Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Thèse de doctorat : Biologie cellulaire et moléculaire : Evry-Val d'Essonne : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Biologie : Evry-Val d'Essonne : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Médecine. Recherche biomédicale : Nantes : 2008. / Bibliogr.

Le but de cette étude exploratrice est d'investiguer le rôle potentiellement paradoxal de la radiothérapie sur le caractère invasif des glioblastomes multiformes (GBM). Utilisant le modèle murin de tumeur astrocytaire F98/Fisher, nous avons dans un premier temps irradié soit le cerveau (BrainlR) de l'animal, les cellules cancéreuses implantées (F98IR), ou ces deux composantes (Brain+F98IR), afin d'étudier l'effet des radiations sur le développement tumoral. De plus, un regard particulier a été porté sur la cinétique de moléculaires inflammatoire et pro-migratoires induite par les radiations. Finalement, une approche pharmacologique a été utilisée dans le but de contrôler la réaction inflammatoire radio-induite pour diminuer les effets potentiellement néfastes des radiations sur l'augmentation de la migration des cellules F98 dans le cerveau de rat. Les analyses histologiques des cerveaux portant une tumeur F98 ont démontré une augmentation de l'infiltration pour les rats ayant été irradiés avant l'implantation. Ce même groupe a démontré une augmentation de létalité et une immunoréactivité accrue pour la nestine, illustrant une différence phénotypique. De façon opposée, le groupe où les cellules F98 sont irradiées avant l'implantation n'a démontré aucune différence flagrante dans leur profil de migration comparativement au groupe contrôle. Les analyses moléculaires ont illustré la présence d'une réaction inflammatoire suite à une exposition du cerveau aux radiations. Une stimulation de la production d'IL-1[beta] et de TGF-[beta] aptes l'exposition, supporte cette observation. De plus, une augmentation des niveaux de collagénase (MMP-2), permettant l'infiltration cellulaire, a été démontrée pour une période allant jusqu'à 20 jours post-irradiation. L'analyse de prostanoïdes pro-inflammatoires a révélé des niveaux augmentés des prostaglandines (PGE [indice inférieur 2] /PGD [indice inférieur 2] ) jusqu'à une période de 20 jours également. A la suite de ces résultats d'analyse moléculaire, nous avons choisi d'utiliser un anti-inflammatoire non stéroïdien (AINS) pour diminuer cette réaction due aux radiations pour ainsi réprimer la formation de molécules potentiellement néfastes. Le traitement au Meloxicam des rats avec des doses de 1 mg/kg quotidiennement, s'est traduit par une diminution du caractère invasif des tumeurs implantées dans un cerveau irradié. Ces données sur l'utilisation du Meloxicam comme approche pharmacologique sont encourageantes dans l'optique de diminuer l'invasion radio-induite. Notre étude illustre donc l'importance de se soucier de l'irradiation des tissus sains lors des traitements de radiothérapie pouvant jouer un rôle lors de la récurrence rapide observée en clinque chez les patients atteint de GBM. De plus, l'utilisation d'AINS pourrait s'avérer un outil efficace pour augmenter l'espérance de vie des patients atteints de glioblastomes.

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 2001. / Bibliogr.: f. 91-106. Publié aussi en version électronique.

