Différence dans la capacité de fibroblastes à être reprogrammés par le cytoplasme de l'ovocyte : étude d'une situation différentielle chez le bovin

Difference in Fibroblasts’ Ability to Be Reprogrammed by the Oocyte Cytoplasm : Study of a Differential Situation in Bovine

• Auteur / Autrice : Delphine Dubé
• Direction : Véronique Duranthon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 30/09/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie de la reproduction, environnement, épigénétique, et développement (Jouy-en-Josas,Yvelines ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Bloyer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Duranthon, Sébastien Bloyer, Catherine Labbé, Michaël Weber, Jérôme François Nicolas Artus, Nathalie Beaujean
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Labbé, Michaël Weber

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transcriptome

Reprogrammation cellulaire

Épigénétique

Bovins

Clonage

Mots clés libres

Reprogrammation

Clonage

Bovin

Transcriptomique

Épigénétique

Reprogramming

Cloning

Bovine

Transcriptomic

Epigenetic

Résumé

La reprogrammation, qui est la réversion d’un noyau d’un état somatique vers un état moins différencié, constitue un enjeu majeur pour la thérapie cellulaire. Cependant, les mécanismes initiaux qui président à la reprogrammation restent mal connus. Le transfert nucléaire (clonage) met à profit les propriétés de reprogrammation uniques du cytoplasme ovocytaire, et constitue une approche expérimentale intéressante pour analyser ces processus. Le but de cette thèse est d’étudier la différence de capacité de cellules fibroblastiques à être reprogrammées efficacement, en tirant partie d’une situation-modèle d'efficacité différentielle de reprogrammation après clonage chez le bovin. Ce modèle est constitué de deux lots de fibroblastes donneurs de noyaux, qui forment des embryons clonés dont la différence d’efficacité de développement à terme varie d’un facteur 8. L’analyse des cellules donneuses a montré une augmentation des anomalies de ploïdie dans les cellules à faible potentiel, et la similitude transcriptomique entre les cellules donneuses, alors que la comparaison des transcriptomes des embryonsclonés a montré des différences de reprogrammation de l’expression génique dès le stade suivant l’activation du génome embryonnaire. Des différences de méthylation de l’ADN entre cellules donneuses ont été observées dans les promoteurs de gènes candidats différentiellement reprogrammés, ainsi que dans une analyse plus globale par RRBS. Nous avons enfin étudié la distribution des cellules filles des deux premiers blastomères au stade blastocyste, la distribution « orthogonale » et l’aptitude au développement à terme des embryons de souris clonés étant liées (Liu et al., 2012). Nous avons montré l’existence de trois distributions dans les embryons fécondés mais n’avons pas observé de différence de proportions de celles-ci entre embryons bovins clonés. En conclusion, dans notre modèle, la distribution des cellules filles des deux premiers blastomères au stade blastocyste ne semble pas associée à l’efficacité de reprogrammation dans les embryons bovins clonés, contrairement aux différences épigénétiques entre cellules donneuses.

Reprogramming, which is the return of a nucleus from a somatic state to a less differentiated state, is a major issue for cell therapy. However, the initial mechanisms governing the reprogramming remain poorly understood. Nuclear transfer (cloning) takes advantage of the unique reprogramming properties of the oocyte cytoplasm, and therefore is an interesting experimental approach to analyze these processes. The aim of this thesis is to study the difference in fibroblasts’ ability to be reprogrammed by taking advantage of a model-situation of differential reprogramming efficiency after cloning in cattle. This model consists of two batches of donor fibroblasts, which form cloned embryos having an 8 fold difference in development to term efficiency. Analysis of donor cells has shown increase ploidy abnormalities in cells of low potential, and transcriptomic similarity between the donor cells, whereas comparison ofcloned embryos transcriptomes showed gene expression reprogramming differences just after embryonic genome activation. Differences in DNA methylation between donor cells were observed in the promoters of candidate genes differentially reprogrammed and in a more comprehensive analysis by RRBS. Finally we studied the distribution of the first two blastomeres’ daughter cells at the blastocyst stage, as an "orthogonal" distribution and development to term of mice cloned embryos are linked (Liu et al., 2012). We have shown the existence of three distributions in the fertilized embryos but haven’t seen any difference of proportions between bovine cloned embryos. In conclusion, in our model, the distribution of the first two blastomeres’ daughter cells at the blastocyst stage does not seem related to the reprogramming efficiency in bovine cloned embryos, unlike epigenetic differences between donor cells.