Le facteur de transcription HIF-1 est un hétérodimère composé d’une sous-unité α et d’une sous-unité ß. HIF-1 est capable de reconnaître une séquence consensus appelée HRE (HIF Response Element) et de réguler l’expression de plus de 200 gènes cibles impliqués dans divers mécanismes cellulaires. Nous nous intéressons à étudier le rôle de HIF-1α dans la peau, d’une part dans la régulation des enzymes de la réparation de l’ADN suite à l’irradiation UVB, d’autre part dans la physiologie cutanée.Nos résultats montrent bien que HIF-1α régule l’expression des gènes participant à la réparation de l’ADN (XPC et XPD). Ces gènes contiennent dans leurs régions promotrices des HRE de HIF-1α. La quantification de l’immunoprécipitation de chromatine révèle des HRE putatifs dans les gènes codant pour d'autres protéines de la réparation de l'ADN (XPB, XPG, CSA et CSB), ce qui suggère que HIF-1α est un régulateur clé de la machinerie de réparation de l'ADN. Nous avons prouvé que HIF-1α est indispensable à l’adhésion des kératinocytes par sa régulation exercée sur la laminine-332 et les intégrines (α6 et ß1). L’absence de l’expression de HIF-1α empêche aussi la reconstruction des épidermes à partir des kératinocytes humains. Nos résultats ont montré que les souris invalidées pour HIF-1α développent avec l’âge un phénotype d’inflammation dans plusieurs régions. Ces souris sont très sensibles au moindre stress consécutif à une blessure et une irradiation UVB. L’induction de l’inhibition de HIF-1α dans des souris inductibles avec le tamoxifène indique un détachement de l’épiderme au niveau des couches supra-basales. Ces souris meurent deux semaines après injection du tamoxifène / The transcription factor HIF-1 is a heterodimer composed of an α and ß subunit. HIF-1 is capable of recognizing a consensus sequence called HRE (hypoxia Response Element) and regulate the expression of more than 200 target genes involved in various cellular mechanisms. We are interested in studying the role of HIF-1α in the skin physiology.Our results show that HIF-1α regulates the expression of two main factors (XPC and XPD) involved in nucleotide excision repair through binding on HRE in their promoter regions. Quantitative chromatin immunoprecipitation assays further revealed putative HREs in the genes encoding other DNA repair proteins (XPB, XPG, CSA and CSB), suggesting that HIF-1α is a key regulator of the DNA repair machinery. We proved that HIF-1α is essential for keratinocyte adhesion through its regulation exerted on laminin-332 and integrins (α6, ß1). The lack of HIF-1α expression also prevents the reconstruction of epidermis by human keratinocytes. Our results showed that mice constitutively depleted for HIF-1α in their epidermis develop with age a phenotype of inflammation in several regions. These mice are very sensitive to the stress resulting from wound injury and UVB irradiation. HIF-1α depletion in the epidermis of inducible mice using tamoxifen results in a detachment of the epidermis in suprabasal layers. These mice die within two weeks after injection of tamoxifen

La lysyl oxydase (LOX) est une enzyme extracellulaire dont le rôle canonique est de catalyser la réticulation des fibres de collagènes et de l’élastine, assurant ainsi l’intégrité des tissus conjonctifs. La LOX agit également dans plusieurs types cellulaires comme régulateur de différents processus biologiques, soulignant des fonctions à la fois extra et intracellulaires. Ces travaux de thèse ont contribué à améliorer la compréhension du rôle de LOX dans l’épiderme, et plus précisément au cours de la différenciation des kératinocytes. Le développement d’un modèle de culture en monocouche à confluence, et d’un modèle tridimensionnel d’épiderme reconstruit ont permis d’aborder l’étude de LOX au cours de l’induction du programme de différenciation des kératinocytes et du processus de différenciation terminale conduisant à la formation d’un épiderme pluristratifié, cornifié et fonctionnel. L’expression de LOX est induite au cours des premières étapes de la différenciation de kératinocytes primaires ainsi que d’une lignée de kératinocytes immortalisés. Grâce à l’établissement de lignées de kératinocytes éteignant l’expression de LOX de façon stable, nous avons mis en évidence l’implication de la protéine LOX, indépendamment de son activité enzymatique, dans la régulation des premières étapes de différenciation des kératinocytes. En absence de LOX, l’initiation du programme de différenciation est perturbée, affectant la différenciation terminale et fonctionnelle des épidermes reconstruits. Ainsi, une régulation fine de l’expression de LOX est nécessaire au déroulement normal du processus de différenciation des kératinocytes, et donc au maintien de l’homéostasie épidermique / Lysyl oxidase (LOX) is an extracellular enzyme that catalyzes the cross-linking of fibrillar collagens or elastin, thereby regulating the structural integrity of connective tissues. Moreover, LOX displays multiple roles in different cell types, acting as a regulator of various biological processes at both extra and intracellular levels. The aim of the present work was to shed light on LOX functions in the epidermis, especially during keratinocyte differentiation. The development of culture models, consisting of confluent monolayers or reconstructed-epidermis allowed us to study LOX functions during the induction of the differentiation program, and furthermore during the terminal differentiation process leading to the formation of a pluristratified, cornified and functional epidermis. LOX expression is induced at the onset of the commitment to differentiation, both in primary and immortalized keratinocytes. Stable silencing of LOX expression affects the induction of the differentiation program and strongly impairs terminal and functional epidermal differentiation in reconstructed-epidermis. Therefore, LOX protein acts during the first steps of keratinocyte differentiation, independently of its enzymatic activity, and is implied for subsequent commitment into terminal differentiation. Taken together, these results suggest that a finely regulated expression of LOX is required for normal keratinocyte differentiation, and thus for maintenance of epidermal

