Les cellules souches (CS) se démarquent des progéniteurs et cellules différenciées à de nombreux égards. Notamment, les CS présentent des caractéristiques particulières dans des processus cellulaires fondamentaux, et il a été récemment proposé que la biogenèse des ribosomes (BiRi) participe à la régulation des CS. Pendant ma thèse, j’ai utilisé diverses approches pour étudier le rôle et la régulation de la BiRi dans des populations de CS, in vivo et ex vivo dans des modèles murins.Grâce à un modèle d’inactivation génétique du facteur de BiRi Notchless (Nle), j’ai participé à l’étude de son rôle dans le lignage hématopoïétique et l’épithélium intestinal adultes, et cours du développement embryonnaire précoce. In vivo, la perte constitutive de Nle entraîne une létalité embryonnaire, et j’ai montré ex vivo que l’inactivation de Nle dans des CS embryonnaires induit une réponse au stress ribosomique médiée par le suppresseur de tumeur p53, et des défauts de prolifération/survie. L’induction de la perte de Nle chez l’adulte active également p53 dans les CS hématopoïétiques et intestinale, entraînant leur rapide élimination.En parallèle, j’ai utilisé plusieurs méthodes pour mesurer l’activité de BiRi des progéniteurs immatures et CS hématopoïétiques (CSH) à l’homéostasie, in vivo chez la souris adulte. J’ai ainsi mis en évidence des variations de l’activité de BiRi dans ces populations, révélant notamment une activité de BiRi des CSH jusqu’ici insoupçonnée du fait de leur quiescence.Dans l’ensemble, mon travail renforce l’idée d’un rôle de la BiRi dans la régulation des CS, et apporte une meilleure compréhension de la régulation de ce processus dans le lignage hématopoïétique. / Stem cells (SCs) differ from progenitors and differentiated cells on many aspects. Notably, SCs display particular characteristics in fundamental cellular processes, and ribosome biogenesis (RiBi) has recently been proposed to play an important role in the regulation of SCs. During my thesis, I have used various approaches to study the role and regulation of RiBi in SC populations, using in vivo and ex vivo mouse models.Using genetic inactivation of the RiBi factor Notchless (Nle), I have participated to the analysis of its role in the adult hematopoietic system and intestinal epithelium, and in the establishment of the first cell lineages during early embryogenesis. In vivo, constitutive Nle deficiency causes early embryonic lethality, and I showed ex vivo that Nle inactivation in embryonic SCs induces a ribosomal stress response mediated by the tumor suppressor p53, and proliferation/survival defects. Conditional Nle inactivation in the adult mouse also induces activation of p53 in hematopoietic and intestinal SCs in vivo, leading to their rapid elimination.In parallel, I have used different methods to analyze the RiBi activity of hematopoietic SCs (HSCs) and immature progenitors at homeostasis, in vivo in the adult mouse. Thus, I have unraveled variations in the RiBi activity of these populations, and notably uncovered previously unsuspected RiBi activity in HSCs despite their quiescent state.Altogether, my work supports the hypothesis of a role for RiBi in the regulation of SCs and provides better understanding of the activity of this process during hematopoietic differentiation.

