Approche fonctionnelle et métabolique des cellules souches et des progéniteurs hématopoïétiques du sang périphérique en homéostasie à travers le modèle side population. Vers une nouvelle source de greffon hématopoïétique ?

Functional and metabolic study of hematopoietic stem and progenitors cells from steady peripheral blood through the side population model

• Auteur / Autrice : Antonin Bourdieu
• Direction : Philippe Brunet de la Grange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 15/11/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Etablissement français du sang - Biothérapie des maladies génétiques inflammatoires et cancers (Bordeaux ; 2011-2021)
• Jury : Président / Présidente : François Moreau-Gaudry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Bagnis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Persio Dello Sbarba, Françoise Porteu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Homéostasie

Transplantation de cellules souches de sang périphérique

Cellules souches hématopoïétiques

Mots clés libres

Cellules souches hématopoïétiques

Sang périphérique

Side population

Hematopoietic stem cells

Steady state peripheral blood

Side population

Résumé

Dans l’optique de produire de maîtriser les conditions d’expansion ex vivo de greffons hématopoïétiques produits à partir de sang périphérique en homéostasie, l’objectif de ce projet a été de caractériser fonctionnellement, métaboliquement et transcriptomiquement les cellules souches hématopoïétiques (CSH). Compte tenu de l’impossibilité technique de sélectionner spécifiquement les CSH humaines, nous avons utilisé un modèle cellulaire enrichi en CSH, le modèle Side Population(SP). Dans un premier temps, nos travaux ont confirmé que les CSH du sang périphérique étaient majoritairement dans la population SP et qu’elles possédaient des caractéristiques fonctionnelles proches des CSH des autres compartiments hématopoïétiques. Nous avons également démontré l’implication des basses concentrations d’O2 sur le maintien des CSH du sang périphérique. Dans un second temps, nos résultats ont prouvé que les CSH du sang périphérique utilisaient à la fois la glycolyse et la phosphorylation oxydative pour produire l’énergie nécessaire à leur maintien. Enfin, ce projet a permis d’apporter des résultats préliminaires concernant les régulations transcriptomiques des CSH du sang périphérique. Ces données montrent donc que le sang périphérique en homéostasie pourrait constituer une source potentielle de cellules pour la production de greffons hématopoïétiques tout en apportant les premiers éléments de compréhension de la physiologie de ces cellules, afin, dans un plus long terme de maîtriser leur maintien ou leur différenciation ex vivo.

To evaluate the possibility to control ex vivo expansion conditions, a key point to produce hematopoietic graft from steady state peripheral blood (SSPB), the objective of this project to characterize the functional properties, the metabolism and the transcriptomic regulations of hematopoietic stem cell (HSC) from SSPB. Due to the lack of strong HSC’s marker in human, we choose to use the Side Population (SP) model, previously described as enriched in HSC in other hematopoietic compartments. In a first part of our work, we showed that HSC from SSPB are mainly inside the SP population. Indeed, SP cells from SSPB exhibit functional properties very closed from HSC. In addition, we found they strongly affected by low O2 concentrations, as HSC from bone marrow. In a second part, our results showed that HSC from SSPB use as much glycolysis as oxidative phosphorylation to produce energy they need to maintain their properties. All together, these data give some interesting information about HSC regulation and needs. They also suggest that HSC from SSPB could be considering as a potential source of hematopoietic graft for therapy.