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Automatisation de la différenciation des cellules souches pluripotentes humaines en cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien et modélisation des symptômes rétiniens associés à la mutation d’APC / Automation of human pluripotent stem cell differentiation toward retinal pigment epithelial cells for large-scale productions and modeling of retinal manifestations associated with familial adenomatous polyposis

Regent, Florian 13 December 2018 (has links)
Les premiers essais cliniques visant à greffer des cellules de l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR) dérivées de cellules souches pluripotentes humaines (CSPhs) chez des patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l’âge ou de rétinites pigmentaires se sont révélés à la fois satisfaisants du point de vue de la tolérance et prometteurs du point de vue de l’efficacité. Toutefois, ils ont également pointé du doigt la nécessité d’un protocole de différenciation plus efficace, plus robuste et moins onéreux que ceux employés actuellement avant de pouvoir utiliser ce traitement en routine. Au cours de cette étude, nous avons mis au point un nouveau protocole de différenciation récapitulant les principales étapes de la rétinogenèse via l’utilisation séquentielle de seulement 3 composés (Nicotinamide, Activine A et CHIR99021). Ce protocole a permis d’automatiser la différenciation des cellules de l’EPR et permet donc d’envisager la production de ces cellules à grande échelle pour la mise au point d’un traitement accessible au plus grand nombre.Dans un second temps, nous avons utilisé ce nouveau protocole de différenciation pour modéliser les atteintes rétiniennes associées à la Polypose Adénomateuse Familiale (PAF). La PAF est une maladie héréditaire à transmission autosomique dominante causée par la mutation du gène suppresseur de tumeurs Adenomatous Polyposis Coli (APC). Cette pathologie se caractérise principalement par l’apparition de quelques centaines à plusieurs milliers d’adénomes dans le colon, mais certains patients présentent également des symptômes extra-intestinaux dont le plus courant est la formation de lésions pigmentées du fond de l’œil. Bien que presque toujours bénignes, la présence de ces lésions suggère un rôle d’APC dans le développement et l’homéostasie de l’EPR. La différenciation de CSPhs porteuses d’une mutation sur APC en cellules de l’EPR nous a ainsi permis de mettre en évidence un rôle nouveau pour cette protéine dans la régulation de mélanogénèse et de la prolifération de ces cellules. / First attempts to transplant retinal pigment epithelial (RPE) cells derived from human pluripotent stem cells (hPSCs) in patients affected by age related macular degeneration or retinitis pigmentosa have shown both satisfactory safety results and promising efficacy results. However, they also highlighted the need for more robust and efficient differentiation protocols to treat large numbers of patients. In our study, we used only three compounds in a sequential manner (Nicotinamide, Activin A and CHIR99021) to develop a novel differentiation protocol that summarizes the main steps of retinogenesis. This protocol enabled us to automate RPE cells differentiation and, thus, should enable the large-scale production of these cells for the development of a treatment accessible to all.Secondly, we used this new differentiation protocol to model retinal manifestations of Familial Adenomatous Polyposis Coli (FAP). FAP is an autosomal dominant inherited disease due to the mutation of the tumor suppressor gene Adenomatous Polyposis Coli (APC). This disease is mainly characterized by the development of hundreds to thousands of adenomas in the rectum and colon but also by various extra -intestinal manifestations. Among these manifestations, pigmented ocular fundus lesions are the most common. Although these lesions are almost always benign, they suggest a role for APC in the development and the homeostasis of the RPE. In this study, we differentiated hPSCs harboring APC mutations into RPE cells and described a new role for this protein in the regulation of the melanogenesis and the proliferation of these cells.
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Modélisation pathologique des maladies monogéniques par l'utilisation des cellules souches embryonnaires humaines : preuve de concept appliquée à la dystrophie myotonique de type 1 / Pathological modeling of monogenic diseases using human embryonic stem cells : proof of concept applied to myotonic dystrophy type 1

Denis, Jérôme 13 October 2010 (has links)
Parmi leurs applications prometteuses, les lignées de cellules souches embryonnaires humaines (hES) présentent un potentiel inestimable pour améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de maladies monogéniques. Cette application de modélisation pathologique est devenue possible grâce à l’utilisation de lignées hES porteuses de la mutation causale d’une maladie monogénique, obtenues au cours d’un diagnostique pré-implantatoire. L’équipe dans laquelle j’ai effectué mes travaux de thèse a démontré que des lignées hES et leurs progénies, porteuses de la mutation causale de la dystrophie myotonique de type 1 (DM1), exprimaient des défauts moléculaires caractéristiques de la pathologie, permettant ainsi leur analyse de façon plus pertinente par rapport à des cultures primaires dérivées de biopsies de patients et validant l’utilisation de ce modèle cellulaire. Dans ce contexte, dans la première partie de mon travail de thèse, mon objectif a été de mettre au point des conditions de culture permettant la différenciation des cellules hES normales et mutantes vers le lignage neural afin d’obtenir des populations homogènes de progéniteurs neuraux et de cellules souches neurales, puis de les caractériser sur le plan phénotypique et fonctionnel. Par une étude transcriptomique, j’ai ensuite comparé le profil d’expression de ces progéniteurs neuraux à une autre population homogène de précurseurs mésenchymateux. J’ai ainsi identifié des gènes et des voies de signalisation spécifiques à chacune de ces populations. (Article 1). Dans la seconde partie de mes travaux, ma contribution au projet de modélisation pathologique de DM1 a été d’utiliser ces progéniteurs neuraux et les cellules souches neurales mutés pour explorer les mécanismes physiopathologiques responsables des symptômes neurologiques observés dans cette pathologie. J’ai ainsi identifié une anomalie dans une voie de signalisation cellulaire perturbée, la voie la voie mTORC1, basée sur l’observation selon laquelle les cellules NSC porteuses de la mutation DM1 proliféraient plus lentement que les cellules contrôles (Article II). J’ai également étudié l’expression la protéine Tau, connue pour son implication dans la maladie d’Alzheimer, et mis en évidence des modifications suggérant une altération du transport axonal dans les neurones issus des lignées hES mutantes. Ces résultats, associés à ceux réalisés dans l’équipe, permettent d’apporter la preuve de concept de l’intérêt d’un tel modèle cellulaire pour la modélisation pathologique des maladies monogéniques. / Among their promising applications, human embryonic stem cells lines (hES) have huge potential to improve the understanding of molecular and cellular mechanisms involved in the development of monogenic diseases. This application of modeling pathologic became possible using hES cell lines carrying the causal mutation of a monogenic disease, obtained during pre-implantation diagnosis. The team where I did my thesis work demonstrated that hES cell lines and their progeny, carrying the causal mutation in myotonic dystrophy type 1 (DM1), expressing the molecular defects characteristic of the pathology, allowing more relevant analysis than primary cultures derived from biopsies of patients and validates the use of this cell model. In this context, in the first part of my thesis, my goal was to develop culture conditions for hES cell differentiation into normal and mutant neural lineage in order to obtain homogeneous populations of neural progenitors and neural stem cells and to characterize their phenotypic and fonctional preperties. Next, using a transcriptomic method, I compared the expression profile of neural progenitors to another homogeneous population of mesenchymal precursors. Thus, I identified genes and signaling pathways specific to each of these populations. (Article 1). In the second part of my work, my contribution to the pathological modeling of DM1 was to use these mutant neural progenitor cells and neural stem cells to explore the pathophysiological mechanisms involved in neurological symptoms observed in this pathology. Thus, I have identified a cell signaling pathway defects in mTORC1 pathway based on the observation that NSC cells carrying DM1 mutation proliferated more slowly than control cells (Article II).At last, I also studied the expression of Tau protein, a protein involved in Alzheimer’s disease and I have highlighted changes suggesting impairement of axonal transport in neurons derived from hES cell lines mutant. These results, together with those performed in the team, can provide proof of concept for the benefit of such a cell model for modeling disease monogenic diseases.
