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.

La thérapie canalaire occasionne à la dent traitée une perte de sensibilité et de vitalité. La dent n’est plus en mesure de combattre une infection éventuelle et reste fragile. Pour une dent permanente immature nécrosée, la perte de vitalité peut mener à l’arrêt de la croissance radiculaire. La mise au point d’une technique de régénération est nécessaire pour guider le processus de différenciation des cellules souches vers le type cellulaire désiré et permettre de regagner la vitalité du tissu pulpaire. L’étude a pour but d’examiner si une matrice poreuse à base de collagène permet la différenciation des cellules souches humaines de la pulpe dentaire (CSPD) en cellules odontoblastiques. Des CSPD ont été mises en culture avec ou sans facteurs de différenciation odontoblastique, en monocouche ou en présence de la matrice collagénique. L’adhésion a été observée à 6 et à 24 h. La prolifération a été étudiée par la technique d’incorporation du bromure 3-(4,5- diméthylthiazol-2-yl)-2,5-diphényltétrazolium (MTT) à 3 et 5 jours. La morphologie cellulaire a été visualisée par microscopie optique à 3 et 7 jours. La formation de tissu calcifié et l’activité de la phosphatase alcaline (ALP) ont été évaluées à 2, 3 et 4 semaines. La sialophosphoprotéine de la dentine (SPPD) et l’ostéocalcine (OC) ont aussi été examinées par transfert de protéines. Les résultats montrent que les CSPD adhèrent et prolifèrent en présence du milieu de différenciation et de la matrice de collagène. Il y a production d’ALP et de tissu calcifié en présence du milieu de différenciation et de la matrice de collagène. L’analyse protéique indique la production de SPPD et d’OC, confirmant la différenciation de CSPD en cellules odontoblastiques au contact de la matrice de collagène. La matrice de collagène pourrait offrir un microenvironnement favorisant la différenciation des CSPD en odontoblastes dans le système canalaire in vivo. / Root canal therapy results in loss of tooth sensitivity and vitality. The tooth cannot respond to subsequent infections and become brittle. When permanent teeth become necrotic at early patient age, the treatment options are limited and the long-term survival of these teeth is questionable due to the thin, incompletely formed dentin walls and the minimal crown-root ratio. The regenerative endodontic procedures offer a new treatment option to promote healing as well as replace the pulp-dentin complex with a possible recovery of the pulp vitality. The objective of this study was to investigate if a biological porous collagen scaffold promotes differentiation of human dental pulpal stem cells (DPSC) into odontoblast-like cells. DPSCs were cultured in standard or differentiation medium either in monolayer or in contact with a collagen scaffold. The adhesion of DPSCs was observed at 6 and 24 h. The cell proliferation was studied by using 3-(4,5- dimethylthiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay, at 3 and 5 days. Cellular morphology was visualized by optic microscopy at 3 and 7 days. Tissue mineralization and alkaline phosphatase activity (ALP) were appreciated after 2, 3 and 4 weeks. Dentin sialophosphoprotein (DSPP) and osteocalcin (OC) were examined by Western blot. The results showed that DPSCs adhere and proliferate in contact with the collagen scaffold. Production of calcified tissue and ALP were observed when DPSCs were cultured on the collagen scaffold. Protein analysis demonstrated production of DSPP and OC, which confirms the presence of odontoblast-like cells when in contact with the collagen scaffold. Overall, our study demonstrated the potential use of the porous collagen scaffold to promote DPSC differentiation in odontoblast-like cells in root canal system in vivo.

La greffe de cellules souches hématopoietiques (CSH) est un traitement intensif pour des désordres hématologiques et des tumeurs solides réfractaires. La fatigue est l'un des symptômes souvent rapporté et les facteurs associés à ce phénomène sont peu connus. Alors que le modèle des systèmes de Neuman et Fawcett (2002) en sciences infirmières permet l'agencement des concepts de l'étude, la théorie de stress de (Herbert & Cohen, 1996) permet de valider l'objectif principal de cette étude qui est de vérifier sa capacité à prédire la fatigue et le vigueur des personnes qui ont reçu une greffe de cellules souches hématopoietiques. L'objectif secondaire est de décrire la relation entre le niveau d'hémoglobine et la fatigue. Un total de 83 participants adultes a été recruté. Les stresseurs liés au cancer (β = 0,29; p < 0,05) expliquent 16 % de la fatigue après une greffe. Pour la vigueur, l'exercice physique (β = 0,30; p < 0,001), la perception d'une vie sociale satisfaisante (β = 0,23; p < 0,05), le fait de travailler (β = 0,18; p < 0,05) et un bas niveau de détresse émotionnelle (β = -0,21; p < 0,01) expliquent 42 % de la variance de la vigueur. Ainsi, des variables psychosociales liées au stress expliquent la fatigue persistante après une greffe de CSH. De plus, une relation significative a été trouvée entre le niveau d'hémoglobine (r = -0,33; p < 0,01) et la fatigue. En utilisant le modèle des systèmes de Neuman et Fawcett, l'infirmière peut développer pour ses patients, des interventions primaires, secondaires et tertiaires visant à diminuer les effets négatifs des stresseurs pouvant conduire à la fatigue. Ces interventions infirmières pourraient aussi être centrées sur des stratégies qui permettraient d'améliorer le niveau d'énergie (la vigueur) par la pratique de l'exercice physique et une approche globale de la gestion de stress.

