Cutaneous melanocortin 1 receptors (MC1R) and oxidative responses to UVA in human HaCaT keratinocytes

Les ultraviolets A (UVA) sont carcinogènes et produisent des espèces réactives de l'oxygène (ERO). Le récepteur à la mélanocortine de type 1 (MC1R) est un récepteur couplé aux protéines G (RCPG) qui est impliqué dans la mélanogénèse et dans l'inflammation cutanée. Certains variants du gène sont associés à un risque accru de mélanomes et de carcinomes cutanés. Le MC1R est exprimé surtout dans les mélanocytes mais son expression peut être induite par les UV in vitro dans les kératinocytes et in vivo dans la peau. Le récepteur MC1R est activé par l'α-MSH. L'objectif de ce travail de thèse a été d'étudier les effets du récepteur MC1R sur le stress oxydatif induit par les UVA dans des lignées kératinocytaires humaines HaCaT exprimant le récepteur MC1R ou son variant non fonctionnel Arg151Cys. Nous avons montré que la production d'ERO intracellulaire induite par les UVA est fortement inhibée dans les cellules HaCaT-MC1R et que cette inhibition est renforcée en présence d'α-MSH. L'inhibition du stress oxydatif induit par les UVA dans les cellules transfectées par le MC1R est en partie dépendante de la phosphorylation de la sous-unité activatrice, NoxA1 de la NADPH oxydase. Le traitement des cellules HaCaT-MC1R par un inhibiteur du récepteur au facteur de croissance épidermique (EGFR) restaure l'habilité de ces cellules à induire un stress oxydatif après irradiation UVA. Ces résultats montrent que l'activité constitutive du récepteur MC1R dans des kératinocytes pourrait inhiber le stress oxydatif induit par les UVA via des mécanismes dépendants de l'AMPc et de l'EGFR.Ultraviolet A (UVA) radiations are responsible for deleterious effects, mainly due to reactive oxygen species (ROS) production. Alpha-melanocyte stimulating hormone (α-MSH) binds to Melanocortin-1 Receptor (MC1R) in melanocytes to stimulate pigmentation and modulate cutaneous inflammatory responses. MC1R may be induced in keratinocytes after UV exposure. To investigate the effect of MC1R signaling on UVA-induced ROS (UVA-ROS) production, we generated HaCaT cells that stably express human MC1R (HaCaT-MC1R) or the Arg151Cys (R151C) non- functional variant (HaCaT-R151C). We then assessed ROS production immediately after UVA exposure and found that: (1) UVA-ROS production was strongly reduced in HaCaT-MC1R but not in HaCaT-R151C cells compared to parental HaCaT cells; (2) this inhibitory effect was further amplified by α-MSH treatment of HaCaT-MC1R cells before UVA exposure; (3) after UVA irradiation, NoxA1 phosphorylation was increased i n HaCaT-MC1R compared to HaCaT and HaCaT-R151C cells. Inhibition of PKA in HaCaT-MC1R cells resulted in a marked increase of UVA-ROS production; (4) the ability of HaCaT-MC1R cells to produce UVA-ROS was restored by inhibiting epidermal growth factor receptor (EGFR) or extracellular signal-regulated kinases (ERK) activity before UVA exposure. Our findings suggest that constitutive activity of MC1R in keratinocytes may reduce UVA-induced oxidative stress via EGFR and cAMP-dependent mechanisms