratinocytes. The skin epidermis is a pluristratified epithelium, undergoing continuous renewal. Extracellular calcium plays an important role in the differentiation of keratinocytes.In this work, we demonstrate that during calcium-induced differentiation of human keratinocytes, aquaporin-3 (AQP3) is translocated from the endoplasmic reticulum to plasma membranes. In order to study the kinetics and the molecular bases of this regulation, our goal was to produce stable clones of a human keratinocyte cell line (HaCat) expressing a fluorescent AQP3. Despite several trials, i was not able to obtain such clones. Thus i pursued with another epithelial cell line: MDCK cells. We have produced two lines of MDCK cells stably expressing fluorescent AQPs: AQP3-GFP and AQP2mCherry. Interestingly in MDCK cells, AQP3-GFP reproduced the regulated intracellular trafficking observed in human keratinocytes; in MDCK cells grown in a medium containing 0.15 mM Ca2+,, AQP3-GFP was localized in the endoplasmic reticulum. After extracellular Ca2+ was raised to 1.5 mM, AQP3-GFP was seen in plasma membranes. In the same conditions, AQP2-mCherry remained intracellular throughtout the experiment. With calcium-switch experiments, when have then studied the kinetics of AQP3 trafficking. We have shown that targeting of AQP3 to plasma membranes is a slow process (at least 6h) and seems dependent not only of cell differentiation, but also on the establishment of cell polarity. Using inhibitors of PLC and PKC, we have shown the implication of this signalling pathway, which is dependent on calcium, in AQP3 trafficking. In addition we found that plasma membrane expression of AQP3 is dependent on actin cytoskeleton.In conclusion, we show for the first time a regulation of intracelluar trafficking of an aquaporin in calcium-induced differentiation and after establishment of epithelial cell polarity. This regulation likely allows human skin epidermis hydration whithout compromising the permeability barrier of skin.