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Mise en place d'un épiderme reconstitué dérivé de cellules pluripotentes humaines pour la thérapie cellulaire et la modélisation pathologique / Establishment of a human pluristratified epidermis derived from human pluripotent stem cell for therapy and pathological modeling

Feteira, Jessica 11 January 2012 (has links)
Ces travaux visaient à établir un protocole permettant de différencier des cellules pluripotentes (embryonnaires ou induites) en kératinocytes capables de générer un épiderme pluristratifié in vitro et in vivo pour la thérapie cellulaire et la modélisation pathologique. Dans une 1ère partie, des cellules hES ont été utilisées pour être différenciées en culture en kératinocytes. Ces cellules ont été caractérisées par des approches de RT-PCR quantitative, FACS et d’immunofluorescence. De plus, leur potentiel immunogène a été évalué par l’analyse en FACS des protéines du CMH de classe I et II. La capacité de ces kératinocytes à reformer un épiderme stratifié a été démontrée in vitro,sur une matrice synthétique, mais aussi in vivo après greffe sur souris immunodéficientes. Dans une 2ème partie, des cellules hIPS ont ensuite été dérivées en kératinocytes avec le même protocole. Si la caractérisation des kératinocytes issus des hIPS a produit des résultats positifs, la possibilité de maintenir ces cellules en culture s’est révélée impossible dans les conditions utilisées. De même, alors que la stratégie visait à modéliser les épidermolyses bulleuses, l’interférence avec l’expression de protéines impliquées dans la jonction épidermo-dermique n’a pas été couronnée de succès. Par contre, des nouvelles hIPS mutées ont pu être générées puis différenciées en kératinocytes, prouvant ainsi la possibilité d’utiliser cette démarche pour modéliser la pathologie. Dans une 3ème partie, une étude d’expression différentielle a permis de démontrer que les kératinocytes dérivés des cellules pluripotentes surexpriment la kératine 19 (marqueur foetal) par rapport à des kératinocytes postnataux. / This work aimed to establish a protocol for the differention of pluripotent cells (embryonic or induced) into keratinocytes, which must be able to generate a pluristratified epidermis in vitro as well as in vivo for cell therapy and pathological modeling. In the 1st part of this work, a new protocol was developped to derive keratinocytes from hES cells. These cells were characterized by using RTq-PCR, FACS and immunofluorescence assays. Their immunogenicity was also evaluated by FACS analysis of class I and class II MHC proteins. The capacity of these keratinocytes to generate a pluristratified epidermis has been proved in vitro as well as in vivo following grafts onto immunodeficient mice. In a 2nd part of this work, hIPS cells were then derived into keratinocytes using the same protocol. The characterization of heratinocytes derived from hIPS produced positive results, but it was unfortunately not possible to maintain those cells in culture. Similarly, a strategy based on RNA interference against dermoepidermal junction proteins was not successful; but new hIPS mutated cell lines have been established and differentiated into keratinocytes, proving the feasibility of such an approach for pathological modeling. In a 3rd part of this work, a differential expression study proved that keratinocytes derived from pluripotent cells overexpress keratin 19 (marker fetus) when compared with postnatal keratinocytes.