La maladie de Steinert est la plus fréquente des dystrophies musculaires de l’adulte. Les mécanismes moléculaires responsables de cette maladie sont en grande partie inconnus. Afin de faire progresser les recherches sur cette maladie, il est essentiel de pouvoir disposer de modèles cellulaires in vitro possédant une grande capacité proliférative. Il est également important de pouvoir disposer de modèles cellulaires non seulement du muscle squelettique, mais aussi du cerveau et du cœur, deux organes touchés par la maladie. La reprogrammation de cellules somatiques humaines en cellules souches induites à la pluripotence (iPS) est une nouvelle technique apparue en 2007 (Yamanaka et al, 2007). Mon projet de recherche a porté sur la reprogrammation de fibroblastes humains DM1 en iPS DM1. Nous avons été en mesure de dériver plusieurs lignées d’iPS à partir de fibroblastes de patients atteints de la DM1. Nous avons été en mesure de réaliser une caractérisation préliminaire d’une des lignées attestant le caractère pluripotent des cellules souches obtenues. Nous avons également été capables de générer des précurseurs de neurones, à partir de ces iPS, exprimant les marqueurs MAP2 et TAU. Les résultats obtenus nous permettent de penser que l’objectif initial de reprogrammer des fibroblastes de patients en iPS a été atteint. / Steinert disease is the most common adult muscular dystrophy. Unfortunately, the molecular mechanisms of that disease still misunderstood. To increase the knowledge’s, it is essential to have some cellular models available with a good proliferation capacity. It is also important to be able to establish in vitro models of heart and brain, which are also affected by the disease. Since 2007, it is possible to turn somatic cells into pluripotent stem cells. My project was to differentiate human fibroblasts of patients into induced pluripotent stem cells. We were able to reach that goal. A preliminary characterization was done to show the pluripotency of those cells. We were also able to differentiate those cells into neurons precursors expressing MAP2 and TAU proteins. Those results allow us to think that the original goal of establish induced pluripotent stem cells from Steinert patients is reach.

La radiothérapie utilisée pour le traitement des tumeurs cancéreuses peut entraîner des lésions cutanées (radiodermites) difficiles à guérir. Il n'existe actuellement aucun traitement curatif pour la prise en charge de ces lésions extrêmement débilitantes pour les patients. Le but de mon projet de maîtrise est de mieux comprendre, grâce à un modèle préclinique, l'impact dose-dépendant des rayonnements ionisants sur la peau précocement et tardivement après la radiothérapie. Nous voulons également caractériser comment le processus de guérison de cette peau irradiée est affecté après la chirurgie et ainsi pouvoir évaluer quantitativement l'efficacité de nouveaux traitements potentiels. Nous avons mis au point des pansements biologiques composés de cellules souches extraites du tissu adipeux humain (ASC) qui sécrètent des niveaux élevés de facteurs pro-guérison. Ces tissus naturels sont produits sans biomatériaux en culture sans sérum, qui sont des caractéristiques appréciées au vu d'une application clinique. Ces pansements, appliqués aux lésions radiologiques, pourraient agir en synergie avec l'oxygénothérapie hyperbare (HBOT), dont les effets sur la guérison des plaies radiologiques sont présumés. Notre hypothèse est que dans notre modèle murin, nous pourrons recréer et caractériser les effets néfastes de l'irradiation afin d'évaluer le potentiel thérapeutique de l'application topique des pansements biologiques seule ou en combinaison avec la thérapie hyperbare. Les différentes doses d'irradiation ont entraîné des altérations cutanées modérées à graves de la peau et la cicatrisation est significativement retardée dans la peau irradiée. Nos données indiquent que l'application hebdomadaire des pansements biologiques et les sessions d'HBOT, seules ou combinées, favorisent significativement la vitesse de cicatrisation, la néoangiogenèse et réduisent significativement la fibrose cutanée de la peau irradiée. Ces travaux ont permis d'établir un modèle murin afin d'évaluer l'impact physiopathologique de l'irradiation et l'efficacité de ces traitements pour améliorer la guérison, accélérer le rétablissement et à terme redonner aux patients une meilleure qualité de vie. / Radiotherapy used to treat cancer tumors can produce skin lesions (radiodermatitis) that are difficult to heal. There is currently no curative treatment for the management of these lesions, which are extremely debilitating for patients. The goal of my master's project is to better understand, using a preclinical murine model, the dose dependent impact of ionizing radiation on the skin at early and late stages after radiotherapy. We also want to characterize how the healing process of this irradiated skin after surgery is affected and thus be able to quantitatively determine the efficacy of new treatments. We have developed biological dressings using human adipose-derived stem/stromal cells (ASCs) that secrete high levels of prohealing factors. These natural cell-based tissues are produced without exogenous biomaterials and feature an abundant human extracellular matrix. These living biological dressings, applied to radiological wounds, could work in synergy with hyperbaric oxygen therapy (HBOT), which is presumed to have benefits for radiological wound healing. Our hypothesis is that using our murine model, we will recreate and study the negative effects of irradiation in order to evaluate the therapeutic potential of topical application of biological dressings alone or in combination with hyperbaric therapy. The different doses of irradiation resulted in moderate to severe skin changes and healing was significantly delayed in the irradiated skin. Our data indicate that HBOT sessions combined with weekly application of the biological dressings significantly promoted the kinetics of healing, neoangiogenesis and significantly reduced fibrosis in the irradiated skin. This work validates the establishment of a preclinical model to evaluate the pathophysiological impact of irradiation and the effectiveness of these treatments in improving healing, accelerating recovery and ultimately giving patients a better quality of life.

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.

L'anémie de Fanconi (AF) est une pathologie génétique rare (1/350 000 naissances), transmise selon le mode récessif. Son tableau clinique regroupe de nombreuses malformations congénitales, une aplasie médullaire, une pancytopénie et une prédisposition accrue aux cancers. Au plan cellulaire, une mutation sur l'un des treize gènes Fanconi suffit à induire une instabilité chromosomique et une hypersensibilité aux agents pontant l'ADN. La perte de fonction des protéines Fanconi est probablement responsable du défaut d'autorenouvellement des cellules souches hématopoïétiques (CSH) et de l'état pro-apoptotique des progéniteurs médullaires. Les principaux traitements ont une très faible efficacité et induisent de dangereuses complications (toxicité, leucémies). La thérapie génique qui consiste à introduire ex vivo dans les CSH, une copie fonctionnelle du gène Fanconi altéré, apparaît ici comme le traitement alternatif le plus prometteur. Les premiers travaux effectués dans le laboratoire et confirmés pas d'autres, ont montré que la correction génique ex vivo est néfaste pour les CSH Fanconi. Une nouvelle approche thérapeutique a été mise en place, consistant à introduire la copie fonctionnelle du gène altéré directement in vivo, par injection intra-fémorale (IIF). Cette technique novatrice permet de délivrer le gène dans le milieu natif des CSH, leur évitant le stress induit par la culture. Après l'IIF de virions porteurs du gène EGFP (enhanced green fluorescent protein), des analyses sanguines mensuelles montrent une augmentation régulière de la fluorescence, confirmant l'efficacité technique du transfert génique in vivo. L'étape suivante consistait en l'injection du gène correcteur FancC, en fusion avec le marqueur EGFP (FancC-EGFP), dans des souris FancC-/-, FancA-/- et sauvages. L'expression sanguine de la protéine FANCC-EGFP confirme la transduction de cellules médullaires. L'efficacité de correction est évaluée lors de tests de survie des souris aux injections intra-péritonéales d'un agent pontant l'ADN : la mitomycine-C (MMC), sur une période de quinze semaines. Ce traitement vise à évaluer l'effet correcteur de la transduction et la fonctionnalité de la protéine transgénique, seules les cellules corrigées seront en mesure de restaurer l'intégrité de leur ADN et de proliférer. La nature des cellules corrigées a été analysée au cours de transplantations successives. Les résultats démontrent que les CSH FancC-/- recouvrent, après correction in vivo, par le transgène FancC-EGFP, une fonctionnalité semblable à celle des sauvages. Les résultats préliminaires obtenus dans le modèle murin aplasique confirment l'efficacité de la correction génique et sont particulièrement encourageants puisqu'ils permettent d'envisager l'IIF comme une nouvelle approche thérapeutique pour le traitement de l'AF.