Les cellules souches embryonnaires (CSE) sont un outil essentiel pour la recherche biomédicale. Elles ont à la fois la particularité de se multiplier de manière indéfinie tout en gardant leurs propriétés souches et l’incroyable capacité de donner naissance à tous les types cellulaires de l’organisme. Ces caractéristiques ouvrent de nouvelles perspectives pour la médecine régénérative mais également pour la mise au point de nouveaux essais thérapeutiques. Une des révolutions majeures reposant sur la reprogrammation cellulaire des cellules somatiques adultes en cellules souches, permet notamment d’entrevoir de nouvelles applications thérapeutiques. Les mécanismes moléculaires, tels que la méthylation de l’ADN, les modifications d’histones, et l’intervention de facteurs épigénétiques dans le remodelage de la chromatine, jouent un rôle essentiel dans la reprogrammation cellulaire et le contrôle de la pluripotence des cellules souches. L’épigénome des CSE doit non seulement maintenir l’expression des gènes associés à la pluripotence, mais également permettre une activation rapide et spécifique des gènes impliqués dans les étapes de différenciation cellulaire. Une des modifications ayant un rôle important dans l’homéostasie des CSE correspond aux méthylations d’histones H3K9 et H3K27 essentiellement associées à une répression transcriptionnelle. Ces modifications sont effectuées par des lysines méthyltransferases (HKM) dont G9a, ou bien EZH2 appartenant au complexe Polycomb PRC2. Elles recrutent également ces complexes protéiques permettant le maintien et la propagation de la modification le long du génome. Ainsi, dans ce contexte, mes travaux de thèse ont eu pour objectif de caractériser deux facteurs épigénétiques potentiels reconnaissant les histones H3K9me et H3K27me et interagissant avec le complexe PRC2. Ces études ont permis de mieux comprendre le rôle de ces protéines dans la régulation des cellules souches embryonnaires murines. Nos premières données ont montré que nos gènes candidats sont fortement exprimés dans les cellules souches embryonnaires murines (mESC) contrairement aux cellules différenciées. Par la suite, l’expression forcée d’un de ces facteurs altère la différenciation des CSE induite par le retrait de la cytokine LIF. Pour mieux comprendre comment le maintien de l’expression de notre facteur empêche la différenciation des cellules souches embryonnaires, nous avons analysé l’expression des facteurs de pluripotence Oct4, Nanog, Sox2 et Klf4. Nous avons noté un maintien de l’expression de ces facteurs ainsi que le maintien de la régulation des signaux intracellulaires intervenant en amont tels que: l’activation de la voie JAK-STAT3 pour le maintien à l’état pluripotent des ESC, et la diminution de la voie MAPK-ERK impliquée dans les processus de différenciation / Embryonic stem cells (ES cells) are an essential tool for biomedical research. They have the particularity to multiply indefinitely while keeping their stemness properties, and the incredible ability to generate all cell types of the body. These characteristics open up new perspectives for regenerative medicine but also for the development of new therapeutic trials. One of the major revolutions based on the cellular reprogramming of adult somatic cells into stem cells makes it possible to glimpse new therapeutic applications. Molecular mechanisms, such as DNA methylation, histone modifications, and the intervention of epigenetic factors in chromatin remodeling, play a critical role in cell reprogramming and pluripotency. The CSE epigenome must maintain not only the expression of genes associated with pluripotency but also allow rapid and specific activation of genes involved in cell differentiation. One of the modifications having an important role in the homeostasis of the CSE corresponds to histone methylations H3K9 and H3K27 essentially associated with transcriptional repression. These modifications are carried out by lysine methyltransferases (HKM) including G9a, or EZH2 belonging to the Polycomb PRC2 complex. They also recruit these protein complexes to maintain and propagate the change along the genome. Thus, in this context, my thesis work aimed to characterize two potential epigenetic factors recognizing histones H3K9me and H3K27me and interacting with the PRC2 complex. These studies have provided a better understanding of the role of these proteins in the regulation of murine embryonic stem cells. Our first data showed that our candidate genes are strongly expressed in murine embryonic stem cells CGR8 (mESC), unlike differentiated cells. Subsequently, the forced expression of one of these factors alters the CSE differentiation (CGR8) induced by LIF cytokine withdrawal. To better understand how maintaining the expression of our factor prevents the differentiation of embryonic stem cells, we analyzed the expression of pluripotency factors Oct4, Nanog, Sox2 and Klf4. We noted maintenance of the expression of these factors as well as the maintenance of the regulation of signals intervening upstream: including the maintenance of the activation of the JAK-STAT3 pathway for the maintenance of the pluripotent state, and the decrease of the MAPK-ERK pathway involved in differentiation processes
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018LYSE1333 |
| Date | 18 December 2018 |
| Creators | Benaissa, Marine |
| Contributors | Lyon, Mulligan, Peter |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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