Impact de la voie UPR sur l'établissement du phénotype sénescent induit par les UVB

Impact of the UPR pathway on the establishment of the senescent phenotype induced by UVB

• Auteur / Autrice : Joëlle Giroud
• Direction : Olivier Pluquet, Florence Debacq-Chainiaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 05/07/2024
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....) en cotutelle avec Université de Namur
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Hétérogénéité, plasticité et résistance aux thérapies des cancers (CANTHER) - Hétérogénéité, Plasticité et Résistance aux Thérapies des Cancers = Cancer Heterogeneity, Plasticity and Resistance to Therapies - UMR 9020 - U 1277
• Jury : Président / Présidente : Yves Poumay
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Petropoulos, Jérôme Lamartine, Fabienne Foufelle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Petropoulos, Jérôme Lamartine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibroblastes

Sécrétome

Rayons ultraviolets

Facteur de transcription ATF-6

Réponse aux protéines mal repliées

Vieillissement de la peau

Facteurs de transcription

Fibroblastes

Sécrétome

Rayonnement ultraviolet B

Repliement des protéines

Peau -- Effets des rayonnements

Mots clés libres

Sénescence

Photovieillissement

ATF6α

Peau

Sécrétome

Unfolded protein response

Senescence

Photoaging

ATF6α

Skin

Secretome

Unfolded protein response

Résumé

Contexte : En France, la prévalence des modifications corporelles apparentes augmente, y compris chez les médecins généralistes. Il n’existe actuellement pas d’étude sur le vécu des médecins porteurs de modifications corporelles apparentes dans leur relation avec le patient.Méthode : Etude qualitative par IPA par entretiens semi-directifs entre janvier et juin 2024. Le recrutement a eu lieu au cours du CNGE de 2022, par « effet boule de neige » et via la diffusion d’annonces sur les réseaux sociaux. 6 médecins ont été interrogés sur la base d’un guide d’entretien révisé après chaque entretien.Résultats : Dans l’imaginaire collectif le look du médecin généraliste reste stéréotypé et est un moyen de se présenter à l’autre. Le médecin a tendance à s’auto-censurer dans son look pour se conformer à la norme sociale tout en ayant le désir d’être authentique. Les patients accueillent de façon bienveillante le plus souvent les modifications corporelles apparentes. Certains sont plus réticents mais les compétences professionnelles semblent primer sur la première impression. Les médecins s’amusent parfois des réactions des patients, d’autant plus s’ils assument pleinement leurs modifications corporelles. Pour d’autres, le bilan est plus mitigé, notamment lorsqu’un manque de légitimité se fait ressentir.Conclusion : En l’absence d’autre facteur de discrimination, les modifications corporelles apparentes du médecin généraliste sont plus ou moins acceptables selon leur visibilité et la sensibilité, la « norme » du patient. Il serait d’intérêt de réaliser d’autres études quant à l’impact des différents facteurs de discrimination du médecin sur la relation médecin-patient.Le vieillissement cutané, influencé par une combinaison de facteurs intrinsèques et extrinsèques, entraine des dommages capables d'altérer les fonctions cutanées. Parmi les facteurs extrinsèques, les rayonnements ultraviolets (UV) sont responsables du photo-vieillissement de la peau. Ces éléments conduisent notamment à une accumulation de cellules sénescentes capables de contribuer au développement de pathologies liées à l’âge, telles que les cancers cutanés. En effet, la sénescence s’accompagne de profonds changements morphologiques et moléculaires au sein de la cellule. Cela inclut notamment une modification de son sécrétome, qui s'enrichit en cytokines pro-inflammatoires, en facteurs de croissance et en enzymes remodelant la matrice extracellulaire, altérants les caractéristiques des tissus lors du vieillissement. Néanmoins, les mécanismes précis qui aboutissent au phénotype sénescent induit par les UVB restent largement inconnus. Dans ce contexte, l’objectif principal de ce travail a été d'identifier des mécanismes moléculaires sous-jacents à l’établissement de la sénescence induite par les UVB dans des fibroblastes de derme humains normaux (NHDFs), mécanismes qui pourraient contribuer au vieillissement cutané. In vitro, nous avons confirmé que des expositions répétées aux UVB induisent la sénescence prématurée des NHDFs et que cet état est associé à l’activation des trois branches de la voie UPR (Unfolded Protein Response) responsables du maintien de l’homéostasie du réticulum endoplasmique (RE), le premier compartiment de sécrétion. Ces observations ont été supportées par une analyse transcriptomique, révélant des éléments de régulation liés aux grandes voies de sénescence et aux fonctions du RE dans les NHDFs exposés aux UVB. Par la suite, nous avons montré que la branche ATF6α joue un rôle central dans la survenue des biomarqueurs du phénotype sénescent induit par les UVB. En effet, l’invalidation d’ATF6α protège non seulement des changements morphologiques induits par les UVB, mais réduit le pourcentage de cellules positives pour la SA-βgalactosidase (SA-βgal), prévient la persistance des dommages à l'ADN, et modifie l'expression de facteurs majeurs du phénotype sécrétoire associé à la sénescence (SASP) [...]

