Effets biologiques du fluorure de sodium sur les kératinocytes en culture

Sodium fluoride influences the expression of terminal differentiation keratins in cultured keratinocytes

• Auteur / Autrice : Euridice Prado
• Direction : El-Hassan Shabana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Kératines

Fluorure de sodium

Statification

Différenciation

Kératinocytes

Résumé

L’épithélium oral est quotidiennement exposé au fluor contenu dans les produits d’hygiène orale. Comparé au tissu dentaire et osseux, les effets biologiques des fluorures sur les épithélia sont peu analysés. De ce fait, nous avons analysé ces effets sur la lignée cellulaire HaCaT dérivée de l’épithélium humain. La lignées HaCaT a la particularité d’exprimer les kératines des l’épithélia oraux ainsi que les kératines épidermiques. De plus, elle montre un élevé degré de différenciation lors de sa stratification in vitro avec une expression ordonnée des kératines spécifiques à chaque strate. Les kératines sont des polypeptides constitutifs des filaments intermédiaires. Leurs profils tissulaires permettent une classification précise du type épithélial et de l’état d’activation des cellules. L’analyse des kératines s’utilise pour l’étude de la différentiation cellulaire. La régulation des kératines est multifactorielle. Parmi les effecteurs bien connus, nous retrouvons le calcium, quelques cytokines et facteurs de croissance et des hormones. Ces facteurs régulent l’expression des gènes codant pour les kératines au moyen de protéines se fixant spécifiquement aux promoteurs. Ces protéines incluent les membres de la famille des Enhancer Binding Proteins (c/EBPs). Dans un premier temps, nous avons analysé in vitro le profil d’expression des kératines en présence de 500 µM (faible dose) et de 5000 µM (forte dose) de NaF par gel bidimensionnel. Des variations d’expression de quelques kératines ont été observées dès les faibles doses de traitement (500 µM) et dès 24h de traitement. Cette étape nous a permis de sélectionner les kératines cibles pour notre étude. Ainsi, nous avons choisis le couple de kératines 1 et 10 (K1/10), marqueurs de la différentiation de l’épithélium stratifié kératinisé, la kératine 13 (K13) qui est marqueur de l’épithélium stratifié non kératinisé, la kératine 15 (K15) marqueur de la stratification épithéliale et enfin la kératine 19 (K19) qui est un marqueur de l’épithélium simple. Ces kératines exprimées sont représentatives des différents épithélia retrouvés dans la sphère oro-faciale. L’analyse spécifique de chaque kératine au niveau des ARNm et protéique a révélé une diminution du marquage pour les kératines K1/10 et la K15 alors que le marquage de K13 et de K19 est resté inchangé à de fortes doses de traitement de NaF (5000 µM). La diminution de l’expression de K1/10 et le maintien de l’expression de K13 suggère un changement phénotypique du tapis cellulaire d’un épithélium kératinisé vers un épithélium non kératinisé. La réduction du marquage de K15 suggère une inhibition de la stratification par un traitement à forte dose en NaF. L’analyse en microscopie électronique a montré que le fluor à forte dose inhibe la stratification des cellules. Néanmoins, les ultra structures ne présentent pas d’anomalie (appareil de golgi, membrane plasmique et nucléaire, etc…). Pour arriver à une explication de ces effets, nous avons également testé les facteurs de transcription liés à la différenciation des kératines. Nous avons observé une diminution de l’expression des ARNm codant pour le facteur de transcription c/EBP alpha et qui est un régulateur de l’expression des K1/10. La corrélation entre la diminution de l’expression des ARNm de c/EBPalpha et de K1/10 après un traitement à forte dose de NaF, suggère que le fluor influence la régulation de la synthèse de K1/10. Concernant le comportement général des cellules, une augmentation de l’incorporation du BrdU sur les échantillons traitées à forte dose de NaF a été observée, ce qui suggère une augmentation de la synthèse d’ADN. Ces résultats nous ont orienté vers l’analyse des effets du fluor sur la cicatrisation par l’augmentation d’un pool cellulaire spécifique. Pour ce faire, nous avons utilisé un modèle de cicatrisation in vitro. Ce modèle est largement utilisé pour l’analyse de l’influence sur la migration de substances chimiques. La présence de fluor à de fortes doses a favorisé la fermeture de la plaie crée in vitro. Notre analyse met en évidence l’influence de NaF dans la différentiation des kératinocytes, en retardant le processus de stratification et en bloquant certaines kératines la différentiation terminale in vitro. Dans cette perspective, la présence de fluor peut stimuler la prolifération de précurseurs des kératinocytes et améliorer les capacités de cicatrisation de la muqueuse.