Les mélanocytes sont des cellules productrices de mélanines, à l’origine de la teinte de la peau, des yeux et des cheveux. Elles dérivent d'une population multipotente appelée cellules de la crête neurale, qui génère entre autres également tout le système nerveux périphérique. Une prolifération accrue des précurseurs des mélanocytes durant le développement entraine chez l’homme l’apparition d’un nævus mélanocytaire congénital (NMC). Cette prolifération est due à une mutation somatique au sein d'un de ces précurseurs, dans des gènes de la voie de signalisation des MAP-Kinases, NRAS ou BRAF. Les plus grandes formes, couvrant des parties entières du corps, sont syndromiques. Ils peuvent associer des mélanocytoses, des malformations ou tumeurs cérébrales ou méningées, parfois épileptogènes, ainsi qu'un risque autour de 5% de dégénérer en mélanome, dans un des sites atteints. Durant ma thèse j’ai exploré des modèles murins où les protéines NRAS ou BRAF constitutivement actives sont exprimées très tôt au cours de l’embryogenèse, dans les cellules de la crête neurale. Les embryons mutants BrafV600E connaissent une létalité embryonnaire, probablement due à une superposition de défauts vasculaires et cérébraux. En revanche, les souris NrasG12D sont viables,présentent des mélanocytoses extracutanées dans des sites divers, ainsi qu’une hyperpigmentation cutanée, visible en postnatal. Cette hyperpigmentation est associée à une augmentation de la densité folliculaire, ainsi qu’à un dérèglement du cycle du follicule pileux. Des cultures de cellules de crête neurale murines, BrafV600E ou NrasG12D et contrôles, ont permis d’élucider sur le plan moléculaire les effets de telles mutations. / Melanocytes are the vertebrate cells that produce melanin, conferring color on skin, hair and eyes. They arise from a multipotent embryonic cell population called the neural crest, which also gives rise to the peripheral nervous system of the body and many other cell types. Abnormal proliferation of melanocyte precursors before birth can lead to human congenital melanocytic nevus (CMN). CMN are caused by prenatal somatic mutations in the NRAS or BRAF genes of the MAP-Kinase pathway, in one of these precursors. The largest CMN, covering entire segments of the body or head, are syndromic. They are sometimes associated with epileptogenic brain or meningeal malformations, tumors or melanocytosis, and they present a risk of about 5% in all these sites of becoming pediatric malignant melanoma. During my thesis, I explored mouse models expressing constitutively activated NRAS or BRAF proteins in neural crest cell lineages, from very early in embryogenesis. BrafV600E mutant embryos are embryonic lethal at mid-gestation, probably due to coinciding vascular and brain defects. In contrast, NrasG12D mice are viable, present extracutaneous melanocytosis in various sites as well as postnatal hyperpigmentation of the skin. This is associated with increased hair follicle density, and a deregulated hair cycle. Cell culture of mutant or wildtype mouse neural crest cells of both genotypes has permitted the comparison and discovery of molecular differences introduced by these mutations.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2005-2006 / Les cellules souches sont à la base de la régénération des tissus adultes et du maintien de leur homéostasie. Afin d'étudier le processus de différenciation des cellules souches cutanées et d'approfondir nos connaissances sur les conditions qui contrôlent leur différenciation en épiderme et/ou en follicules pileux in vitro différents substituts cutanés ont été mis au point par génie tissulaire. D'une part, la portion dermique des peaux reconstruites a été produite par la superposion de feuillets de matrice extracellulaire produits par des fibroblastes humains ou murins cultivés en présence d'acide ascorbique. D'autre part, des kératinocytes (humains ou murins) ou des follicules pileux immatures (murins) ont été implantés sur les dermes reconstruits. Les propriétés histologiques et immunohistochimiques des tissus ont été évaluées après leur maturation in vitro ou sur l'animal. Nos résultats ont révélé que les interactions mésenchyme-épithéliales créées dans la peau reconstruite par génie tissulaire influencent significativement la voie de différenciation qu'empruntent les kératinocytes engendrés par les cellules souches et qu' il est possible, en recréant les conditions adéquates, de reconstruire des substituts cutanées aux propriétés histologiques similaires à la peau native ainsi que des peaux reconstruites capables de soutenir la formation de follicules pileux après la greffe. Des études in situ ont également été menées sur les cellules souches de la vibrisse de la souris. Nous avons observé que les kératinocytes présentant un cycle cellulaire long forment deux populations distinctes dans la région du renflement: une est en contact avec la membrane basilaire et l'autre ne l'est pas (appelée Bs1). Chacune de ces populations possède un aspect histologique distinct et présente une organisation, du réseau de kératine qui lui est spécifique et qui est associée à l'expression de kératines particulières. L'étude des vibrisses des souris dont le gène de la kératine 17 (K 17) a été invalidé a révélé que la K 1 7 est essentielle à la formation des vibrisses et à l'intégrité ultrastructurale des cellules Bs 1. En conclusion, mes travaux apportent de nouvelles données sur les conditions qui régissent la différenciation des cellules souches cutanées et sur les caractéristiques intrinsèques des cellules souches de la vibrisse.

Au LOEX, un modèle de folliculogénèse a été caractérisé. Ce modèle consiste à incorporer des follicules pileux immatures de souris dans les peaux reconstruites par génie tissulaire. À l'aide des peaux reconstruites, nous avons comparé l'influence des cellules dermiques sur la différenciation des cellules souches des follicules pileux. La maturation in vitro des follicules pileux immatures sur les fibroblastes murins et humains a mené à l'apparition d'inclusions intradermiques. Cependant, les études de caractérisation ont révélé la présence de marqueurs de différenciation épidermique dans les kystes dérivants des follicules pileux immatures cultivés sur fibroblastes humains, contrairement à ceux cultivés sur fibroblastes murins. Ces derniers ont plutôt des caractéristiques histologiques qui ressemblent davantage aux cellules retrouvées au niveau de la gaine folliculaire externe du follicule pileux. Un dérèglement de la voie de signalisation Wnt pourrait expliquer ces phénomènes, puisque la p-caténine et le facteur Lef-l ne sont pas activés dans ces peaux reconstruites.

L'objectif du présent projet était d'optimiser le modèle de peau reconstruite par génie tissulaire déjà mis au point par notre équipe afin qu'il stimule le processus de régénération nerveuse après greffe pour améliorer la récupération tactile des grands brûlés. Nous avons utilisé des follicules pileux murins et des neurones sensoriels extraits des ganglions de la racine dorsale de f?tus de souris et avons posé comme hypothèse que les poils avaient une influence positive sur la migration axonale. Une élongation vigoureuse des neurites a été détectée à l'intérieur du derme reconstruit. En présence de cellules épithéliales, il y a eu une migration préférentielle des axones vers les follicules pileux immatures implantés dans le modèle, migration qui a été suivie d'une association étroite des axones et des follicules pileux. Nous avons donc développé avec succès un modèle nous permettant d'étudier les effets de l'épiderme et des follicules pileux sur la croissance des nerfs.