Les cellules somatiques peuvent être reprogrammées en cellules pluripotent en sur-exprimant 4 facteurs de transcriptions: OCT4, SOX2, KLF4 et c-MYC. Ce processus nécessite en théorie un remodelage des organelles et un changement drastique du métabolisme. De plus, la reprogrammation cellulaire possède une composante stochastique qui est peu comprise et conduit à une faible efficacité. Nous avons fait l'hypothèse que cette variabilité est en partie due aux variations de la régulation de l'homéostasie protéique. Nous nous attendons à ce que la première phase de reprogrammation active les voies de stress qui régulent l'homéostasie protéique, ce qui impacterait l'efficacité de reprogrammation. Notre attention s'est dirigée vers le rôle de la réponse aux protéines dépliées du réticulum endoplasmique. Nous avons découvert que cette voie est active pendant la reprogrammation cellulaire et que son activation peut augmenter l'efficacité de ce processus. Par ailleurs le niveau d'activation de cette voie peut prédire l'efficacité de reprogrammation. Ces résultats suggèrent que la faible efficacité de reprogrammation cellulaire est en partie due à l'incapacité des cellules à activer cette voie de stress afin de pouvoir correctement répondre à la nouvelle charge de protéines synthétisées qui changera l'état de cette cellule. / Somatic cells can be reprogrammed into a pluripotent stem cells state and is achieved by the forced expression of 4 transcription factors: OCT4, SOX2, KLF4 and c-MYC. This process theoretically requires a global remodeling of the organelles and a drastic change in metabolism. Furthermore, reprogramming has an inherent property of stochastic variation that is limiting and largely unknown. We hypothesize that this variation is due, in part, by variable regulation of the protein homeostasis network. We therefore postulated that the early steps of reprogramming would result in the activation of a variety of stress pathways that regulate the protein homeostasis network, which might in turn impact the efficiency of reprogramming. We focused in particular on the endoplasmic reticulum unfolded protein response (UPRER). We find that the UPRER is activated during reprogramming and that its activation can increase the efficiency of this process. We find that stochastic activation of the UPRER can predict reprogramming efficiency. These results suggest that the low efficiency of cellular reprogramming is partly the result of the cell’s inability to initiate a proper stress response to cope with the newly expressed load of proteins that will eventually change the fate of this cell.

L’étude des réseaux protéiques perturbés au cours de l’infection par les petits virus oncogéniques amena, vers la fin des années 80, à la découverte de nombreux régulateurs clés de la division et de la survie cellulaire. Parmi ceux-ci, la protéine E4F1 fût initialement identifiée comme une cible de l’oncoprotéine virale E1A. Originellement identifié comme un facteur de transcription, E4F1 est également une ubiquitine-E3 ligase atypique pour d'autres facteurs de transcription tel que le suppresseur de tumeurs p53. Au travers de ses multiples activités, E4F1 est nécessaire à la prolifération des cellules somatiques et souches, et à la survie des cellules cancéreuses. De plus, les travaux de différents laboratoires dont le mien suggèrent qu’E4F1 se situe au carrefour de plusieurs voies de signalisation qui sont fréquemment altérées au cours de l’oncogenèse, et notamment la voie impliquant le suppresseur de tumeurs p53. Afin d’étudier les fonctions physiologiques in vivo d’E4f1, mon laboratoire d’accueil a développé plusieurs modèles de souris génétiquement modifiées. La caractérisation de ces modèles a permis de mettre en évidence un rôle majeur d'E4F1 dans l'homéostasie de la peau. Plus précisément, E4F1 régule le pool de cellules souches de l'épiderme au travers de son rôle dans une voie de signalisation qui implique la protéine p53 et deux de ces régulateurs en amont: Arf et Bmi1. Cependant, il semble que les effets d'E4F1 dans le contrôle du maintien des cellules souches s'étendent au delà de son rôle sur cette voie de signalisation. En effet, j'ai récemment pu démontrer qu'E4F1, au travers de ces fonctions transcriptionnelles, régule directement l'expression d'un sous-groupe de gènes impliqués dans la régulation de l'activité de la pyruvate déshydrogénase (PDH). La PDH est un complexe multimérique situé dans la mitochondrie qui catalyse la décarboxylation du pyruvate (le produit final de la glycolyse) en acétyl coenzyme A (AcCoA), liant ainsi le métabolisme du pyruvate au cycle de Krebs. J’ai pu montrer que l’inactivation d’E4f1 spécifiquement dans l'épiderme conduisait à une diminution importante de l’activité de PDH et à une reprogrammation métabolique de ces cellules. Cette reprogrammation a pour conséquence d'altérer le micro-environnement des cellules souches qui conduit à leur détachement de leur niche et aboutit in fine à une absence du renouvellement de l'épiderme. Cette partie de mes travaux a donc permis