Etude de la formation des podosomes endothéliaux en réponse au TGFß (rôle essentiel du récepteur de type I, ALK1, et de la fibronectine dans un contexte d'activation de la cellule endothéliale)

Le TGFB(bêta) est un facteur clé dans l'homéostasie du réseau vasculaire. Le laboratoire a découvert que le TGFB(bêta) induit des podosomes dans les cellules endothéliales (CE) artérielles in vitro. Ces microdomaines riches en F-actine, sont capables de dégrader localement la matrice extracellulaire. Nous avons mis en évidence des structures de même type dans l endothélium natif, démontrant la pertinence des observations in vitro. Les CE expriment 2 récepteurs de type I au TGFB(bêta), ALK5 et ALK1, dont les fonctions respectives sur les CE font l objet de controverses. Nous montrons in vitro, que l assemblage des podosomes est dépendant de ALK1 et est induit dans un contexte d'activation de la CE. La fibronectine, présente dans la matrice lors de situations d'activation de la CE, est régulée par TGFB(bêta) /ALK1 dans notre modèle et est essentielle à la formation des podosomes. L'ensemble des données obtenues laisse présager un rôle des podosomes endothéliaux dans le remodelage artériel en réponse au TGFB(bêta).TGFB(beta), a pleiotrop cytokine, acts as an important regulator for the maintenance of vascular homeostasis. Our team has discovered, for the first time, that TGFB(beta) induces podosomes formation in aortic endothelial cells (EC) in vitro. Podosomes are highly dynamic adhesion microdomains formed at the ventral membrane, consisting of a core of F-actin and actin-associated proteins, surrounded by a ring structure which in turn is consisting of plaque proteins as well as signaling proteins. In addition to the presence of specific markers, they are distinguished from other adhesion structures by the presence of metalloproteases, endowing them with the ability to degrade the extracellular matrix locally. We have bringing to light these structures in the endothelium of native arterial vessel exposed to biologically active TGFB(beta), showing relevance of these structures. Endothelial cells express two types I receptors of TGFB(beta), ALK5 and ALK1, which relative function on EC are controversial. We show in our model in vitro, that podosomes formation is ALK1-dependent and are induced when EC are in an active background. Fibronectin, an extracellular matrix component which is present during active situation, is regulated by TGFB(beta)/ALK1 signaling pathway and is essential for podosomes formation. This work open up new avenues to study the role of podosomes in vascular pathophysiology. We propose that podosomes are involved in arterial vessel remodeling.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Cells

Stem cells isolated from the apical papilla of wisdom teeth (SCAPs) are an attractive model for tissue repair due to their availability, high proliferation rate and potential to differentiate in vitro towards mesodermal and neurogenic lineages. Adult stem cells, such as SCAPs, develop in stem cell niches in which the oxygen concentration [O] is low (3-8% compared with 21% of ambient air). In this work, we evaluate the impact of low [O] on the physiology of SCAPs isolated and processed in parallel at 21% or 3% O without any hyperoxic shock in ambient air during the experiment performed at 3% O. We demonstrate that SCAPs display a higher proliferation capacity at 3% O than in ambient air with elevated expression levels of two cell surface antigens: the alpha-6 integrin subunit (CD49f) and the embryonic stem cell marker (SSEA4). We show that the mesodermal differentiation potential of SCAPs is conserved at early passage in both [O], but is partly lost at late passage and low [O], conditions in which SCAPs proliferate efficiently without any sign of apoptosis. Unexpectedly, we show that autophagic flux is active in SCAPs irrespective of [O] and that this process remains high in cells even after prolonged exposure to 3% O

The Journey of SCAPs (Stem Cells from Apical Papilla), from Their Native Tissue to Grafting: Impact of Oxygen Concentration

Tissue engineering strategies aim at characterizing and at optimizing the cellular component that is combined with biomaterials, for improved tissue regeneration. Here, we present the immunoMap of apical papilla, the native tissue from which SCAPs are derived. We characterized stem cell niches that correspond to a minority population of cells expressing Mesenchymal stromal/Stem Cell (CD90, CD105, CD146) and stemness (SSEA4 and CD49f) markers as well as endothelial cell markers (VWF, CD31). Based on the colocalization of TKS5 and cortactin markers, we detected migration-associated organelles, podosomes-like structures, in specific regions and, for the first time, in association with stem cell niches in normal tissue. From six healthy teenager volunteers, each with two teeth, we derived twelve cell banks, isolated and amplified under 21 or 3% O2. We confirmed a proliferative advantage of all banks when cultured under 3% versus 21% O2. Interestingly, telomerase activity was similar to that of the highly proliferative hiPSC cell line, but unrelated to O2 concentration. Finally, SCAPs embedded in a thixotropic hydrogel and implanted subcutaneously in immunodeficient mice were protected from cell death with a slightly greater advantage for cells preconditioned at 3% O2

Implication des Rho GTPases dans la survie cellulaire et l'adhérence (caractérisation d'une nouvelle voie d'activation de la kinase Akt par Rac)

Les RhoGTPases régulent une multitude de fonctions cellulaires. Les travaux présentés dans cette thèse mettent en évidence les interrelations entre deux phénomènes majeurs contrôlés par cette classe de molécules que sont la régulation de l organisation du cytosquelette d actine et la survie cellulaire. L adhérence à la matrice extracellulaire joue un rôle actif dans la survie cellulaire essentiellement grâce à la kinase Akt qui assure la protection contre l apoptose. La 1ère partie de ce travail a permis de caractériser une nouvelle voie d activation d Akt par la GTPase Rac, sollicitée dans des situations où l interaction avec la matrice est réduite. Mise en évidence dans des cellules non adhérentes, nos travaux montrent que cette voie est également opérationnelle dans des cellules adhérentes mises en suspension. Ces observations sont supportées par la mise en évidence, in vitro, d un complexe contenant Akt et Rac activées dans les cellules en suspension. Dans la 2ème partie, nous avons exploré le rôle des RhoGTPases dans la morphologie de cellules leucémiques atypiques, qui présentent des prolongements cytoplasmiques caractéristiques, les Tricholeucocytes. Nous démontrons une relation entre cette morphologie et un fort taux d activation des GTPases Rac et Cdc42. Le traitement de ces cellules à l IFNa normalise ces activités par un mécanisme faisant intervenir RhoA et p53. Dans la 3ème partie, nous nous sommes intéressés à des structures d adhérence appelés podosomes dont la formation est dépendante des GTPases Cdc42 et RhoA. Nous avons montré pour la première fois, l existence de ces structures in vivo.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Rôles du TGFb1 dans la régulation de la différenciation myélo-monocytaire

L'objectif principal de ce travail est la mise en évidence du rôle du TGFb1 dans la différenciation myélo-monocytaire.b Nous avons montré que le TGFb1 agit sur l'activation de Rap1 et de l'intégrine amb2 chez une lignée pro-monocytaire humaine et chez les monocytes : le TGFb1 réduit considérablement l'activation de Rap1 et des intégrines b2, ainsi que la migration transendothéliale. Dans le contexte de la pathologie athéroscléreuse, le TGFb1 possèderait ainsi la caractéristique de réduire les premie res étapes du processus inflammatoire à savoir le recrutement des monocytes, l'adhérence à l'endothélium et la migration transendothéliales, et pourrait ainsi exercer un rôle protecteur dans la pathologie de l'athérosclérose. Nous avons également montré que le TGFb1 en synergie avec CD44 était impliqué dans le processus de différenciation myélo-monocytaire. Ainsi en présence deCD44, le TGFb1 induit l'expression de p47phox, un composant de la NAPH oxydase fonctionnelle.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF