Academic literature on the topic 'Cellules souches du follicule pileux'

Background: The origin of wound-healing fibroblasts is still debated. Dermal papilla cells (DPCs), which are an important population of stem cells for the regeneration of hair follicles, play a considerable role in cutaneous wound healing. Based on the plasticity of DPCs in wound healing, we hypothesized that DPCs may contribute to the fibroblast population of wound repair. Objective: To explore the possibility of differentiation of DPCs into fibroblasts induced by transforming growth factor β1 (TGF-β1). Methods: The fourth passage DPCs were treated with TGF-β1 (10 ng/mL) for 4 days, and a series of methods was used to observe morphologic changes under an inverted phase contrast microscope, to validate the messenger ribonucleic acid expression change in α-smooth muscle actin (α-SMA) and vimentin by quantitative real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction (QRT-PCR), to analyze the expression of α-SMA and vimentin protein by flow cytometry, and to semiquantitatively measure the expression of fibroblast-specific protein 1 (FSP1) by Western blot. Results: DPCs treated with TGF-β1 presented fibroblast-like changes in morphology and immunocytochemistry. The effects of TGF-β1 on α-SMA and vimentin in DPCs were detected on both the transcriptional and the posttranscriptional levels. The results showed that TGF-β1 significantly downregulated α-SMA expression and enhanced the expression of vimentin at all times tested. Further study revealed that TGF-β1 could gradually promote the expression of FSP1 in a time-dependent manner. Conclusion: DPCs experienced the changes in molecular marker expression in response to TGF-β1, which may be a key source of fibroblasts in wound healing. Contexte: L'origine des fibroblastes dans la cicatrisation fait encore l'objet de débats. Les cellules des papilles dermiques (CPD), qui constituent une population importante de cellules souches pour la régénération des follicules pileux, jouent un rôle considérable dans la cicatrisation du tissu cutané. Compte tenu de la plasticité des CPD dans la cicatrisation, nous avons émis l'hypothèse selon laquelle les CPD pourraient contribuer à l'accroissement de la population de fibroblastes dans la cicatrisation. Objectif: L'étude visait à examiner la possibilité de différenciation des CPD en fibroblastes, provoquée par le facteur de croissance transformant β1 (TGF-β1). Méthodes: Les CPD ont été traités, au quatrième passage, au TGF-β1 (10 ng/mL), pendant 4 jours, et nous avons eu recours à la microscopie à contraste de phase inversée pour observer les changements morphologiques; à la réaction en chaîne par polymérase quantitative, en temps réel, après transcription inverse (RCP-TI) pour valider le changement d'expression de l'acide ribonucléique messager de l'actine des muscles lisses alpha (AMC-α) et de la vimentine; à la cytométrie de flux pour analyser l'expression des protéines d'AMC-α et de vimentine; et au buvardage de Western pour obtenir une mesure semiquantitative de l'expression de la protéine 1 spécifique des fibroblastes (PSF1). Résultats: Les CPD traités au TGF-β1 ont subi des changements morphologiques et immunocytochimiques leur conférant un caractère fibroblastoïde. Les effets du TGF-β1 sur l'AMC-α et la vimentine dans les CPD ont été détectés aux phases transcriptionnelle et posttranscriptionnelle. D'après les résultats obtenus, le TGF-β1 a sensiblement régulé à la baisse l'expression de l'AMC-α et intensifié l'expression de la vimentine, et ce, à tous les points de vérification dans le temps. Enfin, une étude complémentaire a révélé que le TGF-β1 pouvait favoriser graduellement l'expression de la PSF1 en fonction du temps. Conclusion: Les CPD ont subi des changements tels d'expression de marqueurs moléculaires, en réaction au TGF-β1, qu'ils pourraient être une source importante de fibroblastes dans la cicatrisation.

