857 Mme Nicole LE DOUARIN, membre de l`Institut
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PROFESSEURS HONORAIRES 857 Mme Nicole LE DOUARIN, membre de l’Institut (Académie des Sciences) Embryologie cellulaire et moléculaire, 1988-2000 Les recherches effectuées au cours de l’année académique 2004-2005 ont concerné les thèmes suivants : I. Neurogenèse a) Neurogenèse et développement des organes axiaux b) Spécification du squelette nasal par l’endoderme le plus rostral (foregut) et le bourrelet neural antérieur c) La crête neurale et le développement du cerveau antérieur et moyen d) Étude chez l’embryon d’oiseau du rôle de Sonic hedgehog (Shh) dans le développement du squelette facial dérivé de la crête neurale e) Mise en évidence de cellules souches dans la crête neurale et ses dérivés II. Hématopoïèse et immunité a) Mise en évidence d’une fonction hématopoïétique du placenta chez la Souris b) Phénomènes de régulation dans l’induction de la tolérance I. NEUROGENÈSE a) Neurogenèse et développement des organes axiaux Chercheurs : M.-A. Teillet, J.-B. Charrier et N. Le Douarin Ingénieur d’étude : F. Lapointe Collaboration : M. Catala (UMR CNRS 7000 et Laboratoire d’Histologie et Embryologie, Faculté de Médecine Pitié-Salpêtrière, Université Pierre et Marie Curie) Le développement des organes axiaux chez l’embryon d’oiseau est dirigé par une structure appelée nœud de Hensen qui est l’équivalent de la lèvre dorsale du blastopore des amphibiens, du nœud des mammifères et du bouclier chez le poisson zèbre. Dans des expériences précédentes, nous avons montré que le nœud de Hensen est à l’origine de toutes les cellules de la ligne médiane (floor plate, notochorde et endoderme dorsal). La mise en place de ces cellules se fait par un mouvement rostro-caudal du nœud dépendant de l’intégrité de celui-ci. En effet, en l’absence de la partie caudale du nœud, ce mouvement n’a pas lieu et les cellules de la ligne médiane s’amassent sur place, privant ainsi la région caudale du tube nerveux de notochorde et de floor plate. La partie caudale du nœud, indispensable à son recul, est constituée de cellules mésenchymateuses qui, lors de l’ablation de la région du nœud plus antérieure, sont capables de fournir les deux types de cellules : floor plate et notochorde. Nous pensons que les cellules mésenchymateuses de la région caudale du nœud de Hensen ont les 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:43 Imprimerie CHIRAT 858 PROFESSEURS HONORAIRES caractères de cellules souches bipotentielles. Elles doivent donc, à un moment du développement, effectuer un choix de différenciation. Ce choix pourrait dépendre de la signalisation Notch/Delta comme cela a déjà été montré chez le poisson zèbre et le xénope. Par des hybridations in situ in toto chez des embryons de poulet au stade de 5 somites nous avons montré que Notch et Delta sont coexprimés dans la région caudale du nœud de Hensen, alors que ces gènes ne sont pas exprimés dans la région rostrale du nœud où le choix floor plate/ notochorde est déjà réalisé (Charrier et al., 2005). La surexpression de l’un ou l’autre de ces gènes nous permettra de conclure si, chez les oiseaux comme chez le poisson zèbre ou le xénope, l’expression de Notch favorise le développement de la floor plate aux dépens de la notochorde. Publication : Charrier J.B., Catala M., Lapointe F., Le Douarin N. and Teillet M.A. (2005). Cellular dynamics and molecular control of the development of organizer-derived cells in quail-chick chimeras. Int. J. Dev. Biol. 49, 181-191. b) Spécification du squelette nasal par l’endoderme le plus rostral (foregut) et le bourrelet neural antérieur Chercheurs : N. Le Douarin, G. Couly (Professeur en Chirurgie maxillo-faciale pédiatrique, Hôpital Necker), L. Benouaiche (Interne des Hôpitaux de Paris, étudiante en thèse) Ingénieur d’étude : C. Vincent Nous avons montré dans nos travaux antérieurs que l’endoderme embryonnaire précoce de l’oiseau (au stade 3-5 somites) spécifiait la crête neurale antérieure afin de déterminer la différenciation cartilagineuse, la forme et l’orientation de la pièce squelettique. Nous avons étendu nos recherches à la spécification du squelette ostéocartilagineux nasal par l’endoderme dans sa partie toute antérieure. Nos résultats préliminaires montrent i) que le squelette nasal est constitué d’une moitié droite et d’une moitié gauche qui fusionnent précocement ; ii) qu’il existe comme pour le cartilage de Meckel et le cartilage hyoïdien, une zone précise dans le plancher rostral de l’endoderme, qui spécifie la crête neurale antérieure lors du développement de la capsule cartilagineuse, mais uniquement dans sa partie basale (basi-septum). La partie neurosensorielle de la capsule nasale (ethmoïde médian, crista galli, lamina cribosa, conchae) paraît spécifiée par le bourrelet neural antérieur ectodermique comportant la placode olfactive. Publication en préparation : Couly G., Benouaiche L., Vincent C. and Le Douarin N. Specification by foregut and rostral ectoderm of the nasal capsule development by the neural crest cells. 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:43 Imprimerie CHIRAT PROFESSEURS HONORAIRES 859 c) La crête neurale et le développement du cerveau antérieur et moyen Chercheurs : N. Le Douarin, S. Creuzet (chercheur post-doctoral) Collaboration : S. Martinez (Professeur, Institut des Neurosciences, Université d’Alicante, Espagne) Le squelette craniofacial et hyoïdien des vertébrés est constitué de chondrocytes et d’ostéocytes dérivés de la crête neurale (CN). Nos précédents travaux ont montré que, suite à l’ablation de la CN faciale, dont le territoire s’étend du diencéphale jusqu’au 2e rhombomère (r2), l’agénésie du squelette craniofacial s’accompagne de perturbations profondes du développement prosencéphalique et mésencephalique. Nous avons cherché à évaluer l’étendue des déficits générés par l’absence de CN céphalique sur le devenir du neuroépithélium céphalique et le développement du cerveau. Les embryons privés chirurgicalement de CN, qui se développent en absence de structure faciale, présentent un défaut de fermeture du tube neural et un cerveau largement exencéphalique le long des territoires excisés (i.e. pros-, més-, rhombencéphale antérieur). En outre, chez ces embryons, l’expression des marqueurs thalamique et mesencéphalique dorso-médians Wnt1 et Wnt8b disparaît complètement ; il s’ensuit l’agénésie des noyaux thalamiques dorsaux. De plus, des modifications profondes du patron d’expression des gènes Emx, Pax6, Dlx2 affectent le primordium téléncéphalique alors que, simultanément, la dorsalisation de la lame basale impliquant une signalisation dépendante Shh et la rostralisation du domaine d’expression d’Otx2 s’opèrent aux dépens de la spécification du primordium diencéphalique. Dans un précédent travail nous avions montré que l’ablation de la CN antérieure coïncide précocement avec une perte d’expression de Fgf8 dans le bourrelet neural antérieur. Chez les embryons privés de CN faciale, l’apport d’une source exogène de FGF8 permet de régénérer le développement tél-, di- et mésencéphalique. Nous avons pu montrer que l’apport de FGF8 consiste à stimuler la progression rostrale des cellules de la CN à partir de r3, situé à la limite du territoire excisé. Il s’avère que les cellules de la CN au cours de leur migration le long de l’ébauche neurale antérieure permettent la fusion des lames latérales du neuroépithélium céphalique. Ultérieurement, elles assurent la restauration du « patterning moléculaire » thalamique et téléncéphalique. L’ensemble de ces données tend à accréditer l’existence d’une signalisation dorsale dépendant de la CN essentielle pour les premières étapes précoces de la neurulation et la morphogenèse du cerveau moyen et antérieur. Publication en préparation : Creuzet S., Martinez S., and Le Douarin N.M. (2005) Effects of cephalic neural crest on fore- and midbrain development. 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:43 Imprimerie CHIRAT 860 PROFESSEURS HONORAIRES d) Étude chez l’embryon d’oiseau du rôle de Sonic hedgehog (Shh) dans le développement du squelette facial dérivé de la crête neurale Chercheurs : N. Le Douarin, J. de Brito Neto (chercheur post-doctoral) Ingénieur d’étude : C. Vincent Le squelette craniofacial des vertébrés est constitué de chondrocytes et d’ostéocytes issus de la crête neurale céphalique (CNC). On distingue deux domaines dans la CNC : un domaine antérieur où les gènes Hox ne sont pas exprimés (domaine Hox-négatif) qui donne naissance au squelette fronto-nasal et maxillomandibulaire ; un domaine postérieur où les gènes Hox sont exprimés (domaine Hox-positif) qui donne naissance à l’os hyoïde. Sonic Hedgehog (SHH) est une protéine morphogène qui participe à de nombreux processus embryonnaires. Au début de la formation céphalique, le gène Shh est exprimé par la plaque préchordale et la partie ventrale de l’endoderme antérieur. La mutation de Shh provoque de multiples malformations parmi lesquelles l’holoprosencephalie, la cyclopie et l’absence des éléments squelettiques faciaux. Une partie de ces phénotypes est la conséquence de la mort cellulaire par apoptose de cellules de la CNC. La disparition de ces cellules provoque le non-développement du 1er arc branchial qui est à l’origine de la mâchoire des vertébrés (le bec des oiseaux). Afin d’étudier le rôle de SHH dans la formation du squelette facial nous avons entrepris de faire varier expérimentalement l’expression de cette protéine aux jeunes stades du développement, chez l’embryon de poulet. Initialement, nous avons réalisé des ablations de la partie prosencéphalique de la tête (principale source de SHH) sur des embryons de 5-6 somites (1 jour et demi d’incubation), dans l’œuf. Ces expériences ont provoqué la formation d’embryons privés de bec. En revanche, l’addition chez les excisés de billes imprégnées de la protéine SHH a induit la formation d’une mandibule, montrant qu’elle compensait l’absence de la région prosencéphalique. Ce résultat suggère que SHH déclenche la voie de signalisation responsable du développement de la mâchoire à partir des cellules de la CNC compétente. Cette hypothèse a été confirmée avec le résultat de la greffe de cellules transfectées avec Shh (QT6-Shh) sur des embryons intacts, au niveau du mésencéphale postérieur, dans le domaine Hox-négatif. Cette expérience a produit la triplication en miroir de la mandibule, avec ses éléments cartilagineux et osseux. La greffe de cellules QT6-Shh dans le domaine Hoxpositif ne provoque pas la formation d’une mâchoire supplémentaire. e) Mise en évidence de cellules souches dans la crête neurale et ses dérivés Chercheurs : N. Le Douarin, C. Real (étudiante en thèse, Université de Lisbonne) Ingénieurs de recherche : E. Dupin, P. Vaigot (CEA Génopole, Évry) ITA : C. Pardanaud-Glavieux Collaborations : A. Gonçalves-Trentin (Université de Fioranopolis, Brésil) La mise en place des multiples organes et types cellulaires dérivés de la crête neurale se fait à partir de précurseurs dotés de larges potentialités, dont la 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:44 Imprimerie CHIRAT PROFESSEURS HONORAIRES 861 différenciation est soumise à l’influence de facteurs locaux rencontrés au terme de leur migration. Récemment, nous avons poursuivi la caractérisation de ces précurseurs chez l’embryon d’oiseau, aux niveaux troncal et céphalique. Par des études clonales in vitro, nous nous avons démontré notamment l’existence de différents types de cellules souches pluripotentes, qui présentent une capacité d’auto-renouvellement en présence d’une cytokine peptidique exprimée dans certains tissus embryonnaires, l’endothéline 3 (ET3) (Trentin et al., 2004). Parmi les dérivés de la crête neurale, les cellules pigmentaires de la peau et les cellules gliales des nerfs périphériques ont révélé une plasticité insoupçonnée. In vitro, ces cellules différenciées peuvent en effet revenir à un état plus immature et être re-programmées vers d’autres types cellulaires issus de la crête neurale. Les cellules de Schwann effectuent ainsi une transdifférenciation en mélanocytes et myofibroblastes (Real et al., 2005). Sous l’effet mitotique de ET3, les cellules pigmentaires isolées de l’épiderme se dédifférencient et peuvent être reconverties en cellules gliales et myofibroblastes. Cette reprogrammation implique la génération de cellules pluripotentes capables d’auto-renouvellement in vitro, tout à fait comparables aux cellules souches présentes dans la crête neurale native (Real et al., soumis). Ces résultats montrent la grande plasticité de différenciation des précurseurs de la crête neurale (Le Douarin et al., 2004, revue Development) et suggèrent que, dans certaines pathologies, des cellules différenciées dérivées de la crête neurale pourraient être recrutées pour participer aux processus de réparation. Publications : Trentin A., Glavieux-Pardanaud C., Le Douarin N.M. and Dupin E. (2004). Self-renewal capacity is a widespread property of various types of neural crest precursor cells. Proc. Natl. Acad. Sci., USA 101 4495-4500. Le Douarin N.M., Creuzet S., Couly G. and