d'illustrer pour la première fois l'importance du métabolisme du pyruvate dans l'homéostasie des cellules souches de la peau. Sur la base de ces résultats, je poursuis l'analyse des fonctions d’E4f1 dans l'homéostasie de la peau en étudiant son rôle dans d'autres types cellulaires tels que les mélanocytes. / The multifunctional protein E4F1 is an essential regulator of normal skin homeostasis. During my Phd, I demonstrated that E4f1 inactivation in adult skin results in stem cell autonomous defects causing exhaustion of the epidermal stem cell (ESC) pool. At the molecular level, I identified E4F1 as a new regulator of the pyruvate dehydrogenase complex (PDC) in keratinocytes, an essential mitochondrial complex that converts pyruvate into Acetyl-CoEnzyme A. Using genetically engineered mouse models, I showed that E4F1-mediated control of PDH activity is required to maintain normal skin homeostasis. Consistently, E4F1 deficiency in basal keratinocytes resulted in deregulated expression of dihydrolipoamide acetlytransferase (Dlat), a gene encoding the E2 subunit of the PDC, and impaired PDH activity. The metabolic reprogramming of E4f1 KO keratinocytes associated with the redirection of the glycolytic flux towards lactate production and increased lactate secretion in their microenvironment, leading to enhanced activity of extra-cellular-matrix remodelling proteases Finally, these defects ended in alterations of the basement membrane, ESC mislocalization and the exhaustion of the ESC pool. In the second part of my thesis, I have evaluated the role of E4F1-mediated control of the PDC in melanocytes and showed that the metabolic activities of E4F1 are important for melanocyte function. Consistently, mice with E4f1-deficient melanocytes exhibited hair graying and skin pigmentation defects. Altogether, my data demonstrate the importance of E4f1-mediated control of pyruvate metabolism for normal skin homeostasis.

Nous avons montré que l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE) est un nouveau marqueur de la cellule souche hématopoïétique et identifie l’émergence de l'hématopoïèse dans tous les sites hématogènes de l’embryon humain. L'ACE fait partie du système rénine-angiotensine (SRA) dont la fonction principale est d'agir sur l'angiotensine I pour former l'angiotensine II (AngII), un puissant vasoconstricteur.De plus, nous montrons que les principaux composants du SRA (les récepteurs AT1 et AT2, l’angiotensinogène et la rénine) sont exprimés dans la même région de l'embryon qui exprime l'ACE, suggérant ainsi l’existence d’un SRA local dans l'embryon précoce. Des tests fonctionnels, conduits in vitro chez l'embryon de la souris, montrent que l’Ang II stimule dans la culture l'émergence des progéniteurs hématopoïétiques, effet qui peut être bloqué par un antagoniste spécifique de l’AT1. Ces observations suggèrent pour la première fois, le rôle direct du SRA dans l’émergence hématopoïétique au cours de l’ontogenèse. De plus, nous mettons en évidence l'existence d'un SRA local dans la moelle osseuse (MO) adulte et nous montrons que les principaux éléments de ce système sont surexprimés dans la MO de patients atteints de leucémie aiguë myéloïde, aussi bien dans les blastes que dans les cellules stromales. Ces observations suggèrent une contribution du SRA à la dérégulation de la niche observée dans les hémopathies.Ainsi, la présence d’un SRA local dans la niche hématopoïétique intra-embryonnaire et dans la MO chez l’adulte place ce système dans une position stratégique comme acteur important de l’émergence et de la régulation du système sanguin définitif. / We have shown that the angiotensin-converting enzyme (ACE) is a new marker of human hematopoietic stem cells and also identifies emerging hematopoiesis in all hemogenic sites inside the human embryo. ACE is a key component of renin-angiotensin system (RAS) as it catalyses the production of angiotensin II (Ang II) well known for its effect in the control of blood pressure, through AT1 and AT2 receptors.Furthermore, we observe the presence of the main elements of the RAS (AT1, AT2 receptors, angiotensinogen and renin) in the same region of the embryo expressing ACE, meaning that a local RAS exists in the embryo. Functional in vitro analyses, carried out in mouse model, show a stimulatory effect of AngII in the hematopoietic precursors emergence, an effect inhibited by a specific AT1 antagonist. These observations suggest for the first time a direct role of RAS in the emergence of hematopoiesis during ontogeny. In addition, our data indicate the presence of a local RAS inside the adult bone marrow (BM). This system is overexpressed in the BM of acute myeloid leukemia (AML) patients, both in hematopoietic cells and in stromal cells suggesting a RAS contribution to the bone marrow niche deregulation, always observed in these hemopathies.Therefore, the existence of a local RAS in the intraembryonic niche and in the adult bone marrow suggests that this system is an important actor in the emergence and regulation of the definitive blood system.

