Caractérisation des zones de contact entre kératinocytes et neurones sensoriels

Characterization of contact areas between keratinocytes and sensory neurons

• Auteur / Autrice : Matthieu Talagas
• Direction : Laurent Misery, Pascale Marcorelles
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie - santé
• Date : Soutenance le 16/12/2016
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Interactions Epithéliums Neurones (Brest, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Bérengère Fromy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Misery, Pascale Marcorelles, Bérengère Fromy, Catherine Prost, Laurent Magy, Nicolas Lebonvallet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Prost, Laurent Magy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nerfs cutanés

Neurones sensitifs

Kératinocytes

Mots clés libres

Kératinocyte

Neurone sensoriel

Synapse

Innervation cutanée

Peau

Keratinocyte

Sensory neuron

Synapse

Cutaneous innervation

Skin

Résumé

La peau est un organe sensoriel, par définition richement innervé. Parmi les divers récepteurs cutanés, les fibres nerveuses libres intra-épidermiques sont considérées comme percevant directement les informations douloureuses et thermiques ou encore le prurit (article 1). Elles sont classiquement décrites comme cheminant entre les cellules épidermiques, en particulier les kératinocytes. L’étude de biopsies cutanées en microscopie confocale nous permet dans un premier temps de démontrer que ces fibres progressent également dans des tunnels kératinocytaires, révélant ainsi que les rapports entre kératinocytes et fibres nerveuses sont plus intimes que précédemment décrits (article 2). Alors qu’il a été récemment démontré que les kératinocytes peuvent également percevoir des informations nociceptives et activer ces fibres nerveuses, nous avons par ailleurs développé un modèle de co-culture de kératinocytes et de neurones sensoriels afin de caractériser les modalités de communication entre ces cellules. En nous appuyant sur une triple approche morphologique, moléculaire et fonctionnelle, nous révélons l’existence de synapses en passant entre les kératinocytes et les neurones sensoriels (article 3). La découverte de ces structures synaptiques constitue un changement de paradigme qui invite à considérer l’épiderme dans son ensemble comme un épithélium sensoriel. Dans un troisième temps, une revue de la littérature, incluant nos résultats, explore la façon dont les contacts entre les neurones sensoriels et les différentes cellules épidermiques contribuent au dialogue entre la peau, le système nerveux et le système immunitaire, définissant anatomiquement le système neuro-immuno-cutané (article 4).

The skin is a sensory organ containing a wide variety of sensory end organs. Among them, intraepidermal free nerve endings, described in the intercellular spaces of the epidermis, especially keratinocytes, are considered as conveying information about temperature, pain and itch (article 1). Using confocal laser-scanning microscopy in human skin biopsies, we demonstrate that nerve fibres also progress in keratinocyte cytoplasmic tunnels. Contacts between keratinocytes and sensory neurons are also much more intimate than expected (article 2). It has only recently been demonstrated that keratinocytes can transduce nociceptive information. To understand the mechanisms underlying keratinocyte communication with sensory neurons, we performed co-cultures of keratinocytes and sensory neurons. Using multi-modal imaging, molecular and functional approaches, we reveal the existence of en passant chemical synapses between epidermal keratinocytes and intra-epidermal nerve endings (article 3). This discovery of synaptic structures is a paradigm shift that leads to consider the whole epidermis as a sensory epithelium. Finally, a review including our results shows how the physical contacts between sensory neurons and epidermal cells contribute to the dialogue between the skin, the nervous system and the immune system, anatomically defining the neuro-immuno-cutaneous system (article 4).