Dupin E. (2004). Neural crest cell plasticity and its limits. Development 131, 4637-50. Review article. Real C., GlavieuxPardanaud C., Vaigot P. Le Douarin N.M. and Dupin E. (2005). The instability of the neural crest phenotypes : Schwann cells can differentiate into myofibroblasts. Int. J. Dev. Biol., 49, 151-159. Publication en préparation : Real C., Glavieux-Pardanaud C., Le Douarin N.M. and Dupin E. Differentiated pigment cells generate self-renewing neural crest cells in clonal culture. II. HÉMATOPOÏÈSE ET IMMUNITÉ a) Mise en évidence d’une fonction hématopoïétique du placenta chez la Souris Chercheurs : F. Dieterlen, J. Salaün Collaborations : C. Corbel (INSERM U567, CNRS 8104, Institut Cochin, Paris), H. Mikkola, C. Gekkas et S. Orkin (Children’s Hospital, Harvard Medical School, Boston, USA) ITA : P. Belo-Diabangouaya Nous montrons chez le fœtus de souris que le placenta est riche en progéniteurs et en cellules souches hématopoïétiques (CSH), ce qui indique un rôle important 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:44 Imprimerie CHIRAT 862 PROFESSEURS HONORAIRES de cette annexe dans l’ontogenèse du système sanguin. L’allantoïde qui participe à la formation du placenta, explanté dans un système in vitro approprié alors qu’il n’est pas encore vascularisé, est capable de produire des progéniteurs : on peut en conclure que l’hématopoièse placentaire se déroule aux dépens de CSH intrinsèques. Publication : Gekas C., Dieterlen-Lièvre F., Orkin S.H. and Mikkola H.K. (2005). The placenta is a niche for hematopoietic stem cells. Dev. Cell. 8, 365375. Mikkola H.K.A., Gekas C., Orkin S.H. and Dieterlen-Lièvre F. (2005) placenta as site for hematopoietic stem cell development. Exp. Hematol. 33, 1048-1054. b) Phénomènes de régulation dans l’induction de la tolérance Chercheurs : N. Le Douarin, J. Salaün ITA : P. Belo-Diabangouaya Collaborations : V. Thomas-Vaslin (CNRS ESA 7087, CERVI-Pitié-Salpètrière, Paris), A. Coutinho (Institut Gulbenkian de Ciencia, Oeiras, Portugal) Nous poursuivons l’étude des phénomènes de régulation qui interviennent dans l’établissement de la tolérance vis-à-vis du soi. Nous nous sommes plus particulièrement consacrés à l’étude des mécanismes régulateurs dans l’établissement du diabète chez la souris NOD. Nous avons développé un nouveau modèle expérimental dans lequel des souris NOD, conservant intact leur propre thymus, reçoivent en greffe mésentérique un thymus de nouveau-né NOD au sein duquel on a inoculé des îlots pancréatiques prélevés sur des souris normales BALB/c. La fréquence de l’apparition du diabète chez les souris NOD ainsi greffées est fortement diminuée. L’examen histologique du pancréas de souris greffées montre également une diminution des infiltrations lymphocytaires caractéristiques de la maladie. Cependant les infiltrations des glandes salivaires et de l’intestin, autres organes cibles chez la souris NOD, restent comparables à celles observées chez les souris NOD contrôles. Ces résultats suggèrent qu’une population de cellules T, différenciées dans le thymus ectopique au contact d’îlots pancréatiques, supprime l’activité des cellules effectrices, et que cette suppression est « tissu-spécifique ». Ces résultats soulignent l’importance des mécanismes de régulation dans l’induction de la tolérance au soi. 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:44 Imprimerie CHIRAT PROFESSEURS HONORAIRES 863 AUTRES PUBLICATIONS 2004 CREUZET S., SCHULER B., COULY G. and LE DOUARIN N.M. (2004). Reciprocal relationships between Fgf8 and neural crest cells in facial and forebrain development. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 101, 4843-4847. MELHEN P. and LE DOUARIN N.M. (2004). Le récepteur indépendant Patched régule le développement de la moelle épinière. La lettre du neurologue no 3, 21-22. DUPIN E. and LE DOUARIN N.M. (2004). Influence of endothelin 3 on the development of pigment cells from the neural crest. In Proceedings of the International Workshop on Molecular Mechanisms of Tanning. Ortonne, J.