La lumière solaire constitue le principal facteur de risque des cancers de peau non mélanocytaires (NMSC). L'effet génotoxique de la lumière solaire est dû aux dommages dans l'ADN induits par les rayonnements ultraviolets (UV). Les rayons UVB longs (290-315 nm) sont les principaux responsables de l'initiation et de la promotion des NMSC qui prennent naissance dans les kératinocytes épidermiques. En effet, l’absorption directe des photons d’UVB par l’ADN conduit à la génération de deux principaux types de dommages, les dimères cyclobutyliques de pyrimidines (CPD) et les photoproduits de pyrimidine (6-4) pyrimidone (6-4PP). Les CPD sont les plus abondants et sont hautement mutagènes. Ils sont responsables des mutations de transitions C → T au niveau des sites dipyrimidiniques, les mutations signatures observées dans les cancers de peau. Les cellules possèdent différents mécanismes pour éviter la conversion des CPD en mutations, à savoir, l’arrêt du cycle cellulaire, la réparation des dommages dans l'ADN par le système de réparation par excision de nucléotides (NER) et la mort cellulaire par apoptose. L’importance de la NER dans la prévention des cancers de peau est bien démontrée par le fait qu’une déficience en protéines de la NER, comme chez les patients atteints de Xeroderma Pigmentosum (XP), entraîne une incidence jusqu’à 2000 fois plus élevée de cancers de peau. De nombreux facteurs influencent la NER et une meilleure compréhension de ces derniers pourrait conduire au développement de nouvelles stratégies de prévention contre les cancers de peau. La peau est un assemblage complexe de cellules et de matrice dans lequel la communication entre les composants épidermiques et dermiques est essentielle pour de nombreux mécanismes cutanés. En utilisant des peaux reconstruites dérivées uniquement de fibroblastes et de kératinocytes primaires humains, nous avons analysé l’impact des composants dermiques sur l’efficacité de réparation des CPD épidermiques. Nous avons montré que l’élimination des CPD dans les kératinocytes est positivement influencée par la présence d'un derme et nous avons déterminé que cet effet du derme sur les kératinocytes proviendrait de molécules sécrétées. En étudiant le sécrétome, nous avons découvert que la cytokine CXCL5 (ou ENA78 - Epithelial neutrophil-activating peptide 78) possède un patron d'expression unique : elle est pratiquement absente du milieu de culture des peaux reconstruites, comparativement au milieu de culture de fibroblastes et de kératinocytes seuls. En modulant les niveaux de CXCL5 dans les milieux de culture de kératinocytes, nous avons montré que CXCL5 était un inhibiteur de la réparation des CPD. Cette première étude décrit l'impact des molécules sécrétées par le derme sur la réparation iii des CPD épidermiques et met en lumière un nouveau rôle de CXCL5 dans la réparation des dommages induits par les rayons UV. L’environnement immédiat des kératinocytes n’est pas le seul facteur qui peut influencer la réparation des CPD, le régime d’irradiation a également un impact sur cette efficacité d’élimination des lésions. Jusqu’à présent, l'efficacité de la NER a été largement étudiée après une seule exposition aiguë aux rayons UV. Cependant, l'utilisation d’une irradiation unique n'est pas représentative de l'exposition solaire humaine, qui est plutôt constituée d’une multitude d'irradiations répétées. Dans ce travail, nous avons donc exposé des cellules épidermiques à un régime d’irradiation chronique composé de faibles doses d’UVB (CLUV) afin de déterminer l’impact de cette irradiation sur la réparation NER. Nous avons montré que le traitement CLUV entraîne l’accumulation de CPD résiduels, qui ne sont pas réparés mais plutôt tolérés et dilués lors de la réplication de l’ADN. Nous avons également constaté que le prétraitement CLUV réduisait la capacité d'élimination des nouveaux dommages sans induire de sensibilité accrue à la mort cellulaire. Enfin, en utilisant nos données expérimentales, nous avons élaboré un modèle théorique pour prédire l’induction, la dilution et la réparation des CPD épidermiques lors d’une irradiation chronique aux rayons UVB. Nos résultats montrant que les kératinocytes accumulent des dommages dans l'ADN après des irradiations chroniques, constituent