Les toxidermies médicamenteuses sont des réactions de toxicité cutanée déclenchées par la prise d’un ou de plusieurs médicament(s). Dans les cas les plus graves, ces effets indésirables médicamenteux menacent la vie des patients. La plupart des toxidermies ne seraient pas déclenchées par la substance médicamenteuse elle-même, mais par un ou plusieurs de ses métabolites cutanés suffisamment réactif(s) pour former un complexe antigénique avec les protéines épidermiques. Cette étape-clé serait le point de départ des mécanismes immunitaires à l’origine des toxidermies. L’objectif de ce travail de thèse a été d’étudier l’activation métabolique in situ de la Névirapine, un antirétroviral à l’origine de toxidermies chez 20% des patients. En utilisant une technique non invasive, la RMN HRMAS associée aux épidermes humains reconstruits, il a été possible de suivre l’éventuelle bioactivation épidermique de la Névirapine et de ses dérivés ainsi que la fixation de l’un d’eux dans l’épiderme. / Drug-induced toxidermia are cutaneous toxicity reactions caused by a drug therapy. In the most serious cases, these side effects of drugs are life-threatening.Most toxidermia are not induced by the parent drug, but by one or several skin metabolite(s) which may become antigenic by binding with epidermal proteins. This drug-protein conjugation step could be the starting point of immune responses leading to skin lesions.The aim of the PhD project was to study the in situ metabolic activation of Nevirapine, an anti-retroviral drug associated with toxidermia with an incidence of 20%. By using a non-invasive analysis technique, HR-MAS NMR spectroscopy on reconstructed human epidermis, it has been possible to follow the possible bioactivation of Nevirapine and its derivatives as well as the binding of one of them with the epidermis.

Au cours du 20ème} siècle, les enregistrements marégraphiques suggèrent une hausse du niveau de la mer de 1.8 mm/an. Plus récemment, les observations spatiales indiquent une hausse de 3.3 mm/an sur la période 1993-2009. Cette augmentation au cours du temps est attribuée au réchauffement global de la planète enregistré depuis plusieurs années maintenant. Durant cette thèse, nous analysons les observations et les causes de la hausse moyenne globale du niveau de la mer. Nous estimons les variations stériques du niveau de la mer grâce aux données du projet international Argo et, les variations de masse des océans liés aux apports d'eau des continents à l'aide des mesures de la mission GRACE. Une autre étude se concentre sur la variabilité du stock d'eaux continentales des plus grands bassins hydrologiques de la planète, à l'aide des données GRACE, et l'impact de cette composante à la hausse du niveau de la mer. Puis, nous analysons l'impact de la variabilité interannuelle du stock d'eaux continentales aux variations du niveau de la mer sur diverses périodes. Enfin, nous étudions le bilan des contributions climatiques à la hausse observée du niveau de la mer sur la période altimétrique totale et pour les années récentes. Dans une deuxième partie, nous étudions les variations régionales du niveau de la mer. Nous établissons dans un premier temps, les causes de la variabilité régionale du niveau de la mer et nous interprétons le signal résiduel issu de la différence entre le niveau de la mer observé et l'expansion thermique des océans. Nous étudions ensuite les variations passées des structures régionales du niveau de la mer sur les dernières décennies (1950-2003). Le but est de reconstruire les variations passées du niveau de la mer en 2-D et ainsi d'avoir une connaissance plus approfondie de l'évolution régionale du niveau moyen des mers. Ce travail a pour objectif ultime de contraindre les modèles climatiques couplés utilisés par l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) pour prédire l'évolution future du niveau de la mer au cours du 21ème siècle. Cette analyse nous permet de détecter un signal basse fréquence dans la variabilité régionale du niveau de la mer que nous observons non seulement dans les données in situ mais aussi dans les modèles climatiques couplés.