Le cheval athlète est exposé à des lésions dégénératives ou traumatiques du cartilage prédisposant au développement de l’arthrose. Les arthropathies associées à une dégradation du cartilage se traduisent par une perte de fonctionnalité de l’articulation. Le cartilage ne possédant que de très faibles capacités de réparation intrinsèque, le développement de traitements de ces affections représente un enjeu thérapeutique. Le premier objectif de notre étude était la mise au point d’un substitut cartilagineux utilisant des cellules souches mésenchymateuses (CSMs) du sang de cordon ombilical (SCO). Après avoir été isolées et caractérisées, les CSMs de SCO ont été différenciées en chondrocytes au sein d’un biomatériau, en présence de facteurs de croissance (BMP-2 et TGF-β1 ou TGF-β3), en normoxie ou en hypoxie. L’utilisation de la BMP-2 et du TGF-β1 en normoxie permet une synthèse abondante des protéines caractéristiques de la matrice extracellulaire du cartilage avec néanmoins une expression persistante du collagène de type I, marqueur du fibrocartilage. La stratégie d’interférence par l’ARN ciblant Col1a2 permet de stabiliser le phénotype cellulaire obtenu au niveau transcriptionnel. Le deuxième objectif de notre étude était l’utilisation des CSMs de SCO indifférenciées lors d’injection intra-articulaire chez le cheval. La tolérance des CSMs allogéniques in vivo a été démontrée, ce qui n’a pu être le cas pour leur efficacité dans un modèle d’arthropathie induite expérimentalement. Ainsi, les CSMs de SCO constituent une source intéressante pour l’ingénierie tissulaire du cartilage mais leur utilisation thérapeutique sous forme indifférenciée doit être optimisée et validée. / The racehorse is exposed to degenerative or traumatic lesions of cartilage predisposing to the development of osteoarthritis. Arthropathies associated with cartilage degradation result in loss of joint functionality. The cartilage has only a very low intrinsic repair capacity ; that is why the development of new treatment represents a therapeutic challenge. The first objective of our study was to develop a cartilage substitute using mesenchymal stem cells (MSCs) from umbilical cord blood (UCB). After having been isolated and characterized, the MSCs of UCB were differentiated into chondrocytes in a biomaterial in the presence of growth factors such as BMP-2 and TGF-β1 or TGF-β3, in normoxia or in hypoxia. The use of BMP-2 and TGF-β1 in normoxia leads to an abundant synthesis of extracellular matrix proteins characteristic of hyaline cartilage but with persistent expression of type I collagen, a fibrocartilage marker. siRNAs targeting Col1a2 stabilize the cellular phenotype obtained at transcriptional level. The second aim of our study was the use of undifferentiated MSCs of UCB for intra-articular injection in horses. The tolerance of allogeneic MSCs was demonstrated in vivo, but not for now their efficacity in a model of joint arthropathy.Thus, the MSCs of UCB is a source of interest for tissue cartilage engineering but their therapeutic use in undifferentiated form must be optimized and validated.

La pulpe dentaire contient des cellules souches dormantes qui sont mobilisées suite àune lésion et participent aux processus de réparation dentinaire. L’utilisation de cellulessouches pulpaire en clinique dentaire n’est encore qu’un projet. La mise en place de nouvellesthérapies implique de caractériser ces cellules souches: (i) de définir leurs propriétésintrinsèques in vitro et (ii) leur capacité à améliorer la réparation dentaire in vivo. Un autreenjeu est d’identifier des marqueurs de ces cellules souches afin de pouvoir les localiser et lestrier au sein de la pulpe dentaire.Des lignées ayant les propriétés de cellules souches «pulpaires» ont été établies aulaboratoire à partir de la pulpe de molaires d’embryons de souris (ED18). Ces cellules portentla signature du lignage odontogénique, elles expriment Lhx 6 et Lhx 7, deux gèneshoméotiques qui spécifient la région du premier arc branchial à l’origine des odontoblastes.La caractérisation de ces lignées a permis d’apporter la première démonstration que descellules souches multipotentes sont présentes dans la pulpe. La lignée A4 a la capacité de sedifférencier de façon mutuellement exclusive, selon la nature des inducteurs et la géométriedes contacts intercellulaires (3D vs 2D), vers les programmes ostéogénique, chondrogénique,adipocytaire ou odontogénique. Les lignées C5 et H8 sont des cellules souches avec unpotentiel de différenciation restreint au lignage ostéo-odontogénique. Les cellules souchespulpaires expriment des marqueurs de surface