L’hématopoïèse est le processus de formation des cellules souches hématopoïétiques (CSH); elle est conservée au cours d’évolution. Durant l’hématopoïèse embryonnaire, deux vagues hématopoïétiques se succèdent, la vague primitive et la vague définitive. La vague primitive produit des macrophages, des neutrophiles et des érythrocytes. Au cours de la vague définitive, les CSH émergent du plancher de l’aorte dorsale par une transition endothélio-hématopoïétique ou TEH, dans une région appelée aorte-gonades-mesonephros (AGM).Ces dernières années, des études des organes hématopoïétiques chez les mammifères ont démontré que le microenvironnement joue un rôle crucial dans l’émergence et le devenir des CSH. Pendant ma thèse, je me suis intéressée au rôle du microenvironnement dans la mise en place de l’hématopoïèse définitive chez l’embryon de zebrafish. Dans l’AGM, j’ai caractérisé et évalué la contribution de différents acteurs dont deux populations en particulier, les macrophages et le système neuronal sympathique. Chacune de ces cellules joue un rôle spécifique durant la vague définitive de l’hématopoïèse. Les macrophages mobilisent des CSH de l’AGM afin de permettre leur intravasation et la colonisation des organes hématopoïétiques. Les catécholamines synthétisées par le système neuronal sympathique quant à elles contrôlent la TEH par l’activation des récepteurs beta2b et beta3 dans l’AGM.En conclusion, nous avons démontré que le microenvironnement influence l’hématopoïèse définitive chez le zebrafish par différents mécanismes. Ces travaux ont pour objectif d’améliorer la compréhension du mécanisme de genèse des CSH et potentiellement de permettre un jour la production de CSH in vitro. / Haematopoiesis is the process of haematopoietic stem cell (HSC) generation conserved in all vertebrates. During the embryonic development, two successive waves of haematopoiesis occur – the primitive and the definitive wave. The first one gives rise to erythrocytes, macrophages and neutrophils. During the second one, HSCs emerge from the ventral wall of dorsal aorta (DA) in the aorta-gonads-mesonephros (AGM) region by a process called endothelial-to-haematopoietic transition or EHT.In the last years, several studies performed in mammals have shown that the microenvironment plays a key role in haematopoiesis. During my thesis I have studied the role of the microenvironment in definitive haematopoiesis in the zebrafish embryo. I have described several cell components present in the AGM and evaluated their contribution to the haematopoiesis. I further analysed two of those players: macrophages and sympathetic nervous system. Each of them plays a specific role during the definitive wave of haematopoiesis. Macrophages mobilise nascent HSCs from the AGM to allow their intravasation and colonisation of haematopoietic organs. Catecholamines synthetized by sympathetic nervous system control EHT through the activation of beta2b and beta3 receptors in the AGM.In conclusion, we have shown that the microenvironment can substantially influence the definitive haematopoiesis in the zebrafish by distinct mechanisms. These findings would help to understand the mechanism of HSC generation and potentially to allow in vitro HSC production.

Mon travail de thèse s'est intéressé au rôle des protéines Dok-1 et Dok-2 dans l'hématopoïèse physiologique chez la CSH et dans l'hématopoïèse pathologique dans le cas de la leucémie myélomonocytaire chronique (LMMC). Ce sont des régulateurs négatifs de la voie de signalisation RAS/MAPK, activée en réponse à des facteurs activant les récepteurs tyrosine kinase. La double inactivation des gènes Dok1 et Dok2 (Dok DKO) cause un syndrome myéloprolifératif assimilé à la forme myéloproliférative (MP) de la LMMC. Les anomalies génétiques de la LMMC identifiées sont nombreuses et souvent non spécifiques. Le gène RAS est cependant retrouvé muté dans 30% des cas de LMMC MP. Nous avons identifié des variants nucléotidiques de DOK1 et DOK2. La mutation DOK2 L238P a fait l'objet d'études fonctionnelles démontrant qu'il s'agit d'un mutant perte de fonction haplo-insuffisant, induisant une augmentation de la prolifération cellulaire, corrélée avec la LMMC MP.J'ai également étudié l'hématopoïèse précoce du modèle murin Dok DKO, me permettant de démontrer que ces protéines sont des régulateurs de la quiescence des CSH et du cycle cellulaire des progéniteurs myéloïdes engagés dans la différenciation.Les protéines Dok-1 et Dok-2 jouent un rôle dans la régulation de la quiescence et la prolifération des CSH et des progéniteurs hématopoïétiques. Leur dérégulation pourrait jouer un rôle dans la pathogenèse de la LMMC, attestant leur fonction de suppresseur de tumeur. Il serait intéressant de lier leur fonction chez la CSH à la LMMC en elle-même et de mieux définir les mécanismes par lesquels les protéines Dok-1 et Dok-2 interviennent dans la leucémogenèse. / My work focused on the roles of Dok-1 and Dok-2 proteins in physiological hematopoiesis in the CSH and pathological hematopoiesis in the case of chronic myelomonocytic leukemia (CMML). They are negative regulators of the RAS/MAPK signaling pathway, activated upon receptor tyrosine kinase (RTK) triggering. Moreover, Dok1 and Dok2 gene ablation (Dok DKO) in mice induces a myeloproliferative syndrome illustrating myeloproliferative (MP) form of CMML. This MP-CMML subtype is primarily characterized by alterations of genes encoding for proteins involved in RAS pathway, found in 30% of MP-CMML cases.We have identified DOK1 and DOK2 nucleotide variants. The DOK2 L238P mutationhas been functionally studied, demonstrating that DOK2 L238P is an haploinsufficient loss of function mutant, inducing increased cell proliferation, correlated to MP-CMML phenotype.I also studied early hematopoiesis in Dok1 / Dok2 double KO (Dok DKO) mice. This model allowed us to demonstrate that Dok-1 and Dok-2 proteins act as switch regulators of HSC between quiescence and cell cycle entry. Moreover, they negatively regulate cell cycle in myeloid committed progenitors.Thus, Dok-1 and Dok-2 proteins appear to play an important role in the regulation of HSC quiescence and proliferation, as well as hematopoietic progenitors. Their deregulation by haploinsufficient mutation may play a role in the pathogenesis of the CMML, attesting to their function as tumor supressors. Finally, it would be interesting to link their function in HSCs to CMML pathogenesis and to further define the mechanisms by which Dok-1 and Dok-2 proteins are involved in leukemogenesis.

