La couleur de la peau chez un individu, appelée teint ou complexion, évolue au cours du temps et dépend de facteurs extrinsèques et intrinsèques. Une perte de son homogénéité est liée à l'apparition de lésions cutanées hyperpigmentées. Elles sont notamment provoquées par une exposition chronique au soleil et apparaissent avec l'âge, comme dans le cas du lentigo actinique. Si cette lésion hyperpigmentée bénigne est bien caractérisée à l'échelle macroscopique, peu d'études explorent ses fonctions cutanées grâce à des outils non invasifs. À l'échelle cellulaire et moléculaire, cette lésion hyperpigmentée bénigne résulte d'une altération du processus de pigmentation lors de la régulation du phénomène de photo-protection cutané. Si le modèle actuel d'une perte de cette régulation prend en compte l'altération du dialogue fonctionnel entre les couches épidermique et dermique, aucune étude ne décrit les caractéristiques fonctionnelles des cellules primaires extraites du lentigo actinique. Le premier objectif de mon projet a consisté en une exploration fonctionnelle du lentigo actinique par l'utilisation de divers paramètres biométrologiques. L'étude a été réalisée sur une cohorte de 80 femmes dont certaines présentent peu (grade 1) et, d'autres plusieurs, lentigosactiniques (grade 2) sur le visage. Après illustration du grade par une mesure photographique, différentes approches biométrologiques ont quantifié les taux de sébum, de mélanine, d'hémoglobine, d'hydratation, de réflexion de la lumière et de couleur (L *, a*, b* et lT A). Les résultats des analyses statistiques montrent que 1) la quantité de sébum discrimine les territoires cutanés de la joue et du front, 2) les taux de mélanine, d'hémoglobine, de réflexion de la lumière et de couleur sont différentiels entre les zones lésées (lentigo actinique) et non lésées, adjacentes au sein du territoire de la joue chez un volontaire, 3)que la diminution des taux de réflexion de la lumière et d'hémoglobine, ainsi que l'augmentation du taux d'hydratation, est observée au sein de la zone lésée entre les grades I et 2. L'ensemble de ces données ont mis en évidence certains paramètres biométrologiques comme indicateurs du territoire cutané, de la zone lésée vs non lésée et de l'évolution (grade 2 vs I) du lentigo actinique.Le second objectif a porté sur une analyse morphologique et fonctionnelle des fibroblastes primaires du lentigo actinique. L'étude a été réalisée sur une cohorte de 10 volontaires sur lesquels deux biopsies contenant les zones lésées et non lésées, adjacentes ont été prélevées. À partir de ces biopsies, les fibroblastes primaires humains ont été mis en culture. Une approche d'immunotluorescence révèle que les fibroblastes de lentigo actinique (FL) et ceux de la zone saine adjacente (FS) n'ont pas les mêmes caractéristiques morphologiques avec une organisation différentielle de leur cytosquelette d'actine. Une approche fonctionnelle montre que les FL ont une diminution de leur activité métabolique, de leur taux de prolifération et de leur capacité migratoire. À l'inverse, les FL sont dotés d'une augmentation de leur capacité sécrétoire en terme de facteurs solubles. Notre modèle in vitro de fibroblastes primaires (couples FL/FS), qui présentent des similitudes avec les caractéristiques décrites in vivo, représenterait un modèle cellulaire adéquat pour tester des principes actifs dont l'efficacité permettrait de réduire l'hétérogénéité du teint chez les femmes à peaux matures. Ces deux objectifs, qui ont été réalisés par des approches en recherche clinique et translationnelle, ont permis de mettre en évidence des indicateurs et des biomarqueurs du lentigoactinique qui permettront de mieux comprendre l'impact des facteurs intrinsèques et extrinsèques dans la perte d'homogénéité du teint liée au lentigo actinique. / Based on extrinsic and intrinsic factors, skin complexion of an individual evolves in time. The Joss of its homogeneity is linked to the appearance of hyperpigmented les ions. The latters are induced by chronic sun exposure and appear with the age, as in the solar lentigo disorder. Despite its well-known characterization at the macroscopic levels, only few studies explore the skin fonctions of the