La signalisation Wnt est responsable du déclenchement de la formation du follicule pileux chez l’embryon ainsi que de l’activation des cellules souches du poil chez l’adulte (Blanpain et Fuchs, 2006). Or notre équipe avait montré (Pearton et al. , 2005) que l’induction du follicule pileux est inextricablement liée à celle des cellules souches. Notre hypothèse fut que les cellules souches du follicule pileux, situées dans le bulge de la gaine épidermique externe, devaient être précocement spécifiées chez l’embryon en même temps que la placode par la voie Wnt et donc que, dès ce stade, devaient être activés dans cette dernière, des gènes responsables de l’état de cellule souche. En collaboration avec l’entreprise Galderma, nous avons réalisé des microarrays afin d’identifier de nouveaux gènes impliqués dans la première étape de formation du follicule pileux, et potentiellement régulés par, ou en interaction avec, la signalisation Wnt. Le prélèvement de peau dorsale d’embryons de souris de 12,5 à 14,5 jours de gestation présentait l’intérêt d’obtenir pour chaque préalable ou concomitant à la placode, un ensemble homogène. Après validation par PCRq d’une sélection de gènes candidats, j’ai poursuivi leur validation en réalisant des hybridations in situ sur peau dorsale. La formation des follicules pileux de vibrisse présentant l’avantage, par rapport à ceux de pelage, d’un grand diamètre et d’une apparition séquentielle, j’ai également réalisé des hybridations sur peau de lèvre supérieure. J’ai pu ainsi déterminer la localisation précise et la séquence d’activation de différentes expressions géniques. Mes principaux résultats montrent que plusieurs gènes caractéristiques des cellules souches et potentiellement régulés par Wnt, dont Sox-9, Klf-2, et Klf-4 sont exprimés par les ébauches pilaires de pelage. L’étude de la lèvre supérieure montre que non seulement ces trois gènes, mais également Oct-4 sont exprimés dans la placode de vibrisse, d’abord uniformément, puis rapidement dans la couronne périphérique de celle-ci, cellules à l’origine de la gaine épidermique externe. Je démontre que l’activation de ces quatre gènes, caractéristiques de cellules souches, se produit quasi simultanément, après celle de Bmp-4 dans la future condensation dermique, qui précède, celle d’EdaR dans la placode
The Wnt canonical signalling pathway was previously shown to be responsible for both hair follicle initiation during embryogenesis, and bulge stem cell activation during the adult hair follicle cycle (for a review : Blanpain and Fuchs, 2006). Now, our laboratory has shown in 2005 that hair follicle induction in corneal epithelium is inextricably linked to hair stem cell formation. Our hypothesis was that the fair follicle stem cells, localized in the adult to the upper part of the outer root sheath (bulge), might be induced by Wnt signalling in the embryo as early as in cells of the hair placode. Thus expression of genes characteristic of stemness must be expressed at the first step of hair morphogenesis. With the help of the Galderma pharmaceutical company, we have performed microaarays to compare mRNA expression in mouse dorsal embryonic skin at 12. 5, 13, 13. 5 and 14. 5 days of gestation, that is : before, during and after hair placode formation. Importantly, we selected an area where the formation of hair placode takes simultaneously. After qPCR validation of selected genes, Wnt pathway positive (Bio) and negative (CKi7) modulation was performed using hanging drop culture of dorsal skin. Second, I performed in situ hybridization, both on dorsal and upperlip skin. The vibrissae hair follicles have a large diameter as well as a well known temporal appearing on the upper lip. Thus, their analysis facilitates localization, and sequential timing of gene activation. My results show that three genes, that the expression of which is characteristic of stem cells and which are Wnt potential targets, such as Sox-9, Klf-2 and Klf-4, are expressed at the initial step of hair morphogenesis, adding new data that confirms and precise the early specification of hair follicle stem cells during hair placode formation. The analysis of upper-lip morphogenesis shows that not only these three genes, but also Oct-4 are initially expressed throughout the vibrissae hair placode and then at its periphery. Furthermore, I show that their expressions follow that of Bmp-4 and EdaR, and that Bmp-4 expression is upstream of that of EdaR