Les capacités d’auto-renouvellement ou de différenciation progressive en gamètes des cellules souches spermatogoniales (SSC) sont indispensables à la production de spermatozoïdes tout au long de la vie des individus de sexe mâle. Les travaux réalisés au cours de la thèse ont eu pour objectif de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires potentiellement impliqués dans le contrôle du devenir des SSC chez les poissons téléostéens. Grâce à une nouvelle lignée de poisson-zèbre transgénique exprimant la GFP sous le contrôle d’un nouveau fragment promoteur du gène vasa, nous avons caractérisé une sous-population de spermatogonies indifférenciées composés de doublets asymétriques. L’ensemble de nos observations suggère que ces doublets asymétriques constituent un pool de cellules souches recrutées pouvant soit poursuivre leur différenciation spermatique soit participer à la dynamique de renouvèlement du stock de SSC.Une approche de séquençage à haut débit des transcrits exprimés au sein des spermatogonies indifférenciées fluorescentes et des cellules de Sertoli met en évidence la diversité des voies de régulation paracrine potentiellement impliquées dans le contrôle du devenir des SSC (molécules d’adhésion cellulaire, cytokines, facteurs de croissance…). Les analyses phylogénétiques montrent que certaines de ces voies de régulation sont conservées chez les Gnathostomes alors que d’autres ont été perdues chez les tétrapodes ou les mammifères seulement. Une approche comparée initiée chez la truite arc-en-ciel confirme l’intérêt générique des données acquises chez / By their ability to self-renew or differentiate into gametes, the spermatogonial stem cells (SSCs) are essential for sperm production throughout the life of male. The work done during the thesis had for objective the understanding of the cellular and molecular mechanisms potentially involved in the fate of the SSC in the teleost fish. With a new line of transgenic zebrafish expressing GFP under the control of a new gene promoter fragment vasa, we characterized a subpopulation of undifferentiated spermatogonia composed of asymmetric doublet. The observation of the GFP protein indicates that these doublets can fragment to generate isolated spermatogonia. Transplantation of fluorescent spermatogonial cells into the abdominal cavity of a recipient embryo shows that these cells have all functional properties of SSC. All our observations suggest that asymmetric doublet constitute a pool of stem cells with bivalent fate:they can continue their sperm differentiation or participate in the dynamic renewal of SSC pool. A rnaseq based transcritpome analysis of transcripts expressed in undifferentiated spermatogonia fluorescent and Sertoli cells highlights the diversity of paracrine regulatory pathways potentially involved in the control of the SSC (cell adhesion molecules, cytokines, growth factors, primary metabolites). Phylogenetic analyzes show that some of these regulatory pathways are well conserved among all Gnathostomes while others were lost in tetrapods or mammals only. A comparative approach initiated in rainbow trout generic confirms the interest of the data acquired in th

La récidive tumorale est l'un des principaux obstacles à surmonter à l'avenir pour améliorer la survie globale des patients atteints de cancer du côlon (CCR). Les échecs thérapeutiques observés chez les patients sont compatibles avec une accumulation de cellules souches cancéreuses (CSCs) résistantes aux médicaments. Dans cette étude, nous démontrons que le récepteur nucléaire PXR (NR1I2) agit comme un régulateur important de la chimiorésistance des CSCs coliques et de leur capacité à initier la rechute tumorale après traitement. Nous avons d'abord montré que l'expression de PXR augmente avec celle de certains marqueurs des CSCs dans des cellules cancéreuses de patients CCR traitées par chimiothérapies. Nous avons constaté que PXR est préférentiellement exprimé dans les CSCs coliques et qu'il contribue à l'enrichissement des CSCs après chimiothérapies in vitro et in vivo. Par des approches de transcriptomiques, nous avons observé qu'au sein des CSCs coliques, PXR contrôle l'expression d'un large réseau de gènes marqueurs des CSCs coliques, ainsi que des gènes impliqués dans la résistance aux médicaments ou à l'apoptose, ou impliqués dans la dissémination métastatique. Enfin, l'inhibition de PXR par interférence à ARN diminue la survie et auto-renouvèlement des cellules souches cancéreuses du côlon in vitro, ainsi que leur capacité à résister à la chimiothérapie après xénogreffes, conduisant à des retards importants de rechute tumorale après traitements par chimiothérapies in vivo. Cette étude suggère fortement que l'inhibition ciblée de PXR peut représenter une stratégie de traitement néo-adjuvant afin de diminuer la résistance aux médicaments et la récidive des patients CCR via la sensibilisation des cellules souches cancéreuses aux chimiothérapies classiques. / Tumor recurrence is one of the major obstacles to overcome in the future to improve overall survival of patients with colon cancer. High rates and patterns of therapeutic failure seen in patients are consistent with a steady accumulation of drug-resistant cancer stem cells (CSCs). Here, we demonstrate that the nuclear receptor PXR (NR1I2) acts as a key regulator of colon CSC chemoresistance