La migration cellulaire est un phénomène essentiel au développement, à l'immunité et à la cicatrisation. Pourtant, l'activation des programmes de migration en dehors des situations physiologiques peut avoir des effets néfastes. Par exemple, la migration cellulaire permet aux cellules d'une tumeur primaire d'envahir de nouveaux territoires et d'installer des tumeurs secondaires ou métastases. Lorsqu'une migration cellulaire est initiée à partir d'un tissu épithélial, ces cellules doivent acquérir des caractéristiques mésenchymateuses. Pour cela, elles diminuent leur adhérences cellule-cellule, perdent leur polarité apico-basale, réorganisent leur cytosquelette, changent d'adhérence à la matrice et modifient la composition et l'organisation de la matrice. C'est ce qu'on appelle la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). La famille des Métalloprotéinases Matricielle (MMP) est connue pour participer au remodelage de la matrice. Les MMPs sont au nombre de 25 et sont sécrétées ou membranaires. L'une de ces MMP membranaires est MMP14 ou MT1-MMP. Elle participe à la migration physiologique et pathologique via la dégradation de composants de la matrice. Elle dégrade également des protéines non matricielles sécrétées ou membranaires. De plus, MMP14 agit indépendamment de son activité catalytique en régulant par exemple l'activation de petites GTPases, de voies de signalisation et en contrôlant l'expression de gênes. Cependant, beaucoup d'études sur MMP14 ont été faites in vitro et ex vivo et il n'est pas clair si toutes les fonctions de MMP14 sont retrouvées in vivo. Plus spécifiquement les fonctions possibles de MMP14 dans la TEM et la migration in vivo sont encore mal définies. Nous proposons d'utiliser les crêtes neurales (CN) de l'embryon de poulet comme modèle pour étudier MMP14 au cours de la TEM et de la migration in vivo. Les CN sont des cellules embryonnaires retrouvées dans la partie dorsale du tube neural. Les CN réalisent une TEM pour quitter le tube neural avant de parcourir de longues distances et donner de nombreux types cellulaires. Les CN se séparent en deux populations, les CN céphaliques retrouvées dans la tête et les CN troncales dans le reste de l'embryon. Ces deux populations de CN réalisent des TEM différentes, avec une TEM rapide et massive pour les CN céphaliques et plus lente et en continue pour les CN troncales. Même si ces TEM sont différentes, elles présentent une diminution des jonctions cellulaires, une perte de la polarité apico-basale, un changement d'adhérence à la matrice et une réorganisation de la matrice. Une particularité des CN troncales est la localisation du noyau en position basale de l'épithélium juste avant la sortie du tube neural. Plusieurs substrats de MMP14 sont retrouvés dans la TEM et la migration des CN et une étude a montré par PCR la présence de l'ARNm de MMP14 dans les CN céphaliques de poulet. L'objectif de la thèse est d'explorer la fonction de MMP14 au cours de la TEM et de la migration des CN. Nous avons montré que MMP14 est exprimée dans les deux populations de CN au cours de la TEM et de la migration. / Cell migration is an essential event during embryonic development, immunity and wound healing. Furthermore, the activation of migration program in non-physiologic conditions can have side effects. For example, cell migration promotes invasion of primary tumor cells in new territories and the formation of secondary tumors or metastasis. When an epithelial tissue initiates migration, epithelial cells need to gain mesenchymal attributes. To this end, they decrease their cell-cell adhesions, loss their apico-basal polarity, reorder their cytoskeleton, change their matrix adhesions and modify the matrix composition and organization. This event is named epithelial-mesenchymal transition (EMT). The family of Matrix Metalloproteinase (MMP) is known to reshape the matrix. MMP family is composed of 25 members which are secreted or linked to the membrane. One of the membrane-bound MMP is MMP14 or MT1-MMP. MMP14 is known to promote physiological and pathologic cell migration by inducing degradation of numerous matrix components. MMP14 cleaves also non-matrix proteins which are secreted or membrane-bound. Moreover, MMP14 can act independently of its catalytic activity for example in the regulation of small GTPases, signaling pathway and in gene expression control. However, the vast majority of MMP14 related studies were conducted in vitro or ex vivo and it is not clear whether some of its functions occur in vivo. More specifically, MMP14's putative functions in EMT and migration are still ill-defined. We propose to use the Neural Crest (NC) of chick embryo as model to study MMP14 during in vivo EMT and migration. NC is an embryonic cell population located in the dorsal part of the neural tube. NC cells realize an EMT to leave the neural tube before performing a long-distance migration and producing a myriad of cell types as neurons, bones and cartilages of the face and pigment cells. NC cells are divided in two populations, the cephalic NC in embryo's head and the trunk NC in the posterior part. The cephalic NC perform a fast and massive EMT while the trunk NC's EMT is slower and continuous. Although the EMT are different, they conserve common characteristics with a decrease of cell junctions, a loss of the apico-basal polarity, a change of matrix adherence and a rearrangement of the matrix. One particularity of trunk NC is the epithelium basal position of the nucleus just prior their exit from the neural tube. Many MMP14's substrates are found during NC EMT and migration and a study suggested by PCR that chick cephalic NC express MMP14 mRNA. The goal of this thesis is to explore the function of MMP14 during chick NC EMT and migration. Our results show that MMP14 is expressed by the two populations of NC during EMT and migration. Moreover, MMP14 cell localization changes from apical to basal during EMT. Loss of function experiments show that MMP14 is needed for NC EMT. Our rescues with various MMP14 versions indicate that: 1/ the cytoplasmic domain is not essential, 2/ the extracellular domain is needed and 3/ the catalytic activity is not required for EMT. MMP14 is involved in the control of cell junctions by a switch between cadherin-6B and cadherin-7 but not in the remodeling of the matrix during NC EMT. We have also showed that MMP14 is necessary for the change of cell polarity during EMT. Furthermore, we have showed that MMP14 is needed for the formation of matrix adherence. In conclusion, our study shows that MMP14 is involved in NC EMT and migration and that NC are a good model to investigate MMP14 function in vivo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018TOU30321 |
| Date | 24 October 2018 |
| Creators | Andrieu, Cyril |
| Contributors | Toulouse 3, Theveneau, Eric |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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