L’hidradénite suppurée (HS) est une dermatose inflammatoire chronique affectant 1% de la population française. Les lésions se présentent sous forme d’abcès et de fistules très douloureux dans les zones riches en poils notamment les aisselles et la zone périnéale. L’HS est la maladie dermatologique avec la plus faible qualité de vie. En effet, les patients HS présentent une souffrance psychologique importante se traduisant par une honte vis-à-vis de leurs lésions, une isolation sociale et le développement d’états dépressifs. De nos jours, les traitements proposés ne permettent pas la guérison mais seulement une amélioration des symptômes. L’HS est communément décrite comme une maladie atteignant le follicule pileux. En effet, l’occlusion du follicule entraînerait sa rupture et la dissémination de bactéries et de kératine dans le derme initiant une inflammation qui deviendrait chronique. Notre équipe s’intéresse aux cellules de la gaine externe du follicule pileux que l’on nomme ORS pour Outer Root Sheath cells. Nous avons montré que les ORS isolées à partir de patients HS (ORS-HS) présentaient un phénotype pro-inflammatoire se traduisant par la sécrétion spontanée de deux chimiokines, CXCL10 et CCL5. Le but de ma thèse était d’identifier les mécanismes moléculaires et cellulaires à l’origine du phénotype pro-inflammatoire des ORS-HS. Nous avons posé l’hypothèse qu’une dérégulation du cycle cellulaire des ORS entraînerait un stress réplicatif et une accumulation d’ADN cytoplasmique qui induirait la production d’IFN de type I via STING. L’analyse transcriptomique des ORS-HS a mis en évidence une signature IFN de type I et une dérégulation des gènes du cycle cellulaire. L’étude clonotypique des ORS-HS confirme une augmentation du potentiel de prolifération des ORS-HS. De plus, l’analyse par cytométrie de flux des populations des cellules du follicule pileux a révélé l’absence de la population cellules souches quiescentes CD200+ CD34- CD49f+ CytoK15high en faveur des cellules progénitrices prolifératives CD200+ CD34- CD49f+ CytoK15lowchez les patients HS. La capacité augmentée de prolifération des ORS-HS nous a conduit à analyser leur cycle cellulaire. Nous avons montré une accumulation d’ORS-HS en phase S. Afin de déterminer si cette accumulation était lié à un stress réplicatif, nous avons étudié la vitesse de la fourche de réplication de l’ADN. Nous avons observé une altération de la vitesse de la fourche de réplication de l’ADN et une activation spontanée de la voie ATR-CHK1, voie activée lors des dommages à l’ADN, dans les ORS-HS. Des études récentes ont montré que les dommages à l’ADN menaient à la formation de micronuclei qui en se dissociant libéraient l’ADN dans le cytosol et activaient le senseur STING. Les ORS-HS présentaient plus de micronuclei et une accumulation d’ADN cytosolique comparés aux ORS-HD. L’étude des ORS-HS transfectées par des siRNA dirigés contre STING et IFI16, montre une diminution des transcrits de l’IFNb. Ces résultats suggèrent l’implication de la voie IFI16/STING dans la signature IFN de type I des ORS-HS. Nos résultats révèlent qu’un défaut de l’homéostasie des HFSC serait le primum movens de la maladie et initierait une boucle inflammatoire. Le stress réplicatif des ORS-HS, les dommages à l’ADN ainsi que la voie STING seraient impliqués dans ce mécanisme. L’inflammation pourrait également contribuer à la perturbation de l’homéostasie des HF-SC ce qui créerait un cercle vicieux inflammatoire. Durant notre étude, nous avons remarqué l’existence de deux groupes de patients : un groupe présentait un stress réplicatif et une activation des voies de dommages à l’ADN élevé alors que l’autre groupe était plus faible pour ces deux paramètres. Il serait intéressant de définir de nouveaux biomarqueurs permettant de distinguer ces deux groupes de patients afin de proposer des thérapies ciblées
Role of hair follicle stem cells in hidradenitis suppurativa physiopathologyHidradenitis suppurativa (HS) is a chronic inflammatory dermatosis which affects 1% of the French population. Lesions are painful and characterized by abcesses, fistulaes and malodorous discharges. They appear in hair rich skin areas like the armpits, the pubis and the buttock. HS causes a high extent of emotional and physical distress, as well as social embarrassment, isolation and depression, making it the common dermatosis which leads to the most severe impairment of quality of life. As most treatments have been unsatisfactory, and as there are many recurrences, HS remains difficult to cure.HS appears to be a primary abnormality in the pilosebaceous-apocrine unit, which leads to follicular occlusion, perifollicular cyst development which traps commensal microbes, and rupture into the