and of their ability to generate post-treatment tumor relapse. We first determined that the enrichment of PXR paralleled that of CSC markers upon treatment of colon cancer cells with standard of care chemotherapy. We found that PXR was highly expressed in colorectal cancer cells displaying CSC markers and function and that it was instrumental for the emergence of CSCs following chemotherapy in vitro and in vivo. mRNA profiling experiments in colon CSCs indicated that PXR transcriptionally controls a large network of genes including markers of stemness, genes involved in resistance to drug/apoptosis or migration/invasion. Finally, PXR down-regulation altered the survival and self-renewal of colon CSCs in vitro and hampered their capacity to resist chemotherapy in vivo, leading to significant delays of post-chemotherapy tumor relapse. This study strongly suggests that targeting PXR may represent a novel treatment strategy to prevent drug resistance and recurrence through the sensitization of CSCs to standard chemotherapy. Taken together, our data strongly suggest that PXR plays an instrumental role in the so-called "intrinsic" pan-resistance of CSCs against therapy.

Ce projet vise à fournir une nouvelle compréhension moléculaire du programme de transcription impliqué dans la différenciation des cellules souches neurales en oligodendrocytes myélinisant. La logique de ce travail repose sur des études antérieures ayant montré le rôle des facteurs de transcription bHLH Olig2 et Ascl1, opérant en synergie dans la spécification des OPCs, les cellules progénitrices d‘oligodendrocytes . L‘objectif central de ce travail était de comprendre au niveau génomique et transcriptomique les mécanismes par lesquels Ascl1 et Olig2 agissent pour spécifier les OPCs. Nous avons suivi une stratégie utilisant l'analyse du transcriptome et des profils de fixation des facteurs de transcription par immuno- précipitation de la chromatine. Nous avons pu identifier les cibles directes de Ascl1 et Olig2 dans les OPC et lors de la différenciation des oligodendrocytes. Nous avons également identifié de nouveaux marqueurs spécifiques des différents stades des lignées oligodendrocyte et nous sommes concentrés sur Chd7 et Tns3, deux gènes régulé par Ascl1 etOlig2 et enrichis dans la lignée oligodendrogliale à deux stades intéressants, la phase de spécification précoce et la transition entre la migration et la différenciation des oligodendrocytes, respectivement. De plus, nous avons porté notre attention sur le rôle spécifique des oligodendrocyte dans la synthèse de la créatine et son rôle possible de support métabolique dans la synthèse de myéline et de support axonal. Nous avons également initié une approche de repositionnement toxicogénomique pour identifier de nouvelles molécules à tester dans le cadre de maladie demyélinisantesLa plupart des traitements disponibles pour traiter les maladies démyélinisantes sont basées sur une approche immune modulatrice et anti-inflammatoire. A ce jour, aucun n'est en mesure de promouvoir directement la réparation de la myéline de manière efficace. Nous espérons que les gènes dont l'expression est régulée dans les lésions de démyélinisation identifiés lors de cette étude permettront de mieux comprendre le mécanisme de remyelinisation et le développement de nouvelles stratégies dans les maladies démyélinisantes telles que la sclérose en plaques ou dans les leucodystrophies. / Our project aims to provide a new molecular understanding of the transcription program involved in neural stem cells differentiation into oligodendrocytes. The rational of this work relies on previous studies demonstrating that the bHLH transcription factors Olig2 and Ascl1 work in synergy to specify OPCs, the oligodendrocyte progenitor cells. One central goal of this work was to understand at a genomic and transcriptomic level, how Ascl1 and Olig2 work together to specify OPCs. We followed a strategy using genome-wide transcriptome analysis and chromatin immuno-precipitation to characterize Ascl1 and Olig2 directly regulated genes in OPCs and during oligodendrocyte differentiation.We identified new specific markers of different stage of the neural lineages and new important genes correlated to OPCs differentiation. We focused on Chd7 and Tns3, two genes which expressions are driven by Ascl1 and Olig2 and enriched in the oligodendroglial lineage at two interesting stage, the early specification stage and the transition between migrating and differentiating oligodendrocytes, respectively. Moreover, we identified the myelinating oligodendrocyte as the cell in charge of the creatine synthesis in the brain and potentially driving axonal metabolic support. We also used an approach a toxicogenomic and drug repositioning approach to identify new molecules known to modify OPCs and myelin genes but untested in the context of demyelinating diseases. As currently, most of the available treatments for demyelinating diseases are based on immuno-modulatory and anti-inflammatory drugs but none are able to directly promote myelin repair, we expect that these identified genes involved in oligodendrogenesis and whose expression are regulated in demyelinated lesions will allow the development of new therapeutic strategies promoting an efficient remyelination in demyelinating diseases such as Multiple sclerosis or leukodystrophies.

