Toutes altérations génétiques ou environnementales survenant lors du développement craniofacial et de l’odontogenèse peut aboutir à une fente orale et/ou à des anomalies dentaires. Un des syndromes les plus courants comprenant une fente orale est le syndrome de van der Woude (VWS) / des ptérygiums poplités (PPS) causé par des mutations du gène IRF6. Nous avons séquencé IRF6 dans 16 familles VWS et 2 familles PPS et analysé le phénotype dentaire des patients avec une mutation identifiée. Les individus atteints présentaient des fentes (76%), des dépressions de la lèvre inférieure (86%), des agénésies dentaires (68%) ainsi que des anomalies de morphologie dentaire (58%), telles que des dents fusionnées ou porteuses de cuspides supplémentaires, démontrant que la fréquence élevée des anomalies dentaires constatées chez les patients VWS/PPS avec une mutation IRF6 pourrait se révéler utile dans la pose du diagnostic, dans la mesure où les dépressions de la lèvre inférieure ne sont pas toujours présentes. Malgré le nombre considérable de gènes identifiés dans les fentes orales et/ou anomalies dentaires, la cause génétique de bon nombre de cas isolés reste sans réponse. Partir de patients syndromiques avec fente, porteurs d’anomalies chromosomiques, a permis la découverte de nouveaux gènes associés aux fentes : HDAC4, HIPK2, RBFOX1, SWSWAP et MMP17. En plus des mutations touchant la partie codante des gènes et des variants introniques prédisposants, l’altération d’éléments régulateurs distants peut aussi conduire à l’apparition de fentes, comme nous le montrons dans ce travail avec l’altération d’éléments régulateurs de SOX9. D’autre part, le tri minutieux de patients syndromiques basé sur un phénotypage précis et associé à des techniques de séquençage haut-débit peut conduire à l’identification de la cause génétique sous-jacente. En procédant ainsi, nous avons montré que des mutations récessives de FAM20A sont à l’origine du syndrome rein-dent (ERS). Les patients atteints présentent un phénotype oral pathognomonique caractérisé par une amélogénèse imparfaite, des retards d’éruption, des calcifications intra-pulpaires, des follicules dentaires surdéveloppés, une hyperplasie gingivale et une néphrocalcinose. Les mutations de FAM20A conduisent à une augmentation de chondroïtine sulfate et de la concentration de calcium extracellulaire ionisé, entraînant l’apparition de calcifications ectopiques. Notre travail montre qu’un phénotypage précis combiné à des méthodes d’investigations génétiques à haut-débit, contribue de manière significative à une meilleure compréhension des facteurs génétiques des fentes orales et/ou des anomalies dentaires. / Any genetic or environmental disturbances during craniofacial development and odontogenesis can lead to orofacial clefts (OFC) and/or dental anomalies. One of the most common cleft syndrome is the Van der Woude / popliteal pterygium syndrome (VWS/PPS) caused by IRF6 mutations. We screened IRF6 in sixteen VWS and two PPS families and analyzed the dental phenotype of IRF6-mutated patients. Affected individuals had clefts (76%), lower lip pits (86%), dental agenesis (68%), and abnormal dental morphology (58%) such as fused teeth and additional cusps, demonstrating that the high frequency of dental anomalies in VWS/PPS patients mutated for IRF6 could be a useful clinical clue for correct diagnosis, as lips pits are not always present. Despite the large number of genes identified in oral cleft and/or dental anomalies, the genetic causes of many sporadic cases remain unknown. Starting from syndromic cleft patients presenting chromosomal abnormalities, new genes associated with oral cleft were discovered: HDAC4, HIPK2, RBFOX1, SWSWAP, and MMP17. In addition to protein coding mutations and predisposing intronic variants, alterations of long-range gene regulatory elements can also lead to OFC, illustrated in this work with the alteration of SOX9 regulatory elements. Careful stratification of syndromic patients based on a precise phenotype can lead to the identification of the underlying genetic causes, when combined with high-throughput sequencing. We identified FAM20A recessive mutations to be causative of the Enamel Renal Syndrome (ERS). Affected patients present a pathognomonic oral phenotype characterized by generalized hypoplastic enamel, delayed tooth eruption, pulp calcifications, hyperplastic dental follicles, gingival hyperplasia, and nephrocalcinosis. FAM20A mutations resulted in increased chondroitin sulfate and increased extracellular ionized calcium concentrations, eventually leading to ectopic calcification. Our work illustrates that precise phenotype combined with the power of high throughput genetic technologies contributes significantly to the understanding of the genetic factors underlying oral cleft and/or dental anomalies.