un facteur important à prendre en compte, car l'accumulation de CPD non réparés pourrait entraîner une augmentation des mutations dans les kératinocytes. Dans l’ensemble, ces travaux soulignent l’importance d’utiliser des modèles plus complexes, visant une meilleure représentation physiologique, pour mieux comprendre les réponses de la peau à l’exposition solaire. / Skin exposure to solar light is the main risk factor for non-melanoma skin cancers (NMSC). The genotoxic effect of sunlight is attributed to DNA damage induced by ultraviolet (UV) radiations. Long UVB wavelengths (290-315 nm) are the main responsible for NMSC initiation and promotion that occur in epidermal keratinocytes. Indeed, the direct absorption of UVB photons by DNA leads to the generation of the two main types of UV-induced DNA damage, i.e. cyclobutane pyrimidine dimers (CPD) and (6-4) pyrimidine-pyrimidone photoproducts (6-4PP). CPD are the most abundant and are highly mutagenic. They are responsible for the C → T transition mutations at dipyrimidine sites, the signature mutation found in sun-related skin cancers. Skin cells use different mechanisms to avoid the conversion of UVB-induced CPD into skin cancer driver mutations, i.e. cell cycle arrest, DNA damage removal by nucleotide excision repair (NER) pathway and cell death by apoptosis. The importance of NER for skin cancer prevention is well demonstrated by the fact that a deficiency in NER proteins, such as in Xeroderma Pigmentosum (XP) patients, leads to an increase of up to 2,000-fold in skin cancer occurrence. Many factors influence NER and a better understanding of those factors might lead to new prevention strategies against skin cancer. Skin is a complex assembly of cells and matrix in which a crosstalk between epidermal and dermal components is essential for many cutaneous mechanisms. Using self-assembled tissue-engineered skin equivalents derived from human primary fibroblasts and keratinocytes, we have analyzed the impact of dermal components on epidermal CPD repair efficiency. We showed that CPD repair in keratinocytes is positively influenced by the presence of the dermis and we brought evidence that this dermal effect comes from secreted molecules. We then investigated the secretome and found that the cytokine CXCL5 (also known as ENA78 - Epithelial neutrophil-activating peptide 78) has a unique expression pattern, i.e. is virtually absent in the culture medium of reconstructed skin, when compared to the media from fibroblasts and keratinocytes alone. By modulating CXCL5 levels in keratinocytes culture medium, we have shown that CXCL5 is an inhibitor of CPD repair. This work outlines the impact of the secreted dermal components on epidermal UV-induced DNA damage repair and shed light on a novel role of CXCL5 in CPD repair. The immediate environment of the keratinocytes is not the only factor that can influence the CPD repair, the irradiation protocol also has an impact on this damage removal. Until now, v NER efficiency has been extensively studied after a single acute UVB exposure. However, the use of single UVB irradiation is not representative of the human solar exposure, which is rather a multitude of repeated irradiations than a single acute one. In this work, we thus exposed keratinocytes to a chronic low-dose of UVB (CLUV) protocol to determine the impact of this irradiation procedure on CPD removal. We showed that the CLUV treatment leads to the accumulation of residuals CPD. Those residual CPD are not repaired but rather tolerated and diluted through DNA replication. We also found that a CLUV pre-treatment reduces CPD removal rate of newly generated damage without inducing a higher sensitivity to UV-induced cell death. Finally, using our experimental data, we derived a theoretical model to predict CPD induction, dilution and repair that occur in keratinocytes when chronically irradiated with UVB. These results showing that keratinocytes accumulate DNA damage after chronic irradiations is an important factor to consider since the accumulation of unrepaired CPD might lead to an increase of skin cancer driver mutations formation. Taking together, this work outlines the importance of more relevant and physiological models to study the skin response to solar exposure.