Le glioblastome est la tumeur cérébrale de mauvais pronostic la plus fréquente et la plus agressive. Les traitements actuels combinent la chirurgie à la radio thérapie et la chimiothérapie. Cependant ces traitements sont peu efficaces. Le taux de récidive est élevé et la survie moyenne est de 15 mois.La récidive s'explique en partie par la présence de cellules initiatrices de glioblastomes (CIG). Ces cellules possèdent des propriétés de cellules souches adultes. Elles s'auto-renouvellent en maintenant un pool de cellules tumorales et se différencient en différents types cellulaires. Elles sont aussi résistantes aux thérapies par l'activation de mécanismes d'élimination des molécules destinées à les détruire. L'engagement des CIGs vers un état tumoral différencié diminue fortement leur potentiel tumorigénique les rendant plus vulnérables.Le facteur de transcription EGR1 est impliqué dans des processus biologiques comme la prolifération et la différenciation. Dans les CIG l'expression d'EGR1 est anormalement élevée. Ce niveau diminue lorsque les cellules se différencient. L'expression d'EGR1 est donc corrélée avec un état souche suggérant sa contribution dans la régulation de la prolifération des CIG ou dans le maintien de cet état.Mon objectif est de caractériser le rôle d'EGR1 dans la régulation de l'état proliférant des CIG.Nous avons démontré l'implication d'EGR1 dans une cascade de régulation impliquant le mir18a* et les gènes SHH et GLI1. Il contribue ainsi à l'autorenouvellement, à la prolifération et au maintien de l'état souche des CiGs. De plus en régulant directement le gène PDGFa, EGR1 entretient ce système régulatoire par une deuxième boucle moléculaire. / Glioblastoma is the most commun and agressive cerebral tumor. The current treatments combine surgery with chemotherapy and radiotherapy. However these treatments are poor effective. The relapse is frequent and the rate survival is less than 18 months.The relapse is in part due to the presence of glioblastoma initiating cells (GIC). The cells have stem cell properties. They can self-renew to maintain a pool of tumor cells and they can differentiate in different kind of tumor cells. They are also able to resist to the therapies by activating mechanisms of drug efflux. The commitment of GIC toward a differentiated tumor state decreases strongly their tumorigenic potential.EGR1 transcription factor is involved in many biological processes such as proliferation and differentiation. In the GIC EGR1 expression is abnormally elevated. This level decreases when cells are differentiated. EGR1 expression is strongly correlated with stem state suggesting its contribution in the proliferation regulation of GIC or in the maintenance of this state.My aim is to characterize the role of EGR1 in the regulation of proliferating state of the GIC.We have demonstrated the involvement of EGR1 in the pathway involving the mir18a* and the genes SHH and GLI1. It contributes so to the self-renewal, to the proliferation and to the maintenance of the stem state of GIC. In addition by directly regulating the gene PDGFa EGR1 maintains this system by a second molecular loop.