Effets du calcium extracellulaire sur la mise en place du processus de différenciation kératinocytaire : Etude comparative entre des kératinocytes normaux humains et la lignée cellulaire HaCaT

par Ludovic Micallef

Thèse de doctorat en Pharmacie. Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Christiane Delage et de Alain Simon.

Soutenue en 2009

à Limoges .


  • Résumé

    Nous avons effectué une étude comparative entre des kératinocytes normaux humains (KNHs) et la lignée cellulaire HaCaT, issue de kératinocytes humains spontanément immortalisés. L’objectif de ce travail a été de comparer in vitro le passage d’un état prolifératif vers un état différencié. La différenciation a été induite en augmentant la concentration en calcium (Ca2+) du milieu de culture à 1,2 mM. Nous avons mis en évidence que le Ca2+ entraîne une prolifération plus importante des cellules HaCaT. Les changements morphologiques engendrés par le Ca2+, spécifiques du processus de différenciation kératinocytaire in vitro, apparaissent plus rapidement et de façon plus prononcée sur les KNHs. Indépendamment de la concentration en Ca2+, les KNHs sont majoritairement en phases G0-G1, tandis que les cellules HaCaT cultivées en présence de Ca2+ sont en phases S/G2-M, résultat en accord avec leur taux de prolifération plus important dans ces conditions. Comparativement aux KNHs, le Ca2+ induit plus tardivement l’expression de marqueurs de différenciation et de gènes impliqués dans le métabolisme lipidique dans les cellules HaCaT. Des différences ont également été constatées dans l’expression des isoformes PPARs entre ces deux types cellulaires. En effet, la lignée HaCaT présente un profil d’expression des PPARs comparable à celui observé dans un épiderme psoriasique. Cependant, comme les KNHs, la lignée HaCaT, a conservé la capacité à induire l’expression de marqueurs de différenciation avec la confluence. Afin de comprendre pourquoi les cellules HaCaT prolifèrent plus rapidement en présence de Ca2+, des expérimentations de tri par fractionnement flux-force ont mis en évidence qu’à partir d’un « pool total » de cellules HaCaT cultivées en présence de 1,2 mM de Ca2+, 10% semblent présenter des caractéristiques de cellules différenciées, notamment un taux de prolifération très faible accompagné de l’augmentation de l’expression génique de marqueurs de différenciation. Nous avons donc montré que la lignée HaCaT présente une sensibilité moindre à l’induction de la différenciation kératinocytaire in vitro par le Ca2+, comparativement aux KNHs. Néanmoins, cette lignée conserve des caractéristiques typiques de la mise en place du processus de différenciation, telle que l’augmentation de l’expression de marqueurs de différenciation.

  • Titre traduit

    Effects of extracellular calcium on the growth-differentiation switch in normal human keratinocytes compared with immortalized keratinocyte HaCat cells


  • Résumé

    We studied effects of extracellular calcium (Ca2+) on the growth-differentiation switch in normal human keratinocytes (NHKs) compared with the immortalized keratinocyte cell line HaCaT. Differentiation was induced by increasing extracellular Ca2+ concentration to 1. 2 mM. Results showed that Ca2+ led to increased proliferation in HaCaT cells. Morphological changes during calcium-induced differentiation appeared more rapidly and were more pronounced in NHKs. Regardless of Ca2+ concentration, NHKs were mainly in G0-G1 phases, whereas the majority of HaCaT cells cultured with Ca2+ were in S/G2-M phases, in agreement with their greater rate of proliferation in these conditions. Compared to NHKs, differentiation marker expression was delayed in HaCaT cells cultured with Ca2+. This delay was also observed for genes involved in lipid metabolism. Discrepancies were also noticed in the expression of PPARs isoforms between these cell types. Indeed, the HaCaT cell line demonstrated a PPAR expression profile comparable to that observed in psoriatic skin. Nevertheless, both cellular types maintained the capacity to induce differentiation marker expression in response to confluence. In order to understand why HaCaT cells grew more rapidly with Ca2+, sorting via sedimentation field flow fractionation experiments showed that from a “total pool” of HaCaT cells cultured with Ca2+, 10 % showed characteristics of differentiated cells, such as a low proliferation rate accompanied by an increase in differentiation marker expression. Finally, we showed that HaCaT cells were less sensitive to calcium-induced differentiation, compared with NHKs. Nevertheless, this cell line conserved typical characteristics of differentiation, such as an increase in differentiation marker expression.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (227 p)
  • Annexes : Bibliogr. p. 193-219

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Santé). Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : P2009330A
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 8159
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