communs avec les MSCs (cellules souches dela moelle). Un marqueur, CD90 (Thy 1), est absent dans les cellules multipotentes mais estexprimé par les clones qui ont des potentialités plus restreintes.Un axe in vivo a aussi permis de montrer pour la première fois que l’implantation decellules souches pulpaires dans la molaire de rat n’affecte pas la vitalité pulpaire et peutréparer une lésion dentinaire.La recherche sur les cellules souches dentaires est toujours confrontée à l’absence deconnaissances concernant la localisation, l’identité et les propriétés intrinsèques des cellulesqui participent à la formation de dentine réparatrice. En exploitant ces cellules pulpaires, nousavons récemment mis en évidence que l’inactivation de la voie Wnt canonique est une étapenécessaire à la transition entre l’état «cellule souche» et la «détermination» vers le lignageodontogénique. Cette observation a été validée in vivo: l’implantation d’un activateurpharmacologique de la voie Wnt, (le BIO) inhibe la formation «naturelle» de dentineréparatrice au niveau du site de la lésion.De façon surprenante, des approches biochimiques et pharmacologiques, nous ont aussipermis de découvrir que les cellules souches pulpaires possèdent l’ensemble des fonctions desneurones sérotoninergiques et des neurones dopaminergiques, incluant l’expression d’unrépertoire bien défini de récepteurs sérotoninergiques et dopaminergiques. Une étudephénotypique de souris KO pour le récepteur sérotoninergique 5-HT2B par microCT/ imageriemontre que ce récepteur contribue à l’amélogenèse et participe au développement de la sphèrecranio-faciale.Ces travaux avec une synergie des approches in vitro-in vivo ont pour but d’apporter desbases fondamentales pour développer des approches de thérapie cellulaire en biodentisterie. / Pas de résumé en anglais

Le cancer primitif du foie, ou carcinome hépatocellulaire (CHC), est l’un des premiers cancers dans le monde chez l’homme adulte. L'identité des cellules à l'origine des CHC est controversée, toutefois l'existence de cellules souches/progénitrices (CS/P) dans certaines tumeurs a été rapportée. Ces tumeurs ont un phénotype très agressif, sont associées à un mauvais pronostic et ont tendance à échapper aux thérapies conventionnelles. Ainsi, des traitements ciblant spécifiquement les cellules souches cancéreuses pourraient constituer des compléments thérapeutiques efficaces aux traitements actuels. Pour cela, il est nécessaire de disposer de biomarqueurs afin d’identifier les sous-types de CHC dérivant de CS/P mais également de modèles cellulaires permettant de tester des molécules thérapeutiques. Les CS/P pourraient provenir soit du compartiment de cellules souches hépatiques soit de la dédifférenciation d’hépatocytes à l'intérieur de la tumeur. Aussi dans le cadre de cette thèse nous nous sommes attachés à étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués 1) dans la retrodifférenciation des hépatocytes en CS/P et 2) dans le maintien des propriétés souches. Pour cette étude nous avons utilisé la lignée HepaRG issue d’un CHC sur infection virale C qui présente des caractéristiques de progéniteurs hépatiques se différenciant en hépatocytes et cholangiocytes. Dans la première partie de ce travail nous avons montré qu’un environnement inflammatoire favorise la retrodifferenciation d’hépatocytes HepaRG en CS/P. Alors que les voies activées par le TNF et l’IL-6 sont impliquées dans la perte du phénotype hépatocytaire, la voie TGF induit une transition épithélio-mésenchymateuse. Dans ces CS/P, nous observons l’enrichissement de signatures moléculaires associées à des souches embryonnaires et à des CHC avec mauvais pronostic. De plus, nous avons identifié plusieurs molécules pouvant inhiber ce processus de rétrodifférenciation des hépatocytes-HepaRG comme la trichostatine A. Dans une seconde partie nous avons montré que l’acquisition et le maintien des caractéristiques souches des cellules HepaRG étaient associés à une production de cytokines, à l’expression de métalloprotéinases impliquées dans les processus de migration et d’invasion, de facteur pro-angiogenique et à un changement dans l’activité mitochondriale conduisant à une reprogrammation métabolique. Les voies de signalisation impliquant l’angiopoïétine-like 4, PI3K et ERK régulent ces changements. De façon intéressante, nous montrons que le rétablissement de l’activité mitochondriale réduit la résistance des CS/P aux anticancéreux. Notre étude nous a permis d’acquérir une meilleure compréhension des voies de signalisation activées dans les cellules souches/progénitrices hépatiques cancéreuses et des mécanismes impliqués dans la rétro-différenciation des cellules matures tumorales, deux phénomènes probablement impliqués dans la récidive tumorale et la chimiorésistance. / Biomarkers and new therapeutic approches targeting cancer stem cells in hepatocellular carcinoma