dermis. Our team focused on hair follicle cells and especially Outer Root Sheath Cells (ORS). We previously showed that ORS isolated from hair follicle of HS patients (HS-ORS) spontaneously secrete IP10 (CXCL10) and RANTES (CCL5). The aim of my thesis is to characterize molecular and cellular mechanisms involved in this pro-inflammatory phenotype of HS-ORS. We hypothesized that cell cycle deregulation in the ORS leads to replication stress and accumulation of cytoplasmic ssDNA, inducing IFN synthesis involved in the establishment of chronic inflammation.First, we performed a transcriptomic analysis of HS-ORS, which revealed an interferon signature and an alteration of cell cycle pathways. Colony-forming efficiency assay of ORS showed a much higher colony-forming ability of HS-ORS compared to healthy donor (HD)-ORS. We highlighted the loss of quiescent hair follicle stem cell population described as CD200+ CD34- CD49f+ CytoK15high cells and an increased number of proliferating cells in HS patients. The increased number of proliferating ORS cells in HS patients led us to analyse their cell-cycle distribution. The percentage of ORS in S phase was increased in HS patients. We next asked whether this was due to increased replication stress, which is defined as a global perturbation of the DNA replication program altering the speed of replication forks and activating the ATR-CHK1 pathway. We observed that the progression of replication fork was severely altered in HS-ORS. Moreover, the ATR-CHK1 pathway was spontaneously activated in HS-ORS cells. Recent evidence indicates that micronuclei formation is increased upon DNA damage and their rupture exposes DNA to cytosolic nucleases and activates the STING pathway. We observed an accumulation of ssDNA and micronuclei in the cytoplasm of HS-ORS. Thus we analyzed STING pathway. In HS patients, ORS lacking STING expressed reduced levels of IFN-β transcripts compared to ORS transfected with a scramble siRNA. Lastly, we revealed that STING activation was mediated by the DNA binding protein IFI16.We report the first mechanistic analysis of the etiology of HS in the hair follicle stem cells (HF-SC) compartment. Our results suggested that modifications of HF-SC homeostasis are the primum movens to initiate an inflammatory loop. Replicative stress leads to genomic DNA damage triggering inflammatory response through IFI16-STING pathway. Inflammation could also contribute to the perturbation of HF-SC homeostasis which perpetuates the inflammatory circle. Future work will focus on mechanisms which lead to quiescence loss of HF-SC. During our study, we noticed two groups of HS patients: one with high replicative stress and DNA damage activation and another with moderate replicative stress and DNA damage activation. It would be of interest to define new biomarkers to distinguish these two groups of patients in order to propose personalized treatment

Le follicule pileux se régénère à partir de cellules souches multipotentes situées dans le bulge. Cependant, la multipotentialité de ces cellules souches a été évaluée au niveau de la population entière. Grâce à un système de marquage clonale, nous avons démontré que le pool de cellules souches est hétérogène et contient des précurseurs avec des contributions multipotentes, ainsi que des précurseurs avec des contributions restreintes, ce qui remet en cause le concept de cellule souche multipotente. Ensuite, j’ai décrit la participation de deux groupes distincts de cellules souches au renouvellement du follicule pileux: un groupe contribue uniquement à la gaine épithéliale externe (ORS), caractérisant un lignage restreint; l’autre groupe contribue aux cellules compagnons de l’ORS, aux structures internes et à la matrice du follicule pileux, caractérisant un lignage multipotent. Ces résultats modifient la vision actuelle du comportement des cellules souches et mènent à une re-évaluation de l’organisation cellulaire du follicule pileux. Enfin, j’ai décrit morphologiquement les différents types de follicules pileux de la souris. Pour définir les différences des comportements cellulaires qui mènent à une telle variété, j’ai mis en place une stratégie d’imagerie pour caractériser les divisions cellulaires des cellules souches de la matrice, ainsi qu’un système de culture pour étudier les comportements cellulaires in vivo. Cette étude est basée sur deux stratégies complémentaires (l’analyse clonale rétrospective et l’imagerie 4D). La combinaison de ces approches nous apporte une description des stratégies morphogénétiques sous-tendant le développement du follicule pileux.

