Incontinentia pigmenti (IP, OMIM # 308300) est une maladie génétique liée au chromosome X qui est létale chez les garçons. Chez les filles, une dermatose débute peu après la naissance et évolue selon une séquence complexe d’événements associant de l’inflammation, de l’hyperprolifération cellulaire et de l’apoptose. En dehors de ce problème cutané, les patientes IP peuvent aussi souffrir d’anomalies oculaires, dentaires et cérébrales. Les défauts cérébraux affectent environ 30% des patientes et se caractérisent par de l’épilepsie et des troubles cognitifs et/ou moteurs. Le gène causant IP code pour la protéine NEMO, un composant essentiel de la voie de signalisation NF-kB, qui régule les processus immunitaires, inflammatoires, ainsi que la prolifération et la mort cellulaire. Chez approximativement 70% des patientes IP, le même réarrangement chromosomique élimine presque intégralement le gène NEMO, générant une perte d’activation de la voie NF-kB. L’invalidation du gène Nemo chez la souris (femelles Nemo +/-) fournit un modèle pour l’étude de la dermatose associée à IP en récapitulant les événements cutanés observés chez les patientes.Dans le but de mieux définir les anomalies cérébrales des patientes IP ainsi que leur origine qui reste obscure, nous avons analysé le cerveau des souris Nemo +/-. Nous montrons ici, en utilisant un protocole d’IRM adapté à des cerveaux de sept jours (P7), que des anomalies sont détectées dans une fraction des échantillons. Ces anomalies sont hétérogènes et localisées de manière aspécifique, comme chez l’Homme. Elles incluent des zones hémorragiques diffuses, des cavités et de l’atrophie du corps calleux. Cela démontre l’utilité du système murin Nemo +/- pour étudier également les défauts cérébraux des patientes IP. De manière intéressante, ces lésions cérébrales peuvent être détectées avant la naissance, au jour 18 du développement, et ne sont pas causées par un dysfonctionnement neuronal, astrocytaire ou des oligodendrocytes. Utilisant une approche immunitaire couplée à une analyse in toto de cerveaux P7 après mise en transparence (Technique 3DISCO), nous avons détecté des anomalies vasculaires qui suggèrent que ce compartiment serait à l’origine des défauts cérébraux des patientes IP. / Incontinentia pigmenti (IP, OMIM # 308300) is an X-linked genetic disease which is lethal in boys. In girls, it causes a skin disease that begins soon after birth and evolves along a complex sequence of events involving inflammation, cell hyperproliferation and apoptosis. IP patients can also suffer from ocular, dental and brain anomalies. Brain defects affect about 30% of patients and are characterized by epilepsy and/or cognitive/motor disorders. The IP-causing gene encodes the protein NEMO, an essential component of the signaling pathway NF-kB that regulates immunity, inflammation, proliferation and cell death process. In approximately 70% of IP patients, the same chromosomal rearrangement eliminates almost completely the NEMO gene, generating a loss of activation of the NF-kB pathway. Invalidation of the gene in Nemo mice (Nemo +/- females) provides a model for the study of the cutaneous events observed in IP patients.In order to better define the IP brain anomalies of patients and their origin, which remains obscure, we analyzed the brains of Nemo +/- mice. We show here, using a MRI protocol adapted for brain of seven days (P7), that anomalies are detected in a fraction of the samples. These anomalies are heterogeneous and localized in a non-specific manner, as in humans. They include diffuse hemorrhagic areas, cavities and atrophy of the corpus callosum. This demonstrates the usefulness of the murine system Nemo +/- to also study the IP patient's brain defects. Interestingly, these brain lesions can be detected before birth, at day 18 of development, and are not caused by a neuron, astrocyte or oligodendrocyte dysfunction. Using an immune approach coupled to an in toto analysis of P7 brain, after treating them by chemicals to induce their transparency (iDISCO technique), we detected vascular anomalies, suggesting that this compartment causes the brain defects in IP patients.