L'épiderme humain contient une pile physiologique dont le potentiel varie de 10 à 60 mV en fonction de la localisation sur le corps. Un gradient sodique décroissant de la couche basale jusqu'en dessous de la couche cornée est maintenu par l'action de pompes ioniques créant ainsi une différence de potentiel trans-épithélial (PTE). En condition normale, aucun rôle physiologique n'a encore été attribué à ce potentiel. Lorsque la peau est endommagée, une fuite d'ions provenant de la rupture du gradient sodique induit un champ électrique endogène (100 à 200 raV/mm) en bordure de la plaie. Le champ électrique endogène est dirigé vers le centre de la plaie. Il a été suggéré que la présence d'un champ électrique endogène est importante dans la réépithélialisation des plaies. Toutefois, les mécanismes d'action de celui-ci demeurent peu connus. Les recherches actuelles sur le sujet sont davantage orientées sur les effets des champs électriques sur la guérison des plaies et très peu concernent le rôle du PTE. Pourtant, c'est la présence du PTE présent dans la peau intacte entourant la plaie qui permet l'induction du champ électrique endogène à la suite d'une blessure. Notre objectif général était d'évaluer les effets de champs électriques d'intensités physiologiques sur les kératinocytes en monocouches et d'étudier la formation du PTE lors de la réépithélialisation de l'épiderme. Tout d'abord, nous avons étudié la réponse cellulaire des kératinocytes en présence de champs électriques par la mesure de la variation du calcium intracellulaire (Ca2+j) avec la sonde fluorescente fluo-4. Les variations de la fluorescence en fonction du temps ont été enregistrées à l'aide d'un système d'observation microscopique en continu. Nos résultats montrent que la stimulation de kératinocytes avec des intensités de champ électrique d'ordre physiologique et supraphysiologique (100 à 900 mV/mm) produit une élévation du taux de Ca2+; et que l'ampleur de cette réponse dépend de l'intensité du champ électrique appliqué. Nous avons également noté que les variations de Ca2+j observées suite à une stimulation électrique sont spécifiques aux kératinocytes peu différenciés. Ces résultats montrent pour la première fois que la stimulation électrique de kératinocytes humains en colonies induit une augmentation de Ca2+j et que cette réponse cellulaire est dépendante du niveau de différenciation des cellules. L'étude du PTE est complexe puisqu'elle nécessite un modèle d'étude en trois dimensions représentant l'épiderme humain. À l'aide du modèle de peau reconstruite ii humaine (PRH) par génie tissulaire développée au LOEX, nous avons étudié la formation du PTE lors de la genèse et de la réépithélialisation de l'épiderme. Tout d'abord, nous avons élaboré un système adapté pour les mesures du PTE sur des PRH et sur un modèle animal de plaies cutanées. Des mesures du PTE ont ensuite été réalisées sur des PRH et des biopsies ont été réalisées sur les épidémies en formation ainsi que sur les plaies en fonction du temps. Nos résultats montrent que le PTE varie durant la formation de l'épiderme. Cette période est composée d'une phase ascendante et suivie d'une phase descendante. Une période similaire de rétablissement du PTE a également été observée durant la réépithélialisation de plaies sur notre modèle de PRH et ces observations ont été corrélées in vivo sur un modèle de plaie cutanée chez le porc. La période du PTE a également été corrélée avec l'expression variable (ascendante et descendante) de la pompe Na+/K+ ATPase en fonction du temps et en fonction de la différenciation de l'épiderme. Ces résultats suggèrent que les pompes Na+/K+ ATPase régleraient le transport des ions sodiques pour l'établissement du PTE durant la formation ainsi qu'au cours de la réépithélialisation de l'épiderme. L'ensemble des résultats procure une meilleure compréhension des mécanismes reliés au champ électrique endogène et au potentiel transmembranaire dans la peau humaine.

