Des cellules spécialisées peuvent redevenir des cellules souches
publicité
Des cellules spécialisées peuvent redevenir des cellules souches Vilma BARROCA Pierre FOUCHET Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire Fontenay aux roses Les cellules souches 2- Spécialisation - Différenciation 1- Autorenouvellement Cellules spécialisées Progéniteur Cellule différenciée Cellule souche Cellule fille souche La division asymétrique Cellule souche Cellule fille spécialisée Régénération tissulaire à long terme - Thérapie cellulaire Différentes sources … différentes capacités de régénération Développement Adulte Embryon Cellules souches embryonnaires Régénération des différents tissus Cellules souches adultes Potentiel restreint au tissu d’origine Différents types de cellules spécialisées Pluripotence Un type de cellule spécialisée Multipotence Unipotence Cellules souches hématopoïétiques Cellules souches germinales La plasticité des cellules souches adultes ... Le potentiel n’est plus restreint au tissu d’origine! Un exemple : les cellules souches germinales adultes (CSG) in vitro Souris Guan et al., 2006 Seandel et al., 2007 Homme Conrad et al., 2008 Testicule adulte in vivo CSG unipotentes culture Spécialisation Différenciation spermatogenèse CSG pluripotentes Propriétés des cellules souches embryonnaires spermatozoïdes Alternative aux cellules souches embryonnaires? … Et la reprogrammation des progéniteurs in vitro Les cellules spécialisées peuvent générer des cellules souches! In vitro Souris Homme Progéniteurs Cellules spécialisées + Expression de 4 gènes Oct3/4 Sox2 Klf4 c-myc Takahashi et al., 2006 Aoi et al., 2008 Hanna et al., 2007 Pluripotence Cellules souches pluripotentes induites Et la reprogrammation des progéniteurs in vivo? La reprogrammation au sein du tissu dans l’organisme: quelle réalité? In vivo Tissu Cellule souche Dédifférenciation? Spécialisation Différenciation progéniteurs Processus observé dans le lignage germinal mâle chez la Drosophile (Brawley et al., 2004) Mammifère? Des cellules spécialisées peuvent redevenir des cellules souches Vilma BARROCA CEA/IRCM/Laboratoire Gamétogenèse Apoptose et Génotoxicité Académie des Sciences Le 9 juin 2009 La spermatogenèse Cellules souches Spermatogonies A « paired » (Apr) Spermatogonies A « aligned » (Aal) A1 Amplification A2 A3 A4 Int Spermatogonies B 1ère division Spermatocytes I (4n) 2ème division Spermatocytes II (2n) Spermiogenèse Spermatides (n) Méiose Spermatozoïdes Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Cellules souches et spermatogenèse Cellules souches Population souche Spermatogonies A « paired » (Apr) Spermatogonies A « aligned » (Aal) Différenciation A1 A2 A3 Progéniteurs A4 Int 1ère division Spermatogonies B Spermatocytes I (4n) 2ème division Spermatocytes II (2n) Spermiogenèse Différenciation Spermatides (n) Cellules matures Méiose Spermatozoïdes Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Caractérisation de la population souche et des progéniteurs « Population souche » Apr As Aal α-6 intégrine SP/6+/c-Kit- 10 5 10 4 « Progéniteurs » A1 A 2 A3 A4 Int B Différenciation SP/6+/c-Kit+ α-6+c-kit -/low 10 2% ¾Purification des progéniteurs et de la population enrichie en cellules souches α-6+c-kit + 55 9% 10 3 2 10 0 0 10 2 10 3 10 4 10 5 c-kit Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Chez les mammifères, les progéniteurs peuvent-ils se dédifférencier en cellules souches germinales? Cellule souche Différenciation Progéniteur Différenciation Cellule mature Dédifférenciation ? Capacité de régénération tissulaire à long terme Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Modèle utilisé pour suivre une régénération testiculaire Souris donneuse EGFP Purification de populations cellulaires germinales Transplantation testiculaire des cellules purifiées 10Gy Souris receveuse Analyse 10 semaines après transplantation, analyse de la régénération testiculaire par microscopie Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Potentiel de régénération de la population souche Transplantation de la population souche (SP/Ç6+/c-Kit-) Nombre de clones/105 cellules 10 semaines après transplantation 200 151 150 100 50 3 0 Total 1 c-Kit - ¾La population cellulaire enrichie en cellules souches possède un potentiel de régénération 50 fois supérieur à la fraction totale Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Les progéniteurs ont également un potentiel de régénération Nombre de clones/105 cellules 10 semaines après transplantation Transplantation de la population progénitrice (SP/Ç6+/c-Kit+) a 20 14 * 15 10 * 3 5 0 1 Total c-Kit + ¾La fraction progénitrice a un potentiel de régénération 5 fois plus important que la fraction totale ¾2 hypothèses : 9Contamination? 9Dédifférenciation des progéniteurs en cellules souches? Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Reprogrammation des progéniteurs en cellules souches? ¾Potentiel de régénération à long terme: un an après transplantation des progéniteurs, on observe une spermatogenèse. ¾Les cellules dérivées des progéniteurs transplantés montrent: 10 α-6 integrine 9Un phénotype de population souche, SP/Ç6+/c-Kit-. EGFP+/SP gated c α-6+c-Kit-/low 30 4% 10 9Une capacité de reconstitution de la spermatogenèse après transplantation dans un receveur 5 α-6+c-Kit+ 4 10 3 10 2 0 0 10 2 10 3 10 4 10 5 c-Kit Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Conclusion Reprogrammation des progéniteurs en cellules souches chez la souris, après transplantation Transplantation Progéniteur Académie des Sciences Dédifférenciation Cellule souche Différenciation Cellule mature Le 9 juin 2009 Le micro-environnement testiculaire régule le destin des cellules souches… Lumière du tubule séminifère Différenciation Cellule de Sertoli Niche Testiculaire Renouvellement Quiescence Membrane basale Cellules Péritubulaires Espace interstitiel (Cellules de Leydig, vaisseaux sanguins) Académie des Sciences Le 9 juin 2009 ... et la reprogrammation des progéniteurs ¾Après transplantation de progéniteurs dans un testicule déplété en cellules germinales Progéniteur Cellule de Sertoli ? Cellule souche Progéniteur ? Progéniteur Cellule souche Niche Testiculaire Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Perspectives ¾La reprogrammation : un rôle en cas de lésion du tissu? Cellule de Sertoli ¾Molécules d’adhésions, facteurs diffusibles et voies moléculaires impliqués dans cette reprogrammation Progéniteur Progéniteur Cellule souche Niche Testiculaire Académie des Sciences Le 9 juin 2009 Remerciements ¾IRCM - Laboratoire Gamétogenèse Apotose et Génotoxicité 9Bruno Lassalle 9Lydia Riou 9Isabelle Allemand 9Florence Le Page 9Pierre Fouchet ¾Directeur de L’IRCM 9Paul-Henri Roméo ¾IEM - Orléans 9Jean-Paul Louis Académie des Sciences Le 9 juin 2009