-P. ed., Martin Dinitz Ltd, London. LE DOUARIN N.M. (2004). « Stem cell technology and other innovative therapies » Introductory Lecture. Working group on « Mind, Brain and Education ». The Plenary Session in Celebration of the 400th Anniversary of the Foundation of the Academia Dei Lincei, Pontificia Academia Scientiarum, Cité du Vatican. LE DOUARIN N.M. (2004). « Des empreintes digitales aux empreintes génétiques : un siècle de découverte en Biologie », in La Preuve, Éditions Économica, collection Études Juridiques, pp. 29-40. LE DOUARIN N.M. (2004). The avian embryo as a model to study the development of the neural crest : a long and still ongoing story. Mech. Dev., 121, 1089-1107. DIETERLEN-LIÈVRE F. and LE DOUARIN N.M. (2004). From the hemangioblast to self tolerance : a series of innovations gained from studies on the avian embryo. Mech. Dev., 121, 1117-1128. 2005 LE DOUARIN N.M. (2005). The Nogent Institute. 50 years of embryology. Int. J. Dev. Biol., 49, 79-83. SALAÜN J., CORBEL C. and LE DOUARIN N.M. (2005). Regulatory T cells in the establishment and the maintenance of self-tolerance : role of the thymic epithelium. Int. J. Dev. Biol., 49, 137-142. Sous presse CREUZET S., COULY G. and LE DOUARIN N.M. (2005) Patterning the neural crest derivatives during the development of the vertebrate head. J. Anat. DISTINCTIONS ET ACTIVITÉS DIVERSES Distinctions 2004 Pearl Meister Greengard Prize, The Rockefeller University, New York. 2005 The Conklin Award of the American Society for Developmental Biology. 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:44 Imprimerie CHIRAT 864 PROFESSEURS HONORAIRES Conférences honorifiques 2004 Keynote Lecture, Gurdon Conference on Myelin, Barga, Italy, 24-25 juin. Keynote Lecture, International Congress of Immunology and Annual Conference of the Federation of Clinical Immunology Societies, Montreal, Canada, 18-24 juillet. Keynote Lecture, 13th International Conference of the International Society of Differentiation, Honolulu, Hawaï, USA, 5-9 septembre. Congrès et colloques 2004 Conférence Plénière à la Société Française de Biologie du Développement, Batz-sur-Mer, 2-5 octobre. Symposium d’Immunologie « Bernard Halpern », Amphithéâtre Marguerite de Navarre, Collège de France, Paris, 7-8 octobre. Colloque « Molecular Neurobiology : from molecules to neural systems », Heidelberg, Allemagne, 14-16 octobre. 2005 « New Insights on Developmental Neurobiology. Symposium in honour of Rosa. The Anatomical Society, Craniofacial development — “Making Face” », St Anne’s College, Oxford, 5 janvier. « La Loi », Institut d’Études Judiciaires de l’Université, Le Sénat à Paris, 18-19 février. Groupe de Rhumatologues Experts sur l’Ostéoporose « Les chimères sous le crâne », Paris, le 25 mars. Colloque International Pierre Teilhard de Chardin « Avenir de l’humanité », Clermont-Ferrand, 8-11 mai. « Journée sur la recherche dermatologique », Carré des Sciences, Ministère de la Recherche, 8 juin. Séminaire 2004 Séminaire au Department of Neuroscience, School of Medicine, John Hopkins University of Baltimore, USA, le 1er avril, Invitation : Meenakshi Rao, Graduate Student. Enseignement 2004 Chaire UNESCO « Stem cells and cellular therapy » à l’Université Fédérale de Rio de Janeiro, Brésil, 1er-14 décembre. Organisation de colloques, congrès et symposium 2005 Symposium à la Fondation Simone et Cino del Duca, Institut de France « L’identité ? Soi et non-soi, Individu et Personne », 23-24 juin. 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:44 Imprimerie CHIRAT PROFESSEURS HONORAIRES 865 Thèse 2005 Carla Real « Patterning the neural crest derivatives during the development of the vertebrate head », 9 mars à l’Institut Gulbenkian de Oeiras, Portugal. M. Claude LÉVI-STRAUSS, de l’Académie française Anthropologie sociale, 1959-1982 Publications « Nous sommes tous des cannibales », « Le Retour de l’oncle maternel », « Pensée mythique et pensée scientifique » (inédits en français), Lévi-Strauss, Paris, L’Herne, 2004. « Préface », Catalogue de l’exposition Brésil indien, Paris, Réunion des Musées nationaux, 2005. « L’Ethnologue devant les identités nationales », XVII Premi international Catalunya, Barcelona, 2005. Distinctions Prix international Catalunya, décerné par la Généralité de Catalogne, 13.05.2005. M. Jean-Claude PECKER, membre de l’Institut (Académie des Sciences) Astrophysique théorique, 1964-1988 I. Travaux et publications a) Travaux en cours Mes travaux ont continué à s’orienter dans trois directions. (i) En Histoire des Sciences, nous avons achevé la rédaction du premier volume de la Correspondance, éditée et commentée, de J.L. de la Lande avec Mme du Piéry, sous le titre 6463$$ UNPF 18-01-2006 14:46:44 Imprimerie CHIRAT