La régulation de l'expression des gènes est à la base de tous processus cellulaires tels que la différenciation, la migration, la réponse aux dommages, la survie et l'apoptose. La compréhension globale des mécanismes cellulaires passe donc par l'étude de la transcription. Définir les rôles, fonctions ainsi que les voies de signalisation pour chacun des facteurs de transcription d'une cellule est maintenant un incontournable dans la poursuite de la compréhension du génome humain. Les travaux de cette thèse cadrent dans cette optique en concentrant nos efforts sur la caractérisation des facteurs de transcription ± nuclear factor I ¿ (NFI). Nous démontrons, entre autre, la première preuve de liaison directe d'un répresseur au promoteur du gène p21. Cette répression exercée par les NFI est essentielle à la bonne progression du cycle cellulaire dans les cellules en prolifération, tout en permettant l'expression basale de p21. Nous avons aussi caractérisé les mécanismes de régulation des facteurs de transcription Spl, Sp3 et NFI sur le promoteur de l'intégrine α6, en présence de laminine et de la fibronectine. Nos résultats suggèrent une répression de l'expression de l'intégrine a6 par la liaison de NFI et la diminution des facteurs Spl et Sp3 en présence de laminine, pour ainsi expliquer les mécanismes de migration et prolifération cellulaire dans un modèle de cicatrisation cornéenne. Finalement, nous examinons l'étendue de la liaison des facteurs NFI dans les kératinocytes humains de peau, par une analyse globale d'immunoprécipitation de chromatine couplée aux puces à ADN îlots CpG, dans le but d'établir une meilleure compréhension des voies de signalisation dans lesquelles les facteurs de transcription NFI sont impliqués. Ces analyses permettront de mieux comprendre les mécanismes de régulation de la transcription, particulièrement en ce qui a trait à la régulation par les facteurs de transcription NFI

Les ultraviolets A (UVA) sont carcinogènes et produisent des espèces réactives de l'oxygène (ERO). Le récepteur à la mélanocortine de type 1 (MC1R) est un récepteur couplé aux protéines G (RCPG) qui est impliqué dans la mélanogénèse et dans l'inflammation cutanée. Certains variants du gène sont associés à un risque accru de mélanomes et de carcinomes cutanés. Le MC1R est exprimé surtout dans les mélanocytes mais son expression peut être induite par les UV in vitro dans les kératinocytes et in vivo dans la peau. Le récepteur MC1R est activé par l'α-MSH. L'objectif de ce travail de thèse a été d'étudier les effets du récepteur MC1R sur le stress oxydatif induit par les UVA dans des lignées kératinocytaires humaines HaCaT exprimant le récepteur MC1R ou son variant non fonctionnel Arg151Cys. Nous avons montré que la production d'ERO intracellulaire induite par les UVA est fortement inhibée dans les cellules HaCaT-MC1R et que cette inhibition est renforcée en présence d'α-MSH. L'inhibition du stress oxydatif induit par les UVA dans les cellules transfectées par le MC1R est en partie dépendante de la phosphorylation de la sous-unité activatrice, NoxA1 de la NADPH oxydase. Le traitement des cellules HaCaT-MC1R par un inhibiteur du récepteur au facteur de croissance épidermique (EGFR) restaure l'habilité de ces cellules à induire un stress oxydatif après irradiation UVA. Ces résultats montrent que l'activité constitutive du récepteur MC1R dans des kératinocytes pourrait inhiber le stress oxydatif induit par les UVA via des mécanismes dépendants de l'AMPc et de l'EGFR.

Les ultraviolets A (UVA) sont carcinogènes et produisent des espèces réactives de l'oxygène (ERO). Le récepteur à la mélanocortine de type 1 (MC1R) est un récepteur couplé aux protéines G (RCPG) qui est impliqué dans la mélanogénèse et dans l'inflammation cutanée. Certains variants du gène sont associés à un risque accru de mélanomes et de carcinomes cutanés. Le MC1R est exprimé surtout dans les mélanocytes mais son expression peut être induite par les UV in vitro dans les kératinocytes et in vivo dans la peau. Le récepteur MC1R est activé par l'α-MSH. L'objectif de ce travail de thèse a été d'étudier les effets du récepteur MC1R sur le stress oxydatif induit par les UVA dans des lignées kératinocytaires humaines HaCaT exprimant le récepteur MC1R ou son variant non fonctionnel Arg151Cys. Nous avons montré que la production d'ERO intracellulaire induite par les UVA est fortement inhibée dans les cellules HaCaT-MC1R et que cette inhibition est renforcée en présence d'α-MSH. L'inhibition du stress oxydatif induit par les UVA dans les cellules transfectées par le MC1R est en partie dépendante de la phosphorylation de la sous-unité activatrice, NoxA1 de la NADPH oxydase. Le traitement des cellules HaCaT-MC1R par un inhibiteur du récepteur au facteur de croissance épidermique (EGFR) restaure l'habilité de ces cellules à induire un stress oxydatif après irradiation UVA. Ces résultats montrent que l'activité constitutive du récepteur MC1R dans des kératinocytes pourrait inhiber le stress oxydatif induit par les UVA via des mécanismes dépendants de l'AMPc et de l'EGFR. / Ultraviolet A (UVA) radiations are responsible for deleterious effects, mainly due to reactive oxygen species (ROS) production. Alpha-melanocyte stimulating hormone (α-MSH) binds to Melanocortin-1 Receptor (MC1R) in melanocytes to stimulate