Identification de nouveaux acteurs de la myogenèse adulte chez la souris (rôle de la signalisation Ephrin dans les cellules satellites du muscle du squelette chez la souris)

Abstract

Les cellules souches jouent un rôle central pour le développement et le maintien des tissus chez l animal. Dans le tissu musculaire squelettique, les fibres différenciées ne peuvent plus se diviser. La production de cellules musculaires est assurée au cours du développement, et au cours de la régénération (après lésion) par une population de cellules souches qui ont la capacité de se diviser et différencier en nouvelle fibre. Au cours de l embryogenèse de la souris, les muscles squelettiques sont formés par des cellules appelées progéniteurs musculaires. Ces cellules sont prolifératives et désorganisées et vont donner autour de la naissance les cellules satellites associées aux fibres qui sont quiescentes, organisées le long des fibres et capables de s activer et se différencier pour former une nouvelle fibre mais également capables de s auto renouveler. Ces cellules satellites sont considérés comme étant les cellules souches du muscle adulte. Cette transition aux alentours de la naissance est caractérisée par l acquisition du caractère souche des cellules satellites. Une étude transcriptomique par biopuce a été réalisée au laboratoire pour identifier les gènes qui pouvaient être impliqués dans la transition des progéniteurs embryonnaire en cellules satellites, et donc jouant un rôle potentiel dans l acquisition du caractère souche . Ainsi nous avons comparé les transcriptôme entre le stade embryonnaire (noté E17.5) et le stade post-natal (noté P12). Parmi les gènes qui ont été identifiés, j ai choisi de caractériser 2 gènes appartenant à la famille des protéines à doigts de zinc (Zcchc5, Zfp354c) et 2 gènes appartenant à la famille des Ephrins (EphA4, EphB1). En effet, ces gènes présentent une forte variation d expression au cours de la transition et leur rôle est inconnu dans le muscle squelettique. Les deux protéines à doigts de zinc et EphA4 sont réprimés dans les cellules satellites, alors que EphB1 est induit dans celles-ci. Dans d autres tissus, les Ephrins sont impliqués dans les contacts entre cellules, la migration et la différenciation. Ces voies de signalisation pourraient donc jouer un rôle potentiel dans l interaction fibre/cellules satellites. Mon projet de thèse a permis de caractériser le rôle de ces nouveaux gènes candidats dans la myogenèse et l acquisition du caractère souche des cellules satellites. Pour cela, je me suis intéressée à leurs effets potentiels sur l activation, la prolifération, la différenciation et/ou l auto renouvellement des cellules satellites. La technique de culture sur fibres isolées flottantes a été utilisée. Après isolement des fibres isolées, elles ont été infectées afin de produire une surexpression (en gain de fonction pour Zcchc5, Zfp354c, EphA4 et avec un dominant négatif pour EphB1) et observer les conséquences sur l homéostasie des cellules satellites. Les résultats obtenus grâce à ce modèle suggèrent que les protéines à doigts de zinc pourraient agir sur la survie des cellules satellites et les Ephrins sont plutôt impliqués dans le contrôle de la prolifération/différenciation des cellules souches adultes. Il a été montré également que le gène EphB1 était impliqué dans le processus de régénération musculaire. La compréhension des signaux moléculaires permettant le contrôle et la régulation d une population de cellules souches musculaires sont essentiels afin de pouvoir ouvrir de nouvelles perspectives de thérapies des pathologies musculairesGrowth and regeneration of the skeletal muscle require a population of muscle stem cells, the satellite cells, located in close contact to the muscle myofiber. These cells develop from a population of embryonic progenitors and progressively enter quiescence. We have performed a screen to identify the genes that become express when the satellite cells are formed, in the early post-natal stages, and identified two zinc fingers (Zcch5 and Zfp354c) and two Ephrin receptors (EphA4 and EphB1). By C2C12 model and retroviral overexpressions, we show that two zinc fingers are involved in the fate of the satellite cells. EphA4 receptor is also involved in the proliferation / differentiation state of the muscular stem cells. And we decided to focus on EphB1, which is specifically expressed in the satellite cell population. Ephrins and Eph receptors have been previously implicated in many systems in cell migration and guidance, for instance in the nervous system. A previous report also implicated Ephrin signaling in muscle satellite cell motility and patterning, however, the possible involvement of this guidance signaling has not been linked with regulation of the myogenic programme. Here we show, using both C2C12 cell culture experiments and single fiber assays that EphB1 is involved in the control of adult myogenesis. Specific expression of a dominant negative form of EphB1 in activated satellite cells increase differentiation at the expense of self-renewal. We further show that EphB1 is specifically induced in regenerating muscle during satellite cells renewalPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF