Etude du rôle de PAR-2 dans l'inflammation neurogène cutanée

par Olivier Gouin

Thèse de doctorat en Biologie-santé

Sous la direction de Laurent Misery.

Le président du jury était Alain Hovnanian.

Le jury était composé de Laurent Misery, Alain Hovnanian, Hélène Boudin, Laurence Michel, Nicolas Lebonvallet, Jean-Luc Carré.

Les rapporteurs étaient Hélène Boudin, Laurence Michel.


  • Résumé

    L’inflammation neurogène cutanée (INC) est une inflammation de la peau induite par l’activation des fibres nerveuses intra-épidermiques qui secrètent des neuropeptides tels que la substance P (SP). L’INC est impliquée dans des dermatoses inflammatoires prurigineuses comme le psoriasis, la dermatite atopique (DA) et le syndrome de Netherton (SN). Un nouveau concept émerge, suggérant que les kératinocytes sont également des acteurs majeurs de l’INC. Le récepteur activé par des protéases de type 2 (PAR-2) est fortement incriminé dans l’INC associée à ces dermatoses, ce qui permet de comprendre les voies du prurit non-histaminergique. Les enjeux thérapeutiques sont de taille puisqu’il n’existe actuellement aucun traitement efficace permettant la prise en charge spécifique du prurit histamino-indépendant au cours des dermatoses prurigineuses associées à l’INC.Bien que le rôle de PAR-2 dans la sécrétion de neuropeptides à partir des neurones sensoriels soit clairement établi, son implication dans la modulation de gènes pouvant contribuer à l’entretien ou l’amplification de l’INC reste méconnue. Le rôle inflammatoire de PAR-2 a également été démontré sur des kératinocytes cultivés en monocouche via la sécrétion de cytokines par des mécanismes dépendants du Ca2+. La surexpression de PAR-2 et la perte d’expression de certains canaux calciques impliqués dans sa réponse calcique dans les kératinocytes différenciés suggèrent des mécanismes d’action de PAR-2 différents pour ceux-ci. Dans le but d’étudier le rôle pro-inflammatoire de PAR-2 au cours des dermatoses prurigineuses, nous avons analysé l’effet de son activation sur des monocultures de neurones sensoriels issus de ganglions rachidiens dorsaux (GRD) de rat et de kératinocytes humains différenciés (DhPK), en criblant l’expression de médiateurs de l’inflammation. Pour approfondir, les voies calciques de PAR-2 sous-jacente à la modulation d’expression dans les kératinocytes différenciés, des expériences d’imagerie calcique ont été réalisées et différents antagonistes ont été utilisés pour analyser les acteurs impliqués.Dans le cadre d’un partenariat avec les laboratoires dermatologiques d’Uriage, nous avons testé les effets de l’eau thermale d’Uriage sur la modulation de gènes induite par PAR-2 dans les DhPK. Nous avons également utilisé une lignée de PC12 différenciables en neurones par le NGF afin de les utiliser comme alternatives des neurones sensoriels issus des GRD de rat pour l’étude de l’INC.L’ensemble des résultats obtenus au cours du criblage des gènes modules par PAR-2 confirme le rôle pro-inflammatoire de PAR-2 dans les neurones sensoriels de rat et dans les DhPK. La découverte d’une nouvelle voie calcique de PAR-2 dans les DhPK offre de nouvelles pistes thérapeutiques pour les dermatoses prurigineuses telles que le psoriasis, la DA et le NS. Les résultats obtenus avec l’eau thermale d’Uriage peuvent présenter une perspective thérapeutique pour les patients souffrants de dermatoses prurigineuses réfractaires aux traitements conventionnels. L’utilisation d’une lignée neuronale comme lesPC12 pour l’étude de l’INC serait une alternative utile dans le développement des tests cosmétiques avec les industriels pour notre laboratoire.

  • Titre traduit

    Study of the role of PAR-2 in cutaneous neurogenic inflammation


  • Résumé

    Cutaneous neurogenic inflammation (CNI) is an inflammation of the skin induced by the activation of intraepidermal nerve fibers that release neuropeptides such as substance P (SP). CNI is involved in pruritic inflammatory skin disorders such as psoriasis, atopic dermatitis (AD) and Netherton syndrome (NS). A new concept is growing, suggesting that keratinocytes could also trigger INC. The proteases activated receptor 2 (PAR-2) is strongly incriminated in CNI associated with these dermatoses, which allow to understand the histamine-independent itching pathways. The therapeutic stakes are high since there is currently no effective treatment allowing the specific management of histamine-independent pruritus during skin disorders associated with CNI.Although the role of PAR-2 in the secretion of neuropeptides from sensory neurons is clearly established, its involvement in the modulation of genes involved in the maintenance or amplification of CNI remains unknown. The inflammatory role of PAR-2 on keratinocytes has also been demonstrated through the production of cytokines in a Ca2+-dependent mechanisms. The overexpression of PAR-2 and the loss of ORAI1 expression, a calcium channel following keratinocytes differentiation suggest different signaling pathways downstream to PAR-2 activation between undifferentiated and differentiated keratinocytes.In order to study the pro-inflammatory role of PAR-2 during pruritic dermatoses, we analyzed the effect of its activation on rat primary sensory neurons from dorsal spinal ganglia (DRG) and on differentiated human primary keratinocytes (DhPK) by screening the expression of inflammatory mediators. To deepen the Ca2+ pathways underlying PAR-2-mediated inflammatory mediator modulation in DhPK, we performed Ca2+ imaging experiments and different antagonists were used to analyze the involvement of intracellular actors. In a partnership with the dermatological laboratories of Uriage, we tested the effects of Uriage thermal water on PAR-2-induced gene modulation in DhPK. We also used a PC12 cell line differentiable in neurons by the NGF in order to use them as alternatives of rat primary sensory neurons from DRG for the study of INC. We also used a PC12 cell line differentiable in neurons by the NGF use them as alternatives of rat primary sensory neurons from DRG for the study of INC.The results obtained during the screening of the PAR-2-modulated genes confirmed the proinflammatory role of PAR-2 in rat primary sensory neurons and in DhPK. The discovery of a new PAR-2-mediated Ca2+ pathway in DhPK offers new therapeutic pathways for pruritic dermatoses such as psoriasis, AD and NS. The results obtained with the thermal water of Uriage can present a therapeutic perspective for patients suffering from pruritic dermatoses refractory to conventional treatments. The use of a neuronal cell line as the PC12 for the study of INC would be an useful alternative in the development of cosmetic tests.


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