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Utilisation des cellules souches embryonnaires humaines porteuses de la mutation causale de la maladie de Huntington en tant que nouveau modèle pathologique / Use of embryonic stem cells carrying Huntington's disease causing mutation as a new pathological model

Feyeux, Maxime 12 October 2011 (has links)
La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative héréditaire. Elle est causée par l'expansion d'un motif CAG qui codant une séquence de poly-glutamine (polyQ) dans le gène huntingtine (HTT). La survenue des symptômes de la maladie est tardive. Pour étudier la MH, un grand nombre de modèles génétiques animaux et cellulaires ont été utilisés au cours des 15 dernières années sans se traduire en traitements bénéfiques de façon durable pour les patients. Les médicaments disponibles servent actuellement à gérer les symptômes de la maladie, et n’ont pas d’effet sur le pronostic létal. Les modèles existants semblent incapables de répliquer pleinement les premières anomalies transcriptionnelles intervenant dans la MH. J’ai tiré profit de la disponibilité de lignées de cellules hESC-MH et émis l'hypothèse qu’elles sont adaptées au déchiffrement des mécanismes pathologiques ou correcteurs impliqués dans la phase pré-symptomatique de la MH, du développement embryonnaire à la vie adulte. J'ai développé des protocoles et des outils cellulaires et moléculaires pour établir les hESC mutantes et normales comme modèle cellulaire de la MH. Puis j’ai utilisé ces cultures pour explorer par une approche transcriptomique la dérégulation transcriptionnelle dans les cellules neurales immatures porteuses de la mutation causale de la MH. J’ai identifié de nouveaux biomarqueurs cellulaires précoces associés à la mutation causale de la MH. Ces résultats suggèrent l’existence de mécanismes moléculaires encore inconnus et spécifiques des phases les plus précoces de la maladie. Ces découvertes pourraient fournir des cibles originales pour une intervention pharmacologique pré-symptomatique. / Huntington’s Disease (HD) is a neurodegenerative inherited disease. It is caused by the extension of a CAG motif coding for a poly-glutamine (polyQ) tract within huntingtin gene (HTT). Symptoms declaration occurs late in life. In order to better understand HD a wealth of cellular and animal genetic models both have fuelled 15 years of studies, but never transduced into truely lasting and beneficial pharmacological treatment. Avalaible drugs are used to handle symptomatology, but don’t address the lethal prognosis. Existing models seems to fail at replicating fully the first steps of transcriptionnal alterations occurring in HD. I took advantage of the recent disponibility of hESC naturally carrying HD mutation to investigate the hypothesis that they can yield insight into early presymptomatic mechanisms of HD from embryonic development to adulthood. I developed protocols, cellular and molecular tools to establish HD and normal hESC as HD cellular models. Then I used these tools to investigate transcriptomic dysregulation in immature neural cells carrying the HD causing mutation. I identified new early cellular biomarkers associated to the mutation. These results suggest the existence of previously unknown molecular mécanisms spécific to the earliest stages of the disease. These new biomarkers could be very interesting targets for pre-symptomatic pharmacological intervention.
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Différenciation des cellules souches pluripotentes en mélanocytes et applications potentielles : l’exemple des troubles pigmentaires de la neurofibromatose de type 1 / Differentiation of pluripotent stem cells into melanocytes and potential applications : the example of pigmentation disorders due to neurofibromatosis type 1

Allouche, Jennifer 02 July 2015 (has links)
La neurofibromatose de type 1 (NF1) constitue la maladie autosomique dominante la plus fréquente avec une incidence d’environ 1 naissance pour 3500. Les manifestations cliniques les plus courantes sont neurocutanées et se caractérisent par une hyperpigmentation générale diffuse avec une impression de peau brune, des tâches hyperpigmentées dites tâches café-au-lait, des tumeurs bénignes de la gaine des nerfs périphériques appelées neurofibromes et des troubles neurologiques. Le gène NF1, responsable de la maladie est un gène suppresseur de tumeur qui code pour la neurofibromine. Les mécanismes moléculaires associés à l’altération de la pigmentation chez ces patients restent jusqu’ici inconnus. Nous avons étudié cette question grâce à la mise en place au laboratoire d’un protocole de différenciation des cellules souches pluripotentes en mélanocytes et l’accès à deux lignées de cellules souches embryonnaires porteuses de la mutation causale de NF1 (hESC-NF1). Dans cette étude, nous avons montré