Skin ageing, influenced by a combination of intrinsic and extrinsic factors, can result in damage that has the potential to alter skin functions. Among extrinsic factors, ultraviolet (UV) radiation is responsible for skin photoageing. These factors notably contribute to the accumulation of senescent cells which in turn can contribute to the development of age-related pathologies, including skin cancers. Indeed, senescence is characterized by profound morphological and molecular changes within the cell. This includes a modification of its secretome, which becomes enriched in pro-inflammatory cytokines, growth factors, and matrix-remodelling enzymes, altering tissue characteristics during ageing. However, the exact mechanisms driving the senescent phenotype induced by UVB remain largely unknown. In this context, the main objective of this work was to identify the underlying molecular mechanisms responsible for the establishment of UVB-induced senescence in normal human dermal fibroblasts (NHDFs), mechanisms that may play a role in skin ageing. In vitro, we confirmed that repeated exposures to UVB induce premature senescence of NHDFs and that this state is associated with the activation of the three branches of the Unfolded Protein Response (UPR), which are responsible for maintaining endoplasmic reticulum (ER) homeostasis, the primary cellular secretion compartment. These observations were supported by transcriptomic analysis, revealing regulatory elements related to major senescence pathways and ER functions in UVB-exposed NHDFs. Subsequently, we demonstrated that the ATF6α branch plays a central role in the development of the UVB-induced senescent phenotype. Indeed, the silencing of ATF6α not only protects against morphological changes induced by UVB, but also reduces the percentage of senescence-associated β-galactosidase (SA-βgal) positive cells, prevents the persistence of DNA damage, and alters the expression of major factors associated with the senescence-associated secretory phenotype (SASP). The SASP, exerting a pro-tumoral action, led us to assess whether the conditioned medium (CM) from UVB-exposed fibroblasts invalidated for ATF6α could impact the migration and invasion potential of melanoma cells. However, we did not observe any ATF6α-dependent pro-migratory or pro-invasive effects. To highlight a potential role of ATF6α in another biological process, we further analyzed our transcriptomic and secretomic analyses and identified a possible effect of ATF6α on the paracrine control of the skin environment. To explore this, we focused on SASP factors (cytokines and metalloproteinases) regulated by ATF6α and whose impact on tissue environment was known. Subsequently, we treated a reconstructed human epidermis (RHE) model with CM from NHDFs exposed or not to UVB and invalidated or not for ATF6α.Surprisingly, we observed that the CM from UVB-exposed NHDFs increased the thickness of the RHE as well as the proliferation of basal keratinocytes, via an ATF6α-dependent mechanism. Finally, we identified IL-8 as a major paracrine factor involved in this process, as blocking IL-8 with neutralizing antibodies prevented excessive proliferation of keratinocytes. In conclusion, we report the role of ATF6α in UVB-induced senescence and its impact on the preservation of skin homeostasis under stress conditions, particularly through the regulation of the expression of SASP components. This suggests that ATF6α and its effectors could be promising targets for controlling the effects of skin ageing.