La dermatite atopique (DA) est une dermatose inflammatoire dont la prévalence élevée est en constante augmentation dans les pays industrialisés. La physiopathologie de la DA est complexe et associe des facteurs immunologiques, environnementaux et génétiques. L'ensemble de ces facteurs touchent principalement l'épiderme et sont responsables d'une altération de la fonction barrière, ce qui facilite la pénétration transcutanée des molécules en contact avec la peau et la sensibilisation des individus. Ce travail de thèse vise à mieux caractériser le rôle de l'épiderme dans la physiopathologie de la DA. Il repose sur l'utilisation d'un modèle in vitro d'épiderme reconstruit humain généré à partir de cellules progénitrices de follicules pileux prélevés chez des patients atteints de DA, ainsi que chez des individus sains. Ce travail a tout d'abord montré que les épidermes DA générés à partir de patients non porteurs de mutations pour le gène de la filaggrine (FLG+/+) se comportaient comme des épidermes normaux, (i) tant à l'homéostasie, (ii) que suite à une stimulation par de l'interleukine-1beta (IL-1 β) ou par un allergène majeur de la DA, tel qu'un extrait d'acarien (Dermatophagoïdes farinae). Cependant, de façon très intéressante, les épidermes- DA se sont avérés davantage sensibles à l'apoptose induite par une exposition aux ultraviolets (UV), que les épidermes normaux. A cet égard, nous avons observé une modulation différente de certains gènes impliqués dans l'induction/régulation de l'apoptose par les épidermes provenant de patients DA après exposition aux UV. En outre, ce travail a démontré que des épidermes normaux sont profondément affectés par l'IL-1 β qui induit un phénotype atopique caractéristique associant (i) la production de quantité notable de TSLP (thymic stromal lymphopoietin) et (ii) une altération de la fonction barrière. L'impact de l'IL-1 β sur la biologie de l'épiderme et la sensibilité accrue exprimée par les épidermes-DA à l'apoptose induite par les UV sont donc de nouveaux éléments qui confirment l'importance de l'épiderme dans la physiopathologie de la DA ce qui permettra certainement de nouvelles stratégies thérapeutiques / Atopic dermatitis (AD) is an inflammatory skin disease with a high prevalence constantly increased in developed countries. The AD physiopathology is complex and associated with immunological, environmental and genetic factors. These factors impact mainly the epidermis and are responsible of the impaired barrier function which increases antigen penetration and people sensitization. The aim of this work is to improve the understanding of the epidermis role in AD physiopathology. For this, we used an in vitro reconstructed human epidermis model generated from outer root sheath cells taken off AD patients or normal individuals.First of all, this work has shown that epidermis generated from AD patients (AD- epidermis) with no mutation on filaggrine gene (FLG+/+) behave like those from normal individuals (Normal- epidermis), (i) at the steady state, and (ii) after stimulation with interleukin-1beta (IL-1 β) or a major allergen found in AD, Dermatophagoïdes farinae. However, interestingly, AD-epidermis are more sensitized to ultra-violets radiation-induced (UVR) apoptosis than Normal-epidermis. In this regard, we observed a higher expression of genes involved in the induction / regulation of apoptosis by the epidermis from AD patients after UV exposure. Moreover, this work has demonstrated that normal epidermis are profoundly affected by IL-1 β which induces an AD like phenotype associating (i) production of large amount of TLSP (thymic stromal lymphopoietin) and (ii) alterated barrier function. The impact of IL-1 β on epidermis biology and the increased sensitivity that seems to express AD-epidermis to UVR-induced apoptosis are new evidences that confirm the importance of the epidermis in pathophysiology of AD which certainly will lead to new therapeutic strategies

L’allergie de contact est une pathologie de la peau particulièrement répandue dans les pays industrialisés. Aucune thérapie ne permet actuellement de la soigner et seule l’éviction de l’allergène permet de la prévenir. Historiquement, l’évaluation du potentiel sensibilisant des molécules mises sur le marché a toujours été réalisée au moyen de tests sur l’animal. Cependant, le champ d’action de ces tests est aujourd’hui limité en raison de la nouvelle législation européenne sur les cosmétiques. Dans ce contexte, le développement de méthodes alternatives ne reposant pas sur l’utilisation d’animaux devient capital. L’allergie de contact repose sur une étape chimique clé : la formation d’un complexe antigénique allergène-protéine capable d’activer le système immunitaire cutané. Le but de ce travail de thèse a été d’étudier le comportement in situ d’allergènes au sein d’épidermes reconstruits de type SkinEthic®. A l’aide d’une technique d’analyse non invasive, la spectroscopie RMN HRMAS, il a été possible de suivre le devenir de différents allergènes, de leur éventuelle activation par voie métabolique, jusqu’à leur fixation sur les protéines épidermiques. / Contact dermatitis is a skin pathology particularly prevalent in industrialized countries. No therapy currently exists and only complete avoidance of the particular allergen can prevent an allergic reaction. Historically, the assessment of skin sensitisation potential of molecules placed on the market was always carried out by animal testing. However, the scope of this testing method is now limited by the new European cosmetics legislation. In this way, the development of alternative methods, not based on animal experimentation, become an important issue. Contact dermatitis results of a chemical key step: the formation of an antigenic complex allergen-protein complexe able to activate the cutaneous immune system. The aim of this PhD work was to study the in situ behaviour of allergens in reconstructed human epidermis (SkinEthic® model). By using an appropriate non-invasive analysis technique, HR-MAS NMR spectroscopy, it has been possible to study the mode of action of different allergens, from their possible activation through the metabolic pathway to the binding with epidermal proteins.