qu’une perte d’expression de la neurofibromine dans les mélanocytes dérivés de hESC-NF1 reproduisait le phénotype d’hyperpigmentation généralisée et pouvait mimer la formation des tâches « café au lait ». L’analyse des mécanismes moléculaires associés à ce phénotype pathologique montre que les mélanocytes NF1 présentent une dérégulation des voies de signalisation AMPc et ERK conduisant à l’augmentation de la mélanogenèse. Le phénotype hyperpigmentaire des mélanocytes NF1 a pu être corrigé grâce à l’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques spécifiques de la voie AMPc, de la voie ERK et de la mélanogenèse. En parallèle, afin de pouvoir envisager une approche de thérapie cellulaire à partir des mélanocytes dérivés de cellules pluripotentes pour le traitement de maladies associées à une hypopigmentation d’origine génétiques ou non, un protocole de différenciation fondé sur une application séquentielle de cytokines permettant de diriger de manière spécifique les cellules souches pluripotentes en mélanocytes a été développé au laboratoire. Des mélanocytes fonctionnels ont été obtenus en 30 jours en engagement la différenciation des cellules souches vers la crête neurale afin d’induire l’émergence de précurseurs de mélanocytes par l’action de molécules telles que la BMP4, l’acide ascorbique, l’endotheline 3, le SCF et un activateur de WNT3a (CHIR99021L’ensemble de ce travail a permis de valider la pertinence de l’utilisation des cellules souches pluripotentes porteuses de maladie génétique ou pour le traitement de maladies hyper ou hypopigmentaire par des approches de modélisation pathologique et de criblage pharmacologique ou par des approches de thérapie cellulaire. / Neurofibromatosis type 1 is one of the most common autosomal dominant diseases (1/3500). Café-au-lait” macules (CALMs); overall skin hyperpigmentation, neurofibromas (benign tumors resulting from Schwann cell proliferation) and deficits cognitive are the mains clinical manifestations. NF1 is caused by mutations in a tumor suppressor gene that encodes neurofibromin, a functional RAS-GTPase-activating protein (RAS-GAP). Neurofibromin down-regulates RAS signaling by accelerating the conversion of active RAS-GTP to inactive RAS-GDP. The resulting decreased expression of neurofibromin leads to activation of several important downstream signaling pathways, including MEK/MAPK, AKT/mTOR and cAMP-mediated protein kinase A pathways. In order to better understand molecular mechanisms linking neurofibromin and associated manifestations in the pathology, mouse models have been established. However, these models don’t reproduce systematically cutaneous manifestations associated with NF1. To overcome this issue, we take advantage that pluripotent stem cells possess the capacity of self-renew and are able to differentiate into a wide variety of cell types. A growing number of examples illustrate how such cells, retrieved from genetically selected donors carrying the causal mutation of a monogenic disorder, may reproduce disease-associated phenotypes. Two human embryonic stem cell lines derived from embryos characterized as mutant-gene carriers for NF1 during a pre-implantation diagnosis procedure were differentiated into a pure and proliferative melanocytes, in order to explore mechanisms associated with hyperpigmentation and “café-au-lait” macules associated with NF1. In this study, we demonstrated that NF1 melanocytes reproduce the hyperpigmentation phenotype in vitro, and further characterized the link between loss of heterozygosity and the typical “café au lait” macules that appear over the general hyperpigmentation. Molecular mechanisms associated with these pathological phenotypes correlate with an increased activity of cyclic AMP-mediated protein kinase A and ERK1/2 signaling pathways, leading to increase of melanogenesis. Finally, the hyperpigmentation phenotype could be rescued by using specific inhibitors of these signaling pathways. In parallel, to consider a cell therapy approach from melanocytes derived from pluripotent cells for the treatment of hypopigmentation disorders related to the death or dysfunction of melanocytes such as Griscelli or Vitiligo syndromes, a differentiation protocol based on sequential application of molecules to specifically induce the differentiation of pluripotent stem cells into melanocytes was developed in the laboratory. Functional melanocytes were obtained in 30 days by the commitment of pluripotent stem cells into melanocytes precursors via neural crest state by the action of molecules such as BMP4, ascorbic acid, endothelin 3, SCF and an activator of Wnt3a (CHIR99021). All of this work has validated the appropriateness of the use of pluripotent stem cells carring genetic mutations or not to treat hyper or hypopigmentation disease by identified pharmoclogical treatment or by a cell therapy approach.
