Lien entre signalisation JAK/STAT, remodelage cellulaire et extrusion d’un groupe de cellules épithéliales dans l’ovaire de drosophile

Link Between JAK/STAT signaling, cell remodeling and extrusion from the follicular epithelium in the Drosophila ovary

• Auteur / Autrice : Alba Yurani Torres Espinosa
• Direction : François Agnès, Anne-Marie Pret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 16/12/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Pierre Capy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Agnès, Anne-Marie Pret, Pierre Capy, Yohanns Bellaïche, Michel Gho, Stéphane Noselli, Bruno Louis-René Monier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yohanns Bellaïche, Michel Gho

Mots clés

Mots clés contrôlés

Extrusion (biologie cellulaire)

Actomyosine

Transduction du signal cellulaire

Cellules épithéliales

Apoptose

Morphogenèse

Mots clés libres

Morphogenèse

Extrusion épithéliale

Signalisation JAK/STAT

Acto-Myosine

Apoptose

Morphogenesis

Epithelial cell extrusion

JAK/STAT signaling

Acto-Myosin

Apoptosis

Résumé

Les cellules épithéliales changent en forme et en nombre au cours de divers processus morphogénétiques pendant le développement. La dynamique du réseau d’acto-myosine en interaction directe avec les jonctions adhérentes (JA) est à la base de ces mouvements cellulaires. Cependant, les mécanismes qui régulent cette dynamique cellulaire et moléculaire dans l’espace et le temps sont peu étudiés. Durant les stades précoces de l’ovogenèse chez la drosophile, le follicule ovarien est une sphère composée d'un cyste germinal recouvert d'un épithélium folliculaire monocouche d'origine somatique. Aux pôles de cette structure, un groupe de cellules, les Cellules Polaires (CP), sont produites en excès (3-6 cellules) au début de l'ovogenèse, et ensuite subissent une mort cellulaire programmée apoptotique entre les stades 2 et 4 de l’ovogenèse. De cette façon, à partir du stade 5 tous les pôles contiendront 2CP. Les CP sont l’unique source de sécrétion du ligand de la voie de signalisation JAK/STAT, Unpaired. Notre équipe a démontré que l’activation autonome et non-autonome cellulaire de la voie JAK/STAT est nécessaire pour l'apoptose développementale des CP. Grâce à l’utilisation de l’imagerie confocale en temps réel ainsi que sur des tissus fixés, j’ai établi une séquence d’évènements stéréotypés qui a lieu pendant l’élimination des CP surnuméraires. Trois phases ont été identifiées dans cette séquence: 1) une phase lente de remodelage cellulaire dépendante de la voie de signalisation JAK/STAT au cours de laquelle chaque CP à être éliminée est totalement enveloppée par les CP voisines (plus de 7h) ; 2) une phase d’activation de la cascade canonique de l’apoptose, commençant lorsque la PC est entièrement enveloppée, suivie d’un détachement puis d’une extrusion latérale des corps apoptotiques (1h) ; et 3) une phase de phagocytose des corps apoptotiques par les Cellules Folliculaires (CF) voisines (plus de 5h). Ensuite, en utilisant une approche gènes candidats, j’ai effectué des perturbations génétiques de la Myosine, de la Cadhérine et de différents régulateurs de l’Actine dans les CF et/ou dans les CP, ainsi que des analyses de la dynamique de certaines de ces molécules. Ces expériences m’ont permis de déterminer que la fonction de ces molécules est nécessaire dans les CF pour le processus d’élimination des CP surnuméraires. Finalement un lien entre la signalisation JAK/STAT et la dynamique de la Myosine a été mis en évidence.

Epithelial cells change in shape and number over the various morphogenetic processes occurring during development. The dynamics of the acto-myosin network in direct interaction with adherens junctions is the basis of these cell movements. However, the mechanisms regulating these cellular and molecular dynamics in space and time have not been much studied. During the early stages of oogenesis in Drosophila, the ovarian follicle is a sphere composed of a germline cyst surrounded by a mono-layered follicular epithelium of somatic origin. At the poles of this structure, a group of cells, the Polar Cells (PCs), which are produced in excess (3-6 cells) during early oogoenesis, undergo apoptotic programmed cell death between stages 2-4 of oogenesis, thus that as of stage 5 all poles contain exactly 2 PCs. PCs are the only source of the secreted ligand of the JAK/STAT signaling pathway, Unpaired. Our group has demonstrated that cell autonomous and cell non-autonomous activation of the JAK/STAT pathway is necessary for this developmental apoptosis. Through the use of confocal imaging in real time and on fixed tissues, I established a stereotyped sequence of events that occurs during the elimination of supernumerary PCs. Three phases were identified in this sequence: 1) a slow phase of cellular remodeling dependent on JAK/STAT signaling in which the PC to be eliminated is completely enveloped by its PC neighbors (more than 7 hours); 2) activation of the canonical apoptosis cascade, occurring when the PC is fully enveloped, followed by cell detachment and lateral extrusion of apoptotic corpses (1h); and 3) phagocytosis of apoptotic corpses by the surrounding Follicular Cells (FCs) (over 5 hours). Then, using a candidate gene approach, I conducted genetic perturbation of Myosin, Cadherin and actin regulators in the FCs and/or PCs, and the analysis of the dynamics of some of these molecules. These experiences allowed me to determine that the function of these molecules is required in FCs for the process of elimination of supernumerary PCs. Finally, evidence obtained suggests a link between JAK/STAT signaling and Myosin dynamics.