Etude du rôle des microARN dans la réponse à l'irradiation ionisante et au cours de la différenciation des kératinocytes humains primaires

Study of microRNA response to ionizing irradiation and during epidermis differentiation in human priumary skin keratinocytes

• Auteur / Autrice : Nicolas Joly-Tonetti
• Direction : Jérôme Lamartine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 29/10/2012
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de génétique et de physiologie moléculaire et cellulaire
• Jury : Président / Présidente : Carole Kretz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Lamartine, Walid Rachidi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Michel Simon, Roger Rezzonico

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bombardement ionique

Cellules épidermiques

Kératinocytes

MicroARN

Mots clés libres

Kératinocytes

MicroARN

Irradiation ionisante

Différenciation épidermique

TLDA

Peau

Keratinocytes

MicroRNA

Ionizing irradiation

Epidermal differenciation

TLDA

Skin

Résumé

Les microARN sont des petits ARN (22 nucléotides en moyenne) non codants connus pour réguler l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. Ils jouent un rôle dans de nombreux processus cellulaires, notamment dans la peau. La nature et la fonction précise des microRNAs contrôlant la différenciation épidermique restent à clarifier. De même; leur rôle dans la réponse à l'irradiation ionisante du kératinocyte n'a jamais été étudié. Nous avons donc entrepris une analyse d'expression du miRnome par la technique de TLDA dans ces deux contexts. Pour la différentiation épidermique, ces travaux de thèse ont permis de mettre en évidence une induction globale de l'expression des microARN au cours de la différentiation précoce des kératinocytes. Plusieurs microARN significativement modulés ont été caractérisés. Parmi eux, MiR-132 a été validé in vivo sur coupe de peau. Au cours des étapes tardives de la différentiation, miR-23b est induit. Nous avons montré qu'il agit en régulant TGIF1, répresseur de la voie TGF-β et active la phosphorylation de SMAD2, facteur de transcription nécesssaire à la différenciation terminale. Nous avonss également observé que les microARN répondent de façon globale aux rayons γ, mais que la nature de cette réponse dépend de l'état de différenciation des cellules. Cette réponse globale n'est pas corrélée à des modifications d'expression de protéine de la voie de synthèse des microRNAs comme AGO2 et DICERI. Nous avons montré que, dans les cellules proliférantes, l'induction de micro ARN réprimés par les rayons γ affecte la viabilité des cellules après irradiation. Ainsi, ces travaux de thèse contribuent à une meilleure compréhnesion du rôle des microRNA dans la régulation de la différenciation épidermique et la réponse des kératinocytes au stress génotoxique.

MicroRNA are small non-coding RNA (22 nucleotides in mean) known to regulate gene expression at the post-translational level. They play a role in many cellular processes, especially in skin. However, their exact role during epidermal differenciation remains to be clarified. Moreover, their role in the response of keratinocytes to ionizing irradiation has never been studied. Therefore, we settled up a miRnome expression analysis by TDLA technique in both situations. In epidermis differenciation, we observed a global induction of microRNA expression during the early steps of keratinocytes differenciation. Several significantly modulated microRNA have been characterized. Among them, miR-132 was validated in vivo on skin sections. During the late steps of differentiation, miR-23b is induced. We showed that miR-23b is able to regulate TGIF1, repressor of TGF-β pathway and to induce SMAD2 phosphorylation, a key transcription factor in terminal differentiation. In keratinocytes exposed to ionizing irradiation, we observed that microRNA display a global response to γ-rays that is higly dependent to the differentiation state of irradiated cells. This global response is not correleted to expression modifications of proteins from the microRNA synthesis pathway such as AGO2 and DICERI. We finally found that in proliferative keratinocytes the induction of irradiation-repressed microRNA impact cell viability after irradiation. Taken together, those results contribute to a better understanding of the microRNA function in the regulation of epidermal differentiation and in the response of keratinocytes to genotoxic stress