Prolifération au cours de la régénération de la forme bilobée de la nageoire et de la peau lépidogène chez le zébrafish

Wound healing is required for the regenerative process

• Auteur / Autrice : Flavien Caraguel
• Direction : Danielle Dhouailly, Françoise Giroud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement
• Date : Soutenance le 18/12/2013
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Âge, imagerie, modélisation (Grenoble ; 2011-2014)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Demongeot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luis Almeida
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Coulomb, Jean-Yves Sire

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épiderme

Mots clés libres

Cicatrisation

Régénération

Morphogenese

Vieillissement

Wound healing

Regeneration

Morphogenesis

Aging

Résumé

La régénération de la nageoire caudale et de la peau chez le poisson zèbre impliquent la formation d’un tissu de remplacement, structurellement et fonctionnellement identique à celui précédant la lésion. Ces mécanismes nécessitent la mise en place et la prolifération de cellules progénitrices, capables de reformer lors d’une phase de « patterning » les tissus lésés.Au cours de ma thèse j’ai étudié les évènements prolifératifs qui permettent cette néo-formation des tissus. Dans le cas de la nageoire, mes travaux ont conduit à la mise en évidence d’un mécanisme commun entre régénération et développement de croissance saltatoire des segments osseux. Ils expliquent en partie le retour à la forme bilobée observée lors de la repousse. De la même façon, dans le cas de la peau, l’avènement de la prolifération dans le derme et dans l’épiderme précède la mise en place des signaux, communs au développement, requis pour la distribution et la formation des écailles.De plus, j’ai effectué une caractérisation précise de l’ensemble du processus cicatriciel chez le poisson zèbre, conduisant à la formation d’une peau intégralement régénérée. Au cours de la cicatrisation, la fermeture de la blessure est complétée rapidement en quelques heures par migration épidermique. Une fois la zone lésée fermée, un mécanisme de morphogénèse de la peau est réactivé chez l’adulte. La prolifération cellulaire est présente simultanément dans le derme et l’épiderme. Elle n’est déclenchée qu’après la mise en place de l’assise basale de l’épiderme. Dans celui-ci, elle affecte d’une part des cellules éparses au sein de la couche basale et d’autre part la majorité des cellules de la couche intermédiaire. Ces derniers travaux suggèrent que chez les téléostéens, les cellules souches épidermiques sont localisées dans la couche basale, alors que la prolifération des cellules transientes a lieu dans la couche intermédiaire. D’autre part, ils mettent en évidence un processus commun de cicatrisation rapide en milieu liquide impliquant une fermeture de la blessure par néo-épithélialisation, semblable au cas de la cornée et de la muqueuse orale chez les mammifères.

Caudal fin and skin regeneration in zebrafish both require new tissues formation, structurally and functionally identical to the former ones. They imply the formation and especially the proliferation of progenitor cells, and then during a patterning phase, they differentiate into a well-organized structure.During my PhD, I have studied in zebrafish model the proliferative events that conduct to the neoformation of caudal fin in one hand and the proliferative events implicated in the cutaneous wound healing in the other hand.The first part of this work supports the evidences of a common saltatory growth mechanism in both regeneration and development of caudal fin bony rays, and that the bi-lobed shape restoration of the fin could be a consequence of this bony segment salutary growth.During skin wound healing, proliferation is necessary in order to allow dermis and epidermis neo-morphogenesis and these events are over before the scale formation is initiated. In the second part of this study I characterized the entire skin wound healing process in the zebrafish model, from the wound closure to a fully regenerated skin including appendages. According to my results, the wound closure is a very fast event completed only in a few hours and it occurs only by epidermal cells migration. Cellular proliferation was detected after complete wound closure and once the epidermal basal layer differentiation is achieved. Cell proliferation appears to be restricted to a few basal cells whereas the major proliferation is detected in the intermediates layers of the epidermis.Taken together, these results suggest that in teleosteans, the epidermal stem cells and transient cells might be respectively located in the basal and intermediate layers. Moreover, there might be a common process due to aquatic environment, leading to a fast wound closure by re-epithelialization, between teleost skin and mammal’s cornea as well as oral mucosa.