pigmentation and modulate cutaneous inflammatory responses. MC1R may be induced in keratinocytes after UV exposure. To investigate the effect of MC1R signaling on UVA-induced ROS (UVA-ROS) production, we generated HaCaT cells that stably express human MC1R (HaCaT-MC1R) or the Arg151Cys (R151C) non- functional variant (HaCaT-R151C). We then assessed ROS production immediately after UVA exposure and found that: (1) UVA-ROS production was strongly reduced in HaCaT-MC1R but not in HaCaT-R151C cells compared to parental HaCaT cells; (2) this inhibitory effect was further amplified by α-MSH treatment of HaCaT-MC1R cells before UVA exposure; (3) after UVA irradiation, NoxA1 phosphorylation was increased i n HaCaT-MC1R compared to HaCaT and HaCaT-R151C cells. Inhibition of PKA in HaCaT-MC1R cells resulted in a marked increase of UVA-ROS production; (4) the ability of HaCaT-MC1R cells to produce UVA-ROS was restored by inhibiting epidermal growth factor receptor (EGFR) or extracellular signal-regulated kinases (ERK) activity before UVA exposure. Our findings suggest that constitutive activity of MC1R in keratinocytes may reduce UVA-induced oxidative stress via EGFR and cAMP-dependent mechanisms.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

In vivo, l'épiderme se régénère en continu à travers la prolifération des cellules souches basales. Celles-ci obtenues à partir d'une biopsie cutanée, peuvent être greffées pour régénérer la peau. En vue de la transplantation kératinocytaire, nous avons étudié in vitro leur capacité à régénérer un épithélium en fonction de leur origine anatomique, et précisé leur phénotype. Par rapport aux différents sites étudiés, nous montrons que les kératinocytes issus de prépuce ont la plus grande capacité proliférative et régénérative, associée à une expression exacerbée de marqueurs d'immaturité, la p63 et la kératine 19 et une faible expression des marqueurs de la différenciation (involucrine et filagrine). Ces résultats nous ont amené à utiliser ces kératinocytes préputiaux en suspension pour transplanter les enfants brûlés, ce qui évite l'utilisation d'une membrane de transfert, source potentielle d'inefficacité. La transplantation des brûlures avec ces cellules autologues conduit à une épithélialisation accélérée avec une cicatrice de grande qualité. Ces résultats et la facilité de la procédure nous permettent de proposer la greffe autologue kératinocytaire de prépuce comme une procédure standard, qui peut être ajoutée à l'arsenal thérapeutique des équipes prenant en charge les enfants brûlés. / In vivo, the skin regenerates continuously through the proliferation of basal stem cells. That can be obtained from a skin biopsy and may be grafted to regenerate skin. In vitro, we studied the regenerative keratinocyte capacities according to site donors, and we noted that keratinocytes from foreskin have the greatest proliferative and regenerative capacities, combined with expression of progenitor cell markers (p63 and keratin 19) and low expression of epidermal differentiation markers (involucrin and filaggrin). These results led us to use these preputial keratinocytes in suspension for graft in burned children. Apply directly cells with a suspension device, eliminates the use of a transfer membrane and a potential source of inefficiency. In our study, boys grafted with autologous keratinocytes isolated from foreskin leads to epithelialization with a high quality of scar. This technique is easily applicable to a large number of pediatric surgery teams. Our clinical success and the safety of the procedure in the operating room enable us to propose the kératinocyataire autologous transplantation as a standard procedure, which can be added to the therapeutic armamentarium in burns.

Les principaux régulateurs de la prolifération cellulaire sont les Cdk (cyclin dependent kinase), dont l'activité dépend de leur association avec leurs partenaires, les cyclines. Le contrôle du niveau d'expression des cyclines représente le premier mécanisme par lequel l'activité des Cdk est régulée. Cette régulation est essentielle pour maintenir l'équilibre prolifération/différenciation de la peau. Cependant, les mécanismes mis en jeu restent peu connus.<br />Nous avons montré que Brm, protéine des complexes de remodelage de la chromatine SWI/SNF, est responsable de la répression de la cycline A par la mise en place ou le maintien de deux nucléosomes situés sur les sites d'initiation de la transcription. De plus, nous avons mis en évidence que l'absence de brm conduit à accélérer la progression des cellules dans le cycle cellulaire en jouant sur le déroulement de la phase S. Cependant, les cellules dépourvues de brm présentent également une mitose rallongée et des aberrations chromosomiques. Ceci pourrait être la conséquence de la dérégulation de trois oncogènes : c-myc, cycline A et cycline E et pourrait expliquer pourquoi brm est mutée dans de nombreux cancers.<br />Enfin, nous avons montré que l'entrée en différenciation des kératinocytes s'accompagne d'une forte expression de p21 qui entraîne un arrêt en G2/M en inhibant les complexes Cycline A/Cdk. Cependant, les kératinocytes en différenciation ne peuvent maintenir cet arrêt et entre dans un état G1 à 4N, caractérisé par une forte expression de la Cycline E et l'absence de Cyclines de G2/M.