Les cellules souches portent de grandes promesses envers la médecine régénératrice, tandis que leur perturbation peut mener au cancer. Ainsi, il est fondamental de définir les interactions qui prennent place au sein d'un organisme entre les cellules souches et leur micro- et macro-environnement. Chez le nématode Caenorhabditis elegans, les niveaux de prolifération des cellules souches germinales (CSG) sont régis par l'abondance de leur progéniture différenciée à travers une interaction entre la voie de signalisation ERK/MAPK et la kinase activée par l'AMP (AMPK). Cependant, l'intersection moléculaire entre AMPK et la voie MAPK demeure toujours inconnue. En regard aux déterminants embryonnaires précoces et PAR-4/LKB1, principale kinase activant AMPK, nos travaux ont démontré l'expression ubiquitaire de par-4 et l'enrichissement cytoplasmique et cortical de PAR-4 dans la lignée germinale et les embryons précoces, en plus d'une décroissance transitoire de l'enrichissement cortical de PAR-4 dans la zone pachytène. De plus, nos travaux suggèrent que par-4b est suffisant pour établir la polarité embryonnaire et maintenir la fonction essentielle de par-4. Par ailleurs, quant aux déterminants régissant la prolifération des CSG, nous avons constaté que chez les adultes porteurs d'ovocytes, LIN-3/EGF et LET-23/EGFR sont nécessaires pour promouvoir la prolifération des CSG. De surcroit, nous avons démontré que DAF-18/PTEN prévient l'ovulation d'ovocytes non-fécondés et contribue au mécanisme de rétroaction de la prolifération des CSG. Nos résultats indiquent aussi que l'état de prolifération des CSG est corrélé, de manière inversement proportionnelle, à la quantité d'ovocytes anovulés, et ne forme donc pas une régulation binaire, mais plutôt progressive. Finalement, nous avons démontré que DAF-18/PTEN prévient la prolifération des CSG en l'absence de sperme de façon strictement zygotique, potentiellement à travers son rôle dans la gonade somatique, car sa perte de fonction altère légèrement les contractions des cellules de la gaine. Ainsi, ces travaux approfondissent globalement les principales voies de signalisation physiologiquement impliquées dans la régulation homéostatique de la prolifération des cellules souches germinales chez le nématode C. elegans, et pourraient avoir des retombées envers la médecine humaine. / Stem cells hold great promises for regenerative medicine, whilst their disruption may lead to cancer. Therefore, it is fundamental to define the interactions between stem cells and their micro- and macro-environment. In the nematode Caenorhabditis elegans, retroactive control of germline stem cells (GSC) proliferation levels is governed by the abundance of their differentiated progeny through an interaction between ERK/MAPK signaling pathway and AMP-activated kinase (AMPK). However, the molecular intersection between AMPK and the MAPK pathway still remains unknown. With regard to early embryonic determinants and PAR-4/LKB1, the main kinase activating AMPK, our work has demonstrated the ubiquitous expression of par-4 and the cytoplasmic and cortical enrichment of PAR-4 in the germline and early embryos, in addition to a transient decrease in cortical PAR-4 enrichment in the pachytene zone. Furthermore, our work suggests that par-4b is sufficient to establish embryonic polarity and maintain essential par-4 function. Moreover, regarding the determinants governing GSC proliferation, we found that in oocyte-bearing adults, LIN-3/EGF and LET-23/EGFR are required to promote GSC proliferation. Additionally, we demonstrated that DAF-18/PTEN is involved in ovulation of fertilized oocytes and contributes to germline stem cell proliferation feedback mechanism. Our results also indicate that GSC proliferation status correlates, in a inversely proportional manner, to the amount of anovulated oocytes, and consequently does not form a binary regulation, but rather a progressive one. Finally, we demonstrated that the strictly zygotic effect of DAF-18/PTEN promotes GSC proliferation, potentially through its role in the somatic germline, since its loss of function slightly alters sheath cells contractions. Thus, this work broadly deepens the main signaling pathways physiologically involved in the homeostatic regulation of stem cell in the nematode C. elegans, but could have implications for human medicine.