solar lentigo with non-invasive tools. At the cellular and molecular levels, this lesion results from an altered process of pigmentation that is involved in the regulation of the cutaneous photo-protection. Despite the changes of the functional dialogue between the epiderrnic and derrnic layers, no study describes the functional characteristics of primary ce lis isolated from the solar lentigo. The first aim of my project consisted on a functional exploration of the solar lentigo by the use of diverse biometrological parameters. The study was carried out on a cohort of 80 women, some of them had few (grade l) and others many solar lentiges (grade 2) on their faces. Thanks to photographie measurements to determine the grade, various biometrological approaches had quantified the rates of sebum, melanin, hemoglobin, moisturizing, light reflection and the colour (L *, a*, b* and 1T A). Results of the statistical analyses revealed that the quantity of sebumdiscriminates the skin territories of the cheek and forehead, 2) the rates of melanin, hemoglobin, light reflection and the colour were differential between affected (solar lentigo) and not affected zones, within the volunteers' cheek territory, and 3) decreased rates of light reflection and hemoglobin, as well as, increased rate moisturizing, were observed within the lesional zone between both grades. Altogether, our data highlighted some of the biometrological parameters, as indicators of the skin territory, the lesional vs non lesional areas and the progression (grade 2 vs 1) of solar lentigo The second aim covered morphological and functional analyses of the solar lentigo's primary fibroblasts. This study was carried out on a cohort of 10 volunteers and two biopsies, containing the peri-lesional and lesional areas, were taken from each person. From these biopsies, human primary fibroblasts were isolated and grown. An immunofluorescence approach revealed that the fibroblasts of solar lentigo (FL) and those from adjacent healthy areas (FS) did not depict similar morphological characteristics with a differential organization of their actin cytoskeleton. Functional approaches demonstrated that FL displayed decrease of their metabolic activity, theirproliferation rates and their migration capacity, compared to FS. On the contrary, FL showed increased secretion capacity in terms of soluble factors. Our in vitro mode! of primary fibroblasts(FL/FS), which showed similarities with in vivo fibroblast's characteristics, might be considered as an appropriate cellular mode! to test active principles targeting skin complexion heterogeneity in women with mature skin. Using clinicat and translational research approaches, both objectives highlighted indicators and biomarkers of the solar lentigo. This work contributed to better understand the impact of the intrinsic and extrinsic factors in the Joss of complexion homogeneitv.

Fundamentally altering cellular function at a genetic level is a major area of interest in the biologic sciences and the medical community. By engineering transfectable constructs that can be inserted to dysfunctional cellular systems, scientists can mitigate aberrant genetic behavior to produce proper molecular function. While viral vectors have been a mainstay in the past, there are many limitations, particularly related to safety, that have changed the focus of genome editing to incorporate alternative methods for gene delivery. Lance Array Nanoinjection (LAN), a second-generation microfabricated transfection biotechnology, is one of these alternative technologies. LAN works by utilizing both simultaneous electrostatic interaction with molecular loads and physical lancing of hundreds of thousands of target cell membranes. The purpose of this work is to demonstrate LAN in the context of in vitro transfection of immortalized culture cells and primary cells. As part of that exploration, three distinct areas of investigation are considered, which include: characterizing environmental factors that impact LAN transfection, demonstrating LAN genetic modification of immortalized HeLa 229 culture cells using an indicator marker, and lastly, investigating the effects of LAN on human primary, neonatal fibroblasts.

