Mise en place d'un épiderme reconstitué dérivé de cellules pluripotentes humaines pour la thérapie cellulaire et la modélisation pathologique

Establishment of a human pluristratified epidermis derived from human pluripotent stem cell for therapy and pathological modeling

• Auteur / Autrice : Jessica Feteira
• Direction : Christine Baldeschi, Marc Peschanski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 11/01/2012
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
• Jury : Président / Présidente : Jeanine Tortajada
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Gagnoux, Gilles Lemaître
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Selim Aractingi, Yves Poumay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thérapeutique cellulaire

Cellules souches embryonnaires

Épiderme

Mots clés libres

Modélisation pathologique

Pathological modeling

Résumé

Ces travaux visaient à établir un protocole permettant de différencier des cellules pluripotentes (embryonnaires ou induites) en kératinocytes capables de générer un épiderme pluristratifié in vitro et in vivo pour la thérapie cellulaire et la modélisation pathologique. Dans une 1ère partie, des cellules hES ont été utilisées pour être différenciées en culture en kératinocytes. Ces cellules ont été caractérisées par des approches de RT-PCR quantitative, FACS et d’immunofluorescence. De plus, leur potentiel immunogène a été évalué par l’analyse en FACS des protéines du CMH de classe I et II. La capacité de ces kératinocytes à reformer un épiderme stratifié a été démontrée in vitro,sur une matrice synthétique, mais aussi in vivo après greffe sur souris immunodéficientes. Dans une 2ème partie, des cellules hIPS ont ensuite été dérivées en kératinocytes avec le même protocole. Si la caractérisation des kératinocytes issus des hIPS a produit des résultats positifs, la possibilité de maintenir ces cellules en culture s’est révélée impossible dans les conditions utilisées. De même, alors que la stratégie visait à modéliser les épidermolyses bulleuses, l’interférence avec l’expression de protéines impliquées dans la jonction épidermo-dermique n’a pas été couronnée de succès. Par contre, des nouvelles hIPS mutées ont pu être générées puis différenciées en kératinocytes, prouvant ainsi la possibilité d’utiliser cette démarche pour modéliser la pathologie. Dans une 3ème partie, une étude d’expression différentielle a permis de démontrer que les kératinocytes dérivés des cellules pluripotentes surexpriment la kératine 19 (marqueur foetal) par rapport à des kératinocytes postnataux.

This work aimed to establish a protocol for the differention of pluripotent cells (embryonic or induced) into keratinocytes, which must be able to generate a pluristratified epidermis in vitro as well as in vivo for cell therapy and pathological modeling. In the 1st part of this work, a new protocol was developped to derive keratinocytes from hES cells. These cells were characterized by using RTq-PCR, FACS and immunofluorescence assays. Their immunogenicity was also evaluated by FACS analysis of class I and class II MHC proteins. The capacity of these keratinocytes to generate a pluristratified epidermis has been proved in vitro as well as in vivo following grafts onto immunodeficient mice. In a 2nd part of this work, hIPS cells were then derived into keratinocytes using the same protocol. The characterization of heratinocytes derived from hIPS produced positive results, but it was unfortunately not possible to maintain those cells in culture. Similarly, a strategy based on RNA interference against dermoepidermal junction proteins was not successful; but new hIPS mutated cell lines have been established and differentiated into keratinocytes, proving the feasibility of such an approach for pathological modeling. In a 3rd part of this work, a differential expression study proved that keratinocytes derived from pluripotent cells overexpress keratin 19 (marker fetus) when compared with postnatal keratinocytes.