Fonction et régulation des peptidyl-arginine désiminases dans l'épiderme et au cours de la cicatrisation cutanée

Peptidylarginine deiminase functions and regulation in the epidermis and during cutaneous wound healing

• Auteur / Autrice : Fanny Coudane
• Direction : Michel Simon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiopathologie humaine
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Filaggrine

Épiderme

Cicatrisation

Protéines -- Modifications posttraductionnelles

Arginine

Mots clés libres

Citrulline

Modification post-traductionnelle

Epiderme

Peptidyl-arginine désiminases

Cicatrisation cutanée

Désimination

Peau

Filaggrine

Résumé

Les peptidyl-arginine désiminases (PADs) catalysent une modification post-traductionnelle appelée désimination ou citrullination. Le rôle physiologique de la désimination est encore mal compris mais les Pads sont associées à de nombreuses pathologies. Dans l'épiderme, seules les PAD1, 2 et 3 sont exprimées. La désimination de la filaggrine par les PAD1 et 3 joue un rôle majeur dans les fonctions de barrière épidermique, alors que le rôle de la PAD2 n'est pas encore connu. Nous avons mis en évidence une régulation complexe de la désimination, en particulier post-transcriptionnelle. A l'aide de modèles in vitro et in silico, nous avons montré que les PADs sont capables d'auto-désimination et que celle-ci réduit leur activité. Nous avons ensuite analysé l'expression des Pads et des protéines désiminées in vivo, au cours de la cicatrisation cutanée chez la souris. La Pad3 est co-localisée avec la (pro)filaggrine dans les kératinocytes du néo-épiderme et pourrait être impliquée dans le rétablissement de la barrière épidermique. Dans le caillot fibrino-plaquettaire, la fibrine est désiminée par la Pad4, une isoforme normalement absente de l'épiderme et spécifique des cellules du sang. Enfin, l'analyse du phénotype cutané des souris Padi2-/- a montré que l'absence de Pad2 ne modifie pas le taux des protéines désiminées et la différenciation des kératinocytes, et n'influence ni la cicatrisation ni la désimination des protéines du caillot.

Deimination or citrullination is a post-translational modification catalyzed by peptidylarginine deiminases (PADs). The physiological role of deimination remains to be fully identified but PADs were found to be associated with numerous pathological mechanisms. Three PAD isoforms, PAD1, 2 and 3, are expressed in the epidermis. PAD1 and 3 are involved in the deimination of filaggrin, and are essential for skin hydration and barrier functions, whereas the role of PAD2 remains unknown. We first evidenced a complex regulation of deimination, including at various post-transcriptional levels. In vitro and in silico analysis showed that auto-deimination could decrease PAD activity by increasing the distance between the four major amino-acids of their active site. Using a murine model of cutaneous wound closure, we showed that Pad3 is coexpressed with (pro)filaggrin in differentiating keratinocytes of the neo-epidermis, and could thus be necessary for the recovery of the epidermal barrier. In the clot, fibrin was found to be deiminated by Pad4, an isotype usually not expressed in the epidermis in basal conditions but specific to blood cells. Finally the analysis of the cutaneous phenotype of Padi2-/- mice showed that the absence of Pad2 did not modify epidermal differentiation, skin barrier functions, wound healing and fibrin deimination.