Caractérisation de la réponse des cellules germinales mâles néonatales à un stress génotoxique

Characterisation of the neonatal male germ cells response to genotoxic stress

• Auteur / Autrice : Anne Forand
• Direction : René Habert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie du développement et différenciation fonctionnelle
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux nouveau-nés

Cassures double-brin de l'ADN

Apoptose

Cycle cellulaire

Spermatogonies

Résumé

La fertilité d'un individu et l'intégrité du génome de sa descendance dépendent, en partie, du nombre et de la qualité des cellules germinales qui se mettent en place durant la vie fœtale et néonatale Nous nous sommes particulièrement intéressés aux gonocytes néonataux murins qui sont les précurseurs des spermatogonies souches. Nous avons étudié in vivo leur réponse à un stress génotoxique (irradiation y), à court et à moyen terme, en la comparant à celle des spermatogonies néonatales. Nous avons montré que les gonocytes sont plus sensibles à l'induction de cassures double brin de l'ADN (CDBs) que les spermatogonies. Après irradiation en phase S de leur cycle cellulaire, les gonocytes s'accumulent en phase G1 alors que les spermatogonies se bloquen préférentiellement en G2/M. Par ailleurs, la réparation des CDBs est plus rapide dans les gonocytes. Même si une dose de 2 Gy n'altère pas la fertilité des animaux irradiés, elle induit une diminution significative de la production spermatique. Ceci suggère une atteinte du pool de cellules souches due à l'apoptose massive des gonocytes après activation de la voie intrinsèque. Nous avons montré que PUMA est un régulateur essentiel de cette voie dans les gonocytes. L'irradiatior à la même dose de spermatogonies induit de la mort cellulaire, cependant des phénomène? compensatoires, probablement liés à la présence de cellules souches plus radio-résistantes, se mettent en place. Ainsi, à l'âge adulte, ni l'histologie testiculaire, ni la production spermatique ne sont altérées chez les animaux irradiés. L'ensemble de ces données suggère qu'il existe, dans le! cellules germinales, des mécanismes particulièrement sensibles permettant de diriger ces cellules vers la mort en réponse à un stress génotoxique, plutôt que de risquer la transmission d< mutations issues d'une mauvaise réparation des lésions de leur ADN.

The fertility of an individual and the integrity of the genome of its progeny depend partly on the number and the quality of the germ cells, which are set up during foetal and neonatal life. We were particularly interested in the neonatal gonocytes, which are the precursors of the spermatogonia stem cells. We studied their short and long-term in vivo response to genotoxic stress (y-rays) by comparing it with that of neonatal spermatogonia. We showed that gonocytes are more sensitive to the induction of DMA double strand breaks (DSBs) than spermatogonia. After irradiation in phase S of their cell cycle, gonocytes are blocked in the following G1 phase whereas spermatogonia are blocked preferentially in G2/M. In addition, the repair of DSBs is faster in gonocytes than ir spermatogonia. Even if a dose of 2 Gy does not alter the fertility of the irradiated animals, it induces a significant reduction in sperm counts. This suggests an impairment of the spermatogonial stem pool due to a strong apoptosis of gonocytes after activation of the intrinsic pathway. We showed that PUMA is an essential regulator of this pathway in gonocytes. Irradiatior of spermatogonia with the same dose induces cellular death, however compensatory mechanisms probably related to the presence of more radio-resistant stem cells, are activated. Thus, in the adult, neither the testicular histology, nor the sperm counts were affected. Altogether, these date suggest the existence of particularly sensitive mechanisms in germ cells, permitting to direct these cells towards death in response to genotoxic stress, rather than to risk the transmission o-mutations resulting from DMA lesion misrepair.