Le psoriasis et la dermatite atopique sont des pathologies inflammatoires cutanées chroniques, fréquentes et invalidantes. Dans la peau des patients souffrant de ces pathologies, un dérèglement de la réponse immunitaire aboutissant à une inflammation chronique est toujours observé. Le réseau cytokinique joue un rôle essentiel dans la physiopathologie cutanée en permettant la communication entre les cellules cutanées et les cellules immunitaires. Dans le psoriasis et la dermatite atopique, ce réseau est largement perturbé. En effet, un grand nombre de cytokines proinflammatoires sont surexprimées au détriment des cytokines anti-inflammatoires. Cette inflammation chronique est directement responsable de l'apparition des lésions cutanées. Parmi les cytokines surexprimées dans ces pathologies, des études antérieures du LITEC ont montré in vitro que l'Oncostatine M (OSM) est impliquée dans la production de peptides antimicrobiens et de médiateurs de l'inflammation, ainsi que dans l'inhibition de la différenciation des kératinocytes. Notre objectif était de poursuivre ces travaux en étudiant le rôle de l'OSM dans l'inflammation cutanée in vitro et in vivo chez la souris. Nous avons pour cela, comparé le rôle de l'OSM à celui d'autres cytokines de la famille de l'IL-6, l'IL-6 et l'IL-31, qui présentent également une activité sur le kératinocyte. L'activité de ces cytokines a été étudiée in vitro sur des cultures primaires de kératinocytes murins en monocouche, sur des épidermes reconstruits murins ainsi qu'in vivo dans différents modèles d'inflammation cutanée. Nous montrons que l'OSM est plus active que l'IL-6 et l'IL-31 sur les kératinocytes en culture et que la surexpression de cette cytokine in vivo dans la peau de souris à l'aide d'adénovirus recombinants induit une inflammation cutanée forte, présentant des caractéristiques communes avec le psoriasis et la dermatite atopique. Néanmoins, les souris déficientes pour le gène codant l'OSM ne présente aucune diminution du phénotype inflammatoire cutané dans le modèle de psoriasis induit par application d'Imiquimod et dans un modèle de dermatite atopique induit par application de Calcipotriol, suggérant l'existence de mécanismes de compensation par d'autres cytokines proinflammatoires. En parallèle de cette étude, nous avons mis au point un nouveau modèle d'épidermes reconstruits murins permettant l'étude de l'activité des cytokines sur les kératinocytes. Ce modèle présente l'avantage de reproduire plus finement la physiologie d'un épiderme normal par rapport aux autres modèles préalablement décrits et ouvre la perspective de développer des épidermes reconstruits à partir de kératinocytes de souris transgéniques. En conclusion, ces travaux démontrent le rôle pro-inflammatoire de l’OSM dans l'inflammation cutanée et son activité majeure sur les kératinocytes en comparaison à celles décrites pour l'IL-6 et l'IL-31. Néanmoins, la pertinence du ciblage thérapeutique de cette cytokine dans le psoriasis et la dermatite atopique reste encore à démontrer. / Psoriasis and atopic dermatitis are the most prevalent cutaneous inflammatory disease in worldwide. An imbalance immune response is a characteristic feature of these diseases and through their role in the communication between cutaneous and immune cells; cytokines are key players in these diseases. Indeed, in the psoriatic and atopic lesions, an altered cytokine network is always described and mainly in favor of proinflammatory cytokines. Among them, our laboratory previously described that Oncostatin M, an IL-6 family member is up-regulated in psoriasis and atopic dermatitis lesions. In vitro, we have demonstrated that OSM induces a proinflammatory signature on human keratinocytes including the up-regulation of antimicrobials peptides and proinflammatory mediators as well as inhibiting the epidermal differentiation. The aim of this work was to confirm the role of OSM in cutaneous inflammatory diseases and compare it to others IL-6 family members such as IL-6 and IL-31 also described for their potent activities on keratinocytes. The activity of theses cytokines was study in vitro on normal murine epidermal keratinocytes or in reconstituted murine epidermis and in vivo in inflammatory murine