À l'heure actuelle, une large proportion des recherches vouées à l'identification et au développement de nouvelles thérapies anticancéreuses est basée sur l'apoptose. Dans les dernières décennies, divers composés phytochimiques ont été caractérisés comme des agents pharmacologiques susceptibles d'éliminer les cellules cancéreuses via l'induction de l'apoptose. Parmi ceux-ci, l'isoliquiritigénine (ILG), un flavonoïde naturellement présent dans les racines de réglisse, se distingue des autres par ses nombreuses propriétés thérapeutiques incluant une activité antitumorale. Chez les mammifères, les cellules apoptotiques (CA) peuvent être complètement dégradées via leur capture par des cellules phagocytaires spécialisées ou servir de vecteurs d'ADN dans un processus appelé transfert horizontal de gènes (THG). Ainsi, il a été mis en évidence que des CA dérivées de cancer du col de l'utérus peuvent induire le transfert de séquences d'oncogènes de papillomavirus humains (HPV) à des fibroblastes primaires humains (HPFs) qui acquièrent des propriétés de cellules transformées. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l'internalisation de CA par les fibroblastes, un modèle de phagocyte non-professionnel, n'ont pas encore été clairement identifiés et la caractérisation de ces événements qui précèdent le THG est essentielle à la compréhension de ce processus et de la transformation des cellules receveuses qui peut en découler.Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse étaient, (i) d'analyser les effets anticancéreux de l'ILG sur des cellules dérivées de cancer du col de l'utérus, (ii) de caractériser les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la capture des CA par les HPFs, (iii) d'étudier les événements cellulaires qui font suite à ce processus comme la maturation des phagosomes, le THG et l'acquisition de propriétés de transformation et enfin, (iv) de démontrer la preuve de la conservation de la capacité tumorigénique des CA in vivo.Un premier travail a permis de mettre en lumière les propriétés antitumorales de l'ILG via une multiplicité d'actions sur des modèles cellulaires de cancer du col de l'utérus in vitro, incluant des activités anti-proliférative, pro-apoptotique, anti-migratoire. Concernant la lignée cellulaire Ca Ski, p53 sauvage et représentative du carcinome du col utérin le plus fréquent, associé à une infection transformante par HPV16, l'apoptose induite par l'ILG semble dépendante de p53 et de la mitochondrie, mais aussi de la voie des récepteurs de mort, comme attesté par l'augmentation des niveaux de protéines p53 et p21, la dissipation du potentiel membranaire mitochondrial, la libération du cytochrome c et le clivage des caspases-9, -8 et -3. Ces effets pourraient être la conséquence de la diminution de l'expression de l'oncoprotéine virale E6 d'HPV16 induite par l'ILG entraînant la restauration de l'expression de p53. Nos travaux révèlent un fort potentiel de l'ILG contre différents types de cellules malignes et ouvrent le champ à de nouvelles modalités de traitement des cancers associés à HPV. / Most of the research strategies aiming at improving anticancer therapies currently target apoptosis. Over the last decades, several natural products derived from herbal medicine or food have been identified as pharmacological agents for cancer cell elimination through apoptosis induction. Among them, isoliquiritigenin (ILG) is a chalcone derivative isolated from liquorice and shallots which exhibits a wide variety of biological functions including antitumor properties.In mammals, apoptotic cells (AC) can either be eliminated after their capture by specialized phagocytes or act as vectors of DNA in a process named horizontal gene transfer (HGT). For instance, AC derived from cervical cancer cells can transfer human papillomavirus (HPV) oncogene sequences to human primary fibroblasts (HPFs) which subsequently acquire transformed cell properties. The molecular mechanisms underlying AC uptake by HPFs, a model of non-professional phagocytes, have not been clearly identified. Characterizing these upstream events appears critical to broaden our understanding of HGT and the ultimate transformation of recipient cells which may subsequently occur.The aims of this work were to (i) study the antitumor effects of ILG on cervical cancer cell lines,(ii) characterize the cellular and molecular mechanisms underlying AC uptake by HPF, (iii) study the cellular events which occur in HPFs following AC engulfment such as phagosome maturation, HGT and acquisition of transformed properties, and (iv) evaluate the tumorigenic properties of AC in vivo.In a first part of this PhD project, we found that ILG exhibits multiple antitumor actions on cervical cancer cells in vitro including anti-proliferative, pro-apoptotic and anti-migration properties. Further studies on apoptosis-related events were conducted in Ca Ski cells (p53wt, HPV16 DNA positive), which are representative of the most frequent cervical carcinoma. The treatment of Ca Ski cells with ILG is associated with increased levels of p53 and p21 proteins, loss of mitochondrial membrane potential, cytochrome c release and caspase-9, -8 and -3 cleavage. These features suggest that ILG-induced apoptosis is dependent on p53 and involve both mitochondrial and death receptor- mediated pathways. The effect of ILG in Ca Ski cells may be partly explained by the decrease of HPV16 E6 oncoprotein expression and the associated raise of p53 levels observed after cell treatment. Our work highlights the potential of ILG as an antitumor agent and provides the opportunity of new treatment. ln the second part of this work, we set up a method based on flow cytometry to quantitatively analyze AC uptake. This original method and microscopy analysis allowed us to show that HPFs act as non-professional phagocytes and are able to engulf subcellular fragments rather than dying whole cells, with lower efficiency and rapidity compared to professional phagocytes as macrophages. Uptake of AC by HPFs depends on time, temperature and the presence of bivalent ions. Morphological analysis and fonctional assays using endocytosis inhibitors revealed a mechanism related to phagocytosis and/or macropinocytosis. The recognition of phosphatidylserine exposed on the surface of AC by their receptor BAIl has emerged as a required event for AC uptake by HPFs.