Cellules souches induites à la pluripotence : modèle d'étude des étapes précoces du développement adipocytaire humain

Human induced Pluripotent Stem Cells (hiPS) as a model to identify the early events of adipocyte development

• Auteur / Autrice : Tala Mohsen-Kanson
• Direction : Christian Dani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de croissance transformants bêta

Trétinoïne

Différenciation cellulaire

Cellules souches embryonnaires

Développement

Adipocytes

Résumé

Si, aujourd’hui, les étapes les plus tardives de l’adipogénèse humaine ont été bien caractérisées, les étapes précoces qui correspondent à la génération des précurseurs adipocytaires blancs et bruns restent encore à définir. Les cellules souches humaines induites à la pluripotence (hiPS) constituent un bon modèle d’étude de l’adipogénèse précoce. Le but de ce travail était de générer des cellules hiPS à partir des cellules souches multipotentes du tissu adipeux (hMADS), de les caractériser et de les utiliser comme un outil d’étude de l’apparition des précurseurs adipeux blancs et bruns in vitro. Nous avons également utilisé des cellules hiPS générées à partir des cellules souches neurales humaines (hNSC) en utilisant un vecteur PiggyBac. Nous avons mis au point un protocole de différenciation des cellules iPS-hMADS et iPS-hNSC en adipocytes. C’une façon intéressante, notre protocole de différenciation permet l’apparition d’adipocytes blancs et bruns. Nous avons montré que l’activation de la voie de l’acide rétinoïque (RA) au cours des étapes précoces de différenciation augmente fortement la génération d’adipocytes blancs, et diminue celle des adipocytes bruns. En revanche, l’utilisation du SB431542, un inhibiteur sélectif de la voie TGFβ/Activine, induit une augmentation de la génération es adipocytes blancs et une inhibition de l’apparition des adipocytes bruns. L’ensemble de nos résultats soutient un modèle dans lequel les progéniteurs adipeux blancs et bruns apparaissent précocement au cours du développement embryonnaire humain. Dans ce processus, la voie de l’acide rétinoïque et la voie du TGFβ/Activine régulent la génération des Pas blancs et bruns.

The terminal steps of adipocyte differentiation are well established ; however the earliest steps controlling brown and white adipogenic lineage specification remain unknown in humans. We have investigated the human induced Pluripotent Stem cells (hips) as a model to study the early steps of brown and white adipogenesis. We will present the generation of hips cells from human multipotent adipose derived stem cells (hMADS). We have also used iPS cells reprogrammed from human neural stem cells generated using the PiggyBac technology. We provide an efficient protocol to differentiate iPS-hMADS and iPS-hNSC cells into adipocytes. Interestingly, our data show that hips cells are able to differentiate both into white and brown adipocytes. We show that Retinoic Acid (RA) pathway activation at an early phase of hips development dramatically enhanced generation of white adipocytes and inhibited generation of Brown adipocytes. In contrast, the use of SB431542, a selective inhibitor of TGFβ/Activin pathway, indicated that this pathway was required for the generation of brown adipocytes. Altogether, these data support a model in which brown and white adipocytes progenitors diverge early during human embryonic development. RA and TGFβ/Activin pathways regulate the generation of white APs and brown APs respectively.