models. Compared to IL-6 and IL-31, OSM is a strong inducer of proinflammatory signature in vitro on keratinocyte and in vivo using recombinant adenovirus overexpressing theses cytokines. The inflammatory phenotype induces by overexpression of OSM in mouse ears mimics key features of psoriatic and atopic skins. However, deficiency mice for the gene encoding OSM dot not demonstrated reduced phenotype in a mouse model of psoriasiform dermatitis induce by imiquimod or in a mouse model of atopic dermatitis induced by calcipotriol suggesting that compensatory cytokines are sufficient to maintain phenotype in the absence of OSM. Concurrent to this study, we also developed a model of reconstituted murine epidermis in order to test the activity of cytokines in a model reproducing more closely the epidermal physiology. The in vitro model could be used to study the function of numerous epidermal proteins of cytokine using transgenic mice and will provide a useful tool in the dermatological research field. Finally this work demonstrated the proinflammatory role of OSM in cutaneous inflammation through its major activities on keratinocytes in comparison to IL-6 and IL-31. However, the relevance of therapeutic strategies to block the activity of this cytokine in inflammatory skin diseases remains to be demonstrated.

Les virus du papillome humain (HPV) sont des virus à ADN double-brin encapsidés appartenant à la famille des Papillomaviridae ayant un tropisme distinct pour les épithéliums squameux de type muqueux ou cutanés. Jusqu'à présent, plus de 200 types de HPV ont été isolés et regroupés dans un arbre phylogénétique composé de 5 genres nommés alpha, beta, gamma, mu et nu. Parmi eux, les types HPV muqueux à haut risque appartenant au genre alpha ont été associés au cancer du col de l'utérus ainsi qu'à des sous-groupes de carcinomes ano-génitaux et de la tête et du cou. Ces virus sont responsables d'environ 5% de tous les cancers viro-induits. Les types bêta du HPV ont un tropisme pour la peau et pourraient être impliqués dans le développement du cancer de la peau non mélanique (NMSC), en association avec la lumière ultraviolette (UV). Ainsi, les modèles expérimentaux in vitro et in vivo ont démontré les propriétés de transformation des oncoprotéines E6 et E7 du type HPV bêta 38. De plus, des études sur le modèle de souris transgénique, où E6 et E7 du HPV38 sont exprimés au niveau de la couche basale non différenciée de l'épithélium sous le contrôle du promoteur du gène humain de la kératine (K14), ont montré une très forte susceptibilité de la peau à la carcinogenèse induite par les UV par rapport aux animaux de type sauvage. Tout aussi important que leur capacité à promouvoir la transformation cellulaire, les virus oncogènes ont développé différentes stratégies pour prendre le dessus sur le système immunitaire de l'hôte, favorisant ainsi l'établissement d'une infection persistante. Par conséquent, savoir si des virus oncogènes potentiels ont la capacité d'interférer avec la réponse immunitaire pourrait fournir des preuves supplémentaires de leur implication dans la cancérogenèse humaine. Ici, nous montrons que les oncoprotéines E6 et E7 de HPV38 suppriment l'expression de Tolllike 9 (TLR9), récepteur des ADN double-brins, en favorisant l'accumulation de ΔNp73α, un antagoniste de p53 et p73. Des expériences d'immunoprécipitation de la chromatine ont montré que ΔNp73α fait partie d'un complexe de régulation négative transcriptionnelle qui se lie à un élément de réponse NF-kappaB dans le promoteur TLR9. Fait intéressant, l'expression ectopique de TLR9 dans des cellules HPV38 E6E7 a entraîné une accumulation des inhibiteurs du cycle cellulaire p21WAF1/Cip1 et p27kip1, une réduction de l'activité kinase associée à CDK2 et l'inhibition de la prolifération cellulaire. Ensemble, ces données indiquent que TLR9 est impliqué dans d'autres événements, en plus de la réponse immunitaire innée. Par conséquent, nous avons constaté que le traitement des kératinocytes humains primaires (HPK) avec différents stress cellulaires, par exemple l'irradiation aux UV, la doxorubicine et le traitement H2O2, conduisent à une induction de la transcription de TLR9. Cet évènement induit par les UV est arbitré par le recrutement de