La pulpe dentaire est sujette à des lésions sévères faisant suite à une carie dentaire ou à un traumatisme. La thérapeutique conventionnelle préconisée alors est le traitement endodontique, qui consiste en l’exérèse de la totalité de la pulpe dentaire et le comblement de l’espace pulpaire par un matériau inerte. Ce traitement induit une fragilisation de la dent et une plus grande susceptibilité aux infections. Au cours de ce travail, nous avons mis au point une solution alternative, en proposant le remplacement de la pulpe dentaire lésée par une « pulpe équivalente » constituée de cellules souches mésenchymateuses de la pulpe ensemencées dans une matrice de collagène. Nous avons testé ce substitut pulpaire au travers d’un modèle de pulpotomie de la molaire chez le rat, à savoir l’exérèse de la totalité du parenchyme de la chambre pulpaire et conservation du réseau vasculaire radiculaire, où nous avons implanté des « pulpes équivalentes ». Notre objectif étant notamment de déterminer le devenir des cellules souches pulpaires implantées dans la dent grâce à l’imagerie nucléaire, dans ce contexte de développement d’une thérapie cellulaire. Les cellules ont été marquées à l’111Indium-oxine préalablement à leur implantation. Nous avons montré que le marquage n'avait pas d'incidence sur la viabilité et la prolifération des cellules pulpaires. Le suivi du signal s’est fait par tomographie d'émission monophotonique, couplée à un scanner spécifique du petit animal (NanoSPECT/CT, Bioscan), hebdomadairement pendant 3 semaines. Nous avons mis en évidence que l'intensité du signal SPECT était directement liée à l'intégrité des cellules, puisque que les matrices implantées avec des cellules marquées puis lysées par choc isotonique présentaient une diminution rapide de l’intensité du marquage. Grâce à la sensibilité de la méthode d’imagerie choisie, nous avons montré l’absence de diffusion majeure des cellules dans la circulation sanguine à partir du site d'implantation, ce qui pourrait constituer un risque de minéralisation ectopique lié à l’implantation de cellules souches mésenchymateuses. Par ailleurs, l’étude par histologie des processus de réparation et régénération de la pulpe dans les dents de rat a mis en évidence une prolifération abondante de cellules de type fibroblastique au sein des matrices, ainsi que la présence de nombreux vaisseaux et de nerfs dans la matrice cellularisée et à proximité. Ces résultats, non observés dans les matrices implantées avec des cellules lysées, suggéraient donc une fonctionnalité du tissu reconstruit et suggéraient que les cellules pulpaires implantées favorisaient une néovascularisation rapide de la pulpe équivalente, vraisemblablement en induisant un recrutement de cellules endothéliales à partir du réseau vasculaire radiculaire résiduel. / The dental pulp is prone to severe injuries following a tooth decay or trauma. Conventional recommended therapy is the endodontic treatment, which consists in the removal of all of the dental pulp and filling of the pulp space with an inert material. This treatment leads to a weakening of the tooth and a greater susceptibility to infection.In this work, we have developed an alternative solution, proposing the replacement of the injuried dental pulp by an " pulp equivalent " consisting of mesenchymal stem cells from the pulp seeded in a collagen matrix . We tested this pulp substitut through a model of the molar pulpotomy in rats, ie. the removal of the entire parenchyma of the pulp chamber and preservation of the root vascular network and implantation of the pulp equivalent. Our aim was to determine the fate of pulp stem cells implanted in the tooth by nuclear imaging in the context of developing a cell therapy. The cells were labeled with 111Indium - oxine prior to their implantation. We have shown that the labelling had no effect on the viability and proliferation of pulp cells. The signal tracking was done by single photon emission tomography , coupled with a specific small animal scanner ( NanoSPECT / CT , Bioscan ) weekly for 3 weeks. We demonstrated that the intensity of SPECT signal was directly related to the integrity of the cells, since the lysed labeled cells by isotonic shock showed a rapid decrease in the intensity of labeling . Due to the sensitivity of the chosen imaging method , we have shown the absence of major diffusion cells into the bloodstream from the site of implantation, which could result in a risk of ectopic mineralization related to the implementation of mesenchymal stem cells.Furthermore, the study by histology repair processes and regeneration of the pulp in teeth rat showed abundant proliferation of fibroblast-like cells within the matrix , and the presence of numerous vessels and nerves in matrix cellularized. These results , not observed in the matrices implanted with lysed cells, thus suggesting a feature of the reconstructed tissue and suggested that the pulp cells implanted favored a rapid neovascularization equivalent pulp, presumably by inducing the recruitment of endothelial cells from the residual root vascular network.