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Modélisation pathologique pour la neurofibromatose de Type 1 : développement d’un test d’étude et applications pour la découverte de molécules actives / Neurofibromatosis disease modelling : development of a test study and applications for the discovery of active molecules

Aubin, Deborah 15 January 2019 (has links)
La neurofibromatose de type 1 (NF1) représente la maladie génétique autosomale dominante la plus fréquente en France, après la mucovisidose, avec une incidence de 1 individu sur 3500. Il s'agit d'une pathologie multi-systémique présentant un tableau clinique varié. Parmi la pléthore de symptôme, sont comptées des manifestations neurocutanées telles que les taches « café-au-lait » (zone d'hyperpigmentation localisée) et les neurofibromes (tumeurs bénignes de la gaine périphérique de la myéline) mais également des défauts osseux et des troubles cognitifs. La pénétrance de NF1 est complète mais la manifestation et la sévérité des symptômes peuvent varier d'un individu à l'autre. Le gène NF1 responsable de la maladie, localisé sur le chromosome 17, est un gène suppresseur de tumeur qui code pour la neurofibromine. Dans le but de développer un modèle cellulaire humain pertinent pour l'étude des défauts osseux associés à NF1, nous avons utilisé des cellules souches induites à la pluripotence porteuse de la mutation causale NF1 (hiPS-NF1). Dans ces travaux, nous avons montré qu'une perte d'expression de la neurofibromine dans les ostéoblastes dérivés de hiPS-NF1 reproduisait le phénotype d'ostéogénèse réduite et qu'il était possible d'améliorer la capacité des hiPS-NF1 à se différencier en ostéoblaste à l'aide de molécules pharmacologiques. Toujours dans le but de proposer un modèle cellulaire humain le plus relevant possible, nous avons développé des lignées isogéniques avec la technologie CRISPR/Cas 9 afin d'étudier l'impact d'une perte partielle ou totale de l'expression de la neurofibromine sur le phénotype osseux. En parallèle, afin de pouvoir étudier un autre phénotype associé à NF1, un protocole de différenciation de cellules de Schwann sous culture définie en utilisant des facteurs de croissance et des molécules de signalisation, a partir des hiPS a été développé. Des cellules de Schwann-like ont été obtenues en 30 jours en engagement la différenciation des cellules souches vers la crête neurale afin d'induire l'émergence de précurseurs de cellules de Schwann par l'action de molécules telles que le récepteur de type I du TGF-ß (SB431542), l'hereguline ß1, l'IGF1, le FGF2 et un activateur de WNT3a (CHIR99021). L'analyse par q-PCR montre une augmentation des marqueurs de différents stades de différenciation de la cellule de Schwann : crête neurale (SOX10, ERBB3), cellules de Schwann précurseurs (MPZ, CAD19) et cellules de Schwann immatures (S100) au bout de 30 jours de différenciation. Ces résultats ont été complétés par l'analyse protéique des cellules différenciées et par la mise en co-culture de ces cellules avec des motoneurones différenciés à partir d'hiPS. L'ensemble de ce travail a permis de valider la pertinence de l'utilisation des cellules souches pluripotentes porteuses de mutation dans la modélisation de pathologie génétique. Permettant à plus long terme la recherche de molécules actives par des approches de de criblage pharmacologique ou par des approches de thérapie cellulaire. / Neurofibromatosis type 1 (NF1) is an autosomal genetic disease with an incidence of 1 in 3,500 individuals. This is a multi-systemic disorder with a plethora of various symptoms. Among with we find neurocutaneous manifestations such as "café-au-lait" spots (zone of localized hyperpigmentation) and neurofibromas (benign tumors of the peripheral sheath of myelin), but also bone defects and cognitive disorders. The penetrance of NF1 is complete but the manifestation and severity of symptoms may vary from one individual to another. The NF1 gene responsible for the disease, located on chromosome 17, is a tumor suppressor gene that encodes neurofibromin. In order to develop a relevant human cellular model for the study of bone defects associated with NF1, we used pluripotency-induced stem cells that carry the NF1 causal mutation (hiPS-NF1). In this work, we have shown that loss of neurofibromin expression in osteoblasts derived from hiPS-NF1 reproduces the reduced osteogenesis phenotype. We have also shown that pharmacological molecules can improve the ability of hiPS-NF1 to differentiate in osteoblast. In order to propose the most relevant human cell model, we have developed isogenic lines with CRISPR / Cas 9 technology to study the impact of a partial or total loss of neurofibromin on the bone phenotype. Simultaneously, a Schwann cells differentiation protocol from hiPS was developed under culture defined using growth factors and signaling molecules. Schwann-like cells were obtained in 30 days by the use of molecules such as the type I receptor TGF-β (SB431542), heregulin β1, IGF1, FGF2 and activator of WNT3a (CHIR99021). The q-PCR analysis shows an increase in Schwann cell markers: neural crest (SOX10, ERBB3), precursor Schwann cells (MPZ, CAD19) and immature Schwann cells (S100). These results were confirmed by protein analysis of the differentiated cells and by the co-culture analysis of these cells with differentiated motoneurons from hiPS. All of this work validated the relevance of pluripotent stem cells in the modeling of genetic pathology.