Les genodermatoses sont des maladies génétiques rares à expression cutanée. Parmi elles, les dysplasies ectodermiques (DE) caractérisées par des anomalies du développement d’au moins deux structures ectodermiques (dents, ongles, glandes sudorales et poils), constituent un groupe hétérogène de genodermatoses de plus de 200 syndromes rares. Si la plupart de ces syndromes associent des anomalies des seuls dérivés ectodermiques, d'autres plus complexes, tels que le syndrome de Bazex-Dupré-Christol et l’Incontinentia Pigmenti, rassemblent en plus des manifestations disparates. Le syndrome de Bazex-Dupré-Christol (SBDC) associe une DE à la prédisposition aux carcinomes basocellulaires (CBCs) de survenue précoce. L’étude de 6 familles nous a permis d’identifier, chez 2 d’entre elles, une mutation tronquante dans le gène ACTRT1, codant la protéine Arp-T1. Dans l’épiderme, la protéine Arp-T1 est diminuée chez tous les patients atteints de SBDC, porteurs ou non de mutations dans le gène ACTRT1. Le séquençage à haut débit de la région candidate a permis d’identifier des mutations dans des régions transcrites, régulatrices du gène ACTRT1 chez les patients des 4 autres familles. Notant que la voie Hedgehog est dérégulée dans 70 % des CBCs, nous avons démontré qu’ACTRT1 est un nouvel inhibiteur de cette voie, en particulier par sa liaison au promoteur de GLI1 dont il inhibe l’expression. Enfin, ACTRT1 est un nouveau gène suppresseur de tumeur capable de réduire in vivo la progression tumorale de certaines lignées cancéreuses par la régulation de gènes impliqués dans la prolifération, la mort et la survie cellulaire, ou encore la migration. L’Incontinentia Pigmenti (IP) est une affection multisystémique caractérisée par une atteinte de la peau, des dents, des yeux et parfois du système nerveux central. Elle résulte de mutation dans le gène NEMO et l’abolition de l’activation de la voie NF-KB. L’étude d’une famille concernée par l’IP à permis d’identifier une nouvelle mutation d’épissage du gène NEMO aboutissant à l’expression d’une protéine tronquée. Cette protéine conserve l’intégralité des domaines fonctionnels de NEMO connus à ce jour. Sa caractérisation a révélé une perte d’interaction avec SHARPIN, composants du complexe LUBAC permettant l’ubiquitination linéaire. Il s’agit de la première mutation humaine de NEMO montrant l’importance de son ubiquitination linéaire dans l’activation de la voie NF-KB. Mes travaux de thèse ont ainsi mis en évidence de nouveaux mécanismes physiopathlogiques responsables de deux formes de dysplasie ectodermique. Ces mécanismes reflètent la complexité des voies moléculaires impliquées dans le développement de la peau et le maintien de son homéostasie durant la vie adulte. / Genodermatoses are rare genetic diseases with cutaneous expression. Among them, ectodermal dysplasia (ED) characterized by abnormal development of at least two ectodermal structures (teeth, nails, sweat glands and hair) constitute a heterogeneous group of genodermatoses of more than 200 rare syndromes. While most of these syndromes associate only abnormalities of the ectodermal derivatives, others more complex, such as Bazex-Dupré-Christol syndrome and Incontinentia Pigmenti, bring together disparate manifestations. Bazex-Dupré-Christol syndrome (BDCS) associates ED with predisposition to early basal cell carcinoma (BCCs). The study of 6 families allowed us to identify, in 2 of them, a truncated mutation in the ACTRT1 gene, encoding the Arp-T1 protein. In the epidermis, Arp-T1 protein is decreased in all patients with BDCS, carrying or not of mutations in ACTRT1 gene. High-throughput sequencing of the candidate region allowed to identify mutations in transcribed enhancer regions, regulating the ACTRT1 gene in patients of the remaining 4 families. Noting that the Hedgehog pathway is deregulated in more than 70% of BCCs, we have demonstrated that ACTRT1 is a novel inhibitor of this pathway, via its binding to GLI1 promoter and inhibiting its expression. Finally, ACTRT1 is a new tumor suppressor gene capable of reducing in vivo the tumor progression of certain cancer lines by the regulation of genes involved in proliferation, death and cell survival, or migration. Incontinentia Pigmenti (IP) is a multisystemic disorder characterized by involvement of skin, teeth, eyes and sometimes the central nervous system. It results from mutation in the NEMO gene and the abolition of activation of NF-KB pathway. The study of a family concerned with IP allowed to identify a new splicing mutation of NEMO gene leading to a truncated protein expression. This protein retains all the functional domains of NEMO known. Its characterization revealed a loss of interaction with SHARPIN, components of LUBAC complex allowing linear ubiquitination. This is the first human mutation of NEMO showing the importance of its linear ubiquitination in the activation of the NF-KB pathway. Thus, my thesis work revealed novel physiopathological mechanisms responsible for two forms of ectodermal dysplasia. These mechanisms reflect the complexity of the molecular pathways involved in the development of the skin and the maintenance of its homeostasis during adult life.