Implication des canaux perméables au calcium dans l'homéostasie tissulaire de l’épiderme humain

Involvement calcium-permeable channels in human epidermis homeostasis

• Auteur / Autrice : Matthieu Vandenberghe
• Direction : Roman Skryma, V'yacheslav Lehen'kyi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie
• Date : Soutenance le 24/11/2011
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules -- Prolifération

Différenciation cellulaire

Protéines kinases

Cellules -- Perméabilité

Calcium

Épiderme

Kératinocytes

Canaux calciques

Mots clés libres

Homéostasie calcique

Calcium homeostasis

Résumé

La structure de l’épiderme est le résultat de la régulation de l’équilibre entre la prolifération, la migration et la différenciation des kératinocytes. Le calcium est un second messager contrôlant ces mécanismes. Parmi les différents acteurs de l’homéostasie calcique, les canaux ioniques jouent un rôle majeur. Ainsi, l’identification de ces canaux et des mécanismes par lesquels ils régulent la différenciation, la prolifération et la migration des kératinocytes est primordiale pour une meilleure compréhension de la physiologie de la peau humaine. Mes travaux se sont donc focalisés sur l’implication de ces canaux calciques dans les mécanismes impliqués dans le développement de l’épiderme. Les résultats ainsi obtenus ont pu mettre en évidence que la présence du canal TRPV6 à la membrane des kératinocytes est importante pour leur différenciation et qu’elle pouvait être régulée par un mécanisme de translocation à la membrane plasmique. Ces travaux montrent également, pour la première fois, que le canal Orai1 est exprimé dans les kératinocytes de l’épiderme humain et qu’il participe au courant calcique de type SOC. Le canal Orai1 n’est pas nécessaire à l’induction de la différenciation mais il est principalement impliqué dans la prolifération et la migration des kératinocytes des cellules de la couche basale de l’épiderme. L’implication d’Orai1 dans la migration des kératinocytes est liée à son rôle dans la dynamique des adhésions focales passant par l’activation de la protéine kinase FAK.

Structure of epidermis is the result of a fine regulated balance between proliferation, differentiation and migration of keratinocytes. Calcium is a second messenger controlling these mechanisms. Among the different players in calcium homeostasis, ionic channels play a major role. The study of these channels and the mechanisms by which they regulate the differentiation, the proliferation and the migration of keratinocytes is therefore crucial in the understanding of skin physiology. This study is focused on these different Ca2+ channels and their implication in the development of the epidermis. The results obtained have shown that TRPV6 plasma membrane expression in keratinocytes is important for differentiation and that it could be regulated by its translocation to the plasma membrane. These results also showed, for the first time, that Orai1 channels are expressed in human epidermis keratinocytes and are involved in SOC current. Also, Orai1 is not necessary for the induction of differentiation, but is mostly implicated in proliferation and migration of non-differentiated keratinocytes, like the cells in the basal layer of epidermis. Orai1 is, in fact, involved in the dynamic of the formation and the turnover of focal adhesions through activation of the protein kinase FAK. Finally, preliminary results have shown that Ca2+-induced differentiation of keratinocytes induces several phases of cytosolic Ca2+ concentration variations involving TRPV6 and Orai1 channels in different ways.