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MODELISATION PATHOLOGIQUE DES MALADIES MONOGENIQUES PAR L'UTILISATION DES CELLULES SOUCHES EMBRYONNAIRES HUMAINES. PREUVE DE CONCEPT APPLIQUEE A LA DYSTROPHIE MYOTONIQUE DE TYPE 1

Denis, Jérôme Alexandre 13 October 2010 (has links) (PDF)
Parmi leurs applications prometteuses, les lignées de cellules souches embryonnaires humaines (hES) présentent un potentiel inestimable pour améliorer la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement de maladies monogéniques. Cette application de modélisation pathologique est devenue possible grâce à l'utilisation de lignées hES porteuses de la mutation causale d'une maladie monogénique, obtenues au cours d'un diagnostique pré-implantatoire. L'équipe dans laquelle j'ai effectué mes travaux de thèse a démontré que des lignées hES et leurs progénies, porteuses de la mutation causale de la dystrophie myotonique de type 1 (DM1), exprimaient des défauts moléculaires caractéristiques de la pathologie, permettant ainsi leur analyse de façon plus pertinente par rapport à des cultures primaires dérivées de biopsies de patients et validant l'utilisation de ce modèle cellulaire. Dans ce contexte, dans la première partie de mon travail de thèse, mon objectif a été de mettre au point des conditions de culture permettant la différenciation des cellules hES normales et mutantes vers le lignage neural afin d'obtenir des populations homogènes de progéniteurs neuraux et de cellules souches neurales, puis de les caractériser sur le plan phénotypique et fonctionnel. Par une étude transcriptomique, j'ai ensuite comparé le profil d'expression de ces progéniteurs neuraux à une autre population homogène de précurseurs mésenchymateux. J'ai ainsi identifié des gènes et des voies de signalisation spécifiques à chacune de ces populations. (Article 1). Dans la seconde partie de mes travaux, ma contribution au projet de modélisation pathologique de DM1 a été d'utiliser ces progéniteurs neuraux et les cellules souches neurales mutés pour explorer les mécanismes physiopathologiques responsables des symptômes neurologiques observés dans cette pathologie. J'ai ainsi identifié une anomalie dans une voie de signalisation cellulaire perturbée, la voie la voie mTORC1, basée sur l'observation selon laquelle les cellules NSC porteuses de la mutation DM1 proliféraient plus lentement que les cellules contrôles (Article II). J'ai également étudié l'expression la protéine Tau, connue pour son implication dans la maladie d'Alzheimer, et mis en évidence des modifications suggérant une altération du transport axonal dans les neurones issus des lignées hES mutantes. Ces résultats, associés à ceux réalisés dans l'équipe, permettent d'apporter la preuve de concept de l'intérêt d'un tel modèle cellulaire pour la modélisation pathologique des maladies monogéniques.

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