Les mélanocytes sont des cellules productrices de mélanines, à l’origine de la teinte de la peau, des yeux et des cheveux. Elles dérivent d'une population multipotente appelée cellules de la crête neurale, qui génère entre autres également tout le système nerveux périphérique. Une prolifération accrue des précurseurs des mélanocytes durant le développement entraine chez l’homme l’apparition d’un nævus mélanocytaire congénital (NMC). Cette prolifération est due à une mutation somatique au sein d'un de ces précurseurs, dans des gènes de la voie de signalisation des MAP-Kinases, NRAS ou BRAF. Les plus grandes formes, couvrant des parties entières du corps, sont syndromiques. Ils peuvent associer des mélanocytoses, des malformations ou tumeurs cérébrales ou méningées, parfois épileptogènes, ainsi qu'un risque autour de 5% de dégénérer en mélanome, dans un des sites atteints. Durant ma thèse j’ai exploré des modèles murins où les protéines NRAS ou BRAF constitutivement actives sont exprimées très tôt au cours de l’embryogenèse, dans les cellules de la crête neurale. Les embryons mutants BrafV600E connaissent une létalité embryonnaire, probablement due à une superposition de défauts vasculaires et cérébraux. En revanche, les souris NrasG12D sont viables,présentent des mélanocytoses extracutanées dans des sites divers, ainsi qu’une hyperpigmentation cutanée, visible en postnatal. Cette hyperpigmentation est associée à une augmentation de la densité folliculaire, ainsi qu’à un dérèglement du cycle du follicule pileux. Des cultures de cellules de crête neurale murines, BrafV600E ou NrasG12D et contrôles, ont permis d’élucider sur le plan moléculaire les effets de telles mutations
Melanocytes are the vertebrate cells that produce melanin, conferring color on skin, hair and eyes. They arise from a multipotent embryonic cell population called the neural crest, which also gives rise to the peripheral nervous system of the body and many other cell types. Abnormal proliferation of melanocyte precursors before birth can lead to human congenital melanocytic nevus (CMN). CMN are caused by prenatal somatic mutations in the NRAS or BRAF genes of the MAP-Kinase pathway, in one of these precursors. The largest CMN, covering entire segments of the body or head, are syndromic. They are sometimes associated with epileptogenic brain or meningeal malformations, tumors or melanocytosis, and they present a risk of about 5% in all these sites of becoming pediatric malignant melanoma. During my thesis, I explored mouse models expressing constitutively activated NRAS or BRAF proteins in neural crest cell lineages, from very early in embryogenesis. BrafV600E mutant embryos are embryonic lethal at mid-gestation, probably due to coinciding vascular and brain defects. In contrast, NrasG12D mice are viable, present extracutaneous melanocytosis in various sites as well as postnatal hyperpigmentation of the skin. This is associated with increased hair follicle density, and a deregulated hair cycle. Cell culture of mutant or wildtype mouse neural crest cells of both genotypes has permitted the comparison and discovery of molecular differences introduced by these mutations

Le follicule pileux (FP) est un appendice cutané animé par un cycle régénératif dynamique provoquant des modifications de son microenvironnement. Les cellules de Langerhans (CLs), sentinelles de l’épiderme, sont en partie localisées à proximité du FP. Cette association spatiale nous a conduit à explorer le possible impact du cycle pileux sur l’homéostasie des CLs. Durant mon doctorat, nous avons mis en évidence (1) une augmentation de la prolifération des CLs au cours de l’anagène (phase de pousse du poil), (2) le mécanisme moléculaire sous-jacent impliquant une variation d’expression folliculaire de l’IL-34, une cytokine cruciale dans l’homéostasie des CLs et (3) un départ accru des CLs vers les ganglions lymphatiques en catagène (phase de régression du FP) concomitant avec le recrutement de cellules susceptibles d’être des précurseurs des CLs.Par ailleurs, la structure de la peau ainsi que la densité et le type de FP peuvent varier selon la région corporelle considérée. Nous avons émis l’hypothèse de variations locales dans la composition du système immunitaire cutané. Notre étude, focalisée sur les cellules dendritiques cutanées, a démontré l’existence d’une hétérogénéité de ces cellules en fonction de la zone de peau considérée
The hair follicle (HF) is a skin appendage endowed with a dynamic regenerating cycle. This renewal remodels the HF microenvironment. Langerhans cells (LCs) are epidermal immune sentinels, a part of which localizes close to the HF. This spatial association led us to explore whether the HF cycle could impact on LC homeostasis. During my doctorate, we uncovered an anagen (HF growing phase)-associated burst of LC proliferation with dividing cells associated with the HF. Using mouse models of HF loss and hair cycle manipulation, we showed that HFs are dispensable for initial formation of the LC network but critical for the proliferation burst. We correlated it to a cyclic variation of IL-34 expression, a crucial cytokine for LC homeostasis, by a specific subset of HF cells. In addition, catagen (HF regression phase) is characterized by the departure of LCs to draining lymph nodes and the concomitant recruitment of a potential LC precursor.The skin structure as well as the density and type of HFs vary across body areas. This observation led us to assess the possibility of local variations in skin immune cells composition. Our study, focused on cutaneous dendritic cells, highlighted an heterogeneity in those cells according to the skin area considered