plusieurs facteurs de transcription sur le promoteur TLR9, tels que p53, NF-kappaB p65 et c-Jun. L'expression de E6 et E7 de HPV38 affecte fortement le recrutement de ces facteurs de transcription sur le promoteur TLR9, avec comme conséquence l'affaiblissement de l'expression du gène TLR9. En résumé, nos données montrent que HPV38, de manière similaire à d'autres virus avec une activité oncogénique bien connue, peut inhiber 'expression de TLR9. Plus important encore, nous mettons en évidence une nouvelle fonction de TLR9 dans le contrôle de la réponse cellulaire aux stress et nous montrons que E6 et E7 de HPV38 sont capables d'interférer avec un tel mécanisme. Ces résultats confirment le rôle des types HPV bêta dans la carcinogenèse de la peau, en fournissant des informations supplémentaires sur leur contribution précise dans le processus multi-étapes de développement du cancer / The human papillomaviruses (HPV) consist of a group of capsid-enclosed double-stranded deoxyribonucleic acid (dsDNA) viruses from the Papillomaviridae family that display a distinct tropism for mucosal or cutaneous squamous epithelia. Until now, more than 200 types of HPV have been isolated and grouped into a phylogenetic tree composed of 5 genera (alpha, beta, gamma, mu and nu papillomaviruses). Among them, the mucosal high-risk HPV types that belong to the genus alpha have been associated with cervical cancer as well as a subset of anogenital and head and neck carcinomas. They are responsible for approximately 5% of all virus-induced cancers. Beta HPV types have a skin tropism and have been suggested to be involved, together with ultraviolet light (UV), in the development of non-melanoma skin cancer (NMSC). For instance, in vitro and in vivo experimental models highlight the transforming properties of beta HPV38 E6 and E7. Specifically, studies of transgenic mouse model, where HPV38 E6 and E7 are expressed in the undifferentiated basal layer of epithelia under the control of the Keratin 14 (K14) promoter, showed a very high susceptibility to UV-induced skin carcinogenesis in comparison to the wild-type animals. Equally important as their ability to promote cellular transformation, oncogenic viruses have different strategies to overtake the host immune system thus guaranteeing persistent infection. Therefore, understanding whether potential oncogenic viruses have the ability to interfere with the immune response could provide additional evidence relating to their involvement in human carcinogenesis. Here, we show that the E6 and E7 oncoproteins from HPV38 suppress the expression of the dsDNA innate immune sensor Toll-like receptor 9 (TLR9) by promoting the accumulation of ΔNp73α, an antagonist of p53 and p73. Chromatin immunoprecipitation experiments showed that ΔNp73α is part of a negative transcriptional regulatory complex that binds to a NF-κB responsive element within the TLR9 promoter. Interestingly, ectopic expression of TLR9 in HPV38 E6E7 cells resulted in an accumulation of the cell cycle inhibitors p21WAF/Cip1 and p27Kip1, reduction of CDK2-associated kinase activity and inhibition of cellular proliferation. Together these data indicate that TLR9 is involved in additional events, besides the innate immune response. Accordingly, we observed that the treatment of human primary keratinocytes (HPKs) with different cellular stresses, e.g. UV irradiation, doxorubicin and H2O2 treatment, results in TLR9 up-regulation. This UVinduced event is mediated by the recruitment of several transcription factors to the TLR9 promoter, such as p53, NF-kB p65 and c-Jun. The expression of HPV38 E6 and E7 strongly affect the recruitment of these transcription factors to the TLR9 promoter, with consequent impairment of TLR9 gene expression. In summary, our data show that HPV38, similarly to other viruses with well-known oncogenic activity, can down-regulate TLR9. Most importantly, we highlight a novel function of TLR9 in controlling the cellular response to stresses and we show that HPV38 E6 and E7 are able to interfere with such mechanism. These findings further support the role of beta HPV types in skin carcinogenesis, providing additional insight into their precise contribution to the multistep process of cancer development