Cellules souches embryonnaires murines : identification de nouveaux acteurs impliqués dans leur maintien en pluripotence ou leur engagement en différenciation

Mouse embryonic stem cells : identification of new actors involved in the maintenance of their pluripotency and in the pluripotent/commitment cell switch

• Auteur / Autrice : Claire Saucourt
• Direction : Hélène Boeuf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gène BCL-2

Facteur inhibant les cellules leucémiques

Apoptose

Différenciation cellulaire

Cellules souches embryonnaires

Résumé

Les cellules souches embryonnaires murines (mES) sont maintenues pluripotentes, in vitro, en présence de la cytokine LIF (Leukaemia Inhibitory Factor). Une analyse sur puces à ADN nous a permis d'identifier de nouveaux groupes de cibles transcrtiptionnelles du LIF. Parmi ceux-ci, nous avons choisi de nous intéresser à Mras, un membre d'une famille complexe d'oncogènes dont le taux d'expression est régulé lors de la transition pluripotence/différenciation. A partir de clones surexpresseurs de la protéine EGFP-MRAS, nous avons montré que même si MRAS n'est pas un gène maître de la pluripotence, son expression régule celle d'OCT4 et de certains marqueurs de différenciation. Nos travaux ont donc permis d'identifier un nouveau gène dont le taux d'expression dicte le devenir des cellules ES. En absence de LIF, les cellules ES se différencient et environ 30 % meurt par apoptose dès 3 à 4 jours de retrait de cette cytokine. Cette apoptose, dépendante de la caspase3, s'accompagne d'une activation, par phosphorylation, de la MAPK p38α. De manière à étudier les liens apoptose/différenciation nous avons utilisé un inhibiteur pharmacologique qui bloque l'activité de p38α et l'apoptose. Par analyse transcriptomique, nous avons montré que cet inhibiteur module l'expression de certains marqueurs de lignage, sans cependant bloquer la différentiation globale des cellules. Des études fonctionnelles nous ont également permis de caractériser, parmi les cibles de cet inhibiteur de la voie p38α, de nouveaux effecteurs de la différenciation neuronale des cellules ES, dont les gènes Bcl2 et Metallothionein 1 (Met1).

Mouse embryonic stem cells remain pluripotent in vitro when grown in the presence of LIF (Leukaemia Inhibitory Factor). Gene profiling studies led us to identify new transcriptional targets of LIF. Among them, we focused our interest on Mras, a member of a complex oncogene family, whose expression level is regulated during the pluripotency/differentiation transition in our ES cell model. Using an overexpressing system we showed that even if Mras is not a master gene of pluripotency, its level of expression regulates the one of Oct4 and of some differentiation markers. In conclusion, we identified a new gene whose expression level dictates ES cell fates. Upon 3 or 4 days of LIF starvation, ES cells differentiate and a part of them die by a caspase 3-dependent apoptotic process concomitantly with the activation of p38α. To study the links between apoptosis and differenriation, we have used a pharmacological inhibitor able to block apoptosis and p38α activity. Gene profiling studies showed that this inhibitor modulates the expression of lineage markers without interfering with global differentiation of ES cells. Then, functional analysis allowed us to characterize, among the targets of this inhibitor, new effectors of neuronal differentiation like Bcl2 and Metallothionen 1 (Met1) genes.