Etude de la régulation transcriptionnelle de la différenciation des cellules entéroendocrines dans un modèle d'organoïde intestinal humain

Transcriptionnal regulation of enteroendocrine cell differentiation study in human intestinal organoids

• Auteur / Autrice : Colette Giethlen
• Direction : Gérard Gradwohl
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 22/01/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Françoise Dantzer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Gradwohl, Françoise Dantzer, Agnès Ribeiro-Pillet, Marianne Voz
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Agnès Ribeiro-Pillet, Marianne Voz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules entéroendocrines

Cellules souches pluripotentes induites

Hormones

Différenciation cellulaire

Cellules intestinales

Facteurs de transcription

Régulation génétique

Mots clés libres

Différenciation entéroendocrine

Hormones

HiPSCs

Organoïdes intestinaux

Facteurs de transcription

Enteroendocrine differentiation

Hormones

HiPSCs

Intestinal organoids

Transcription factors

Résumé

Les cellules entéroendocrines sécrétrices d’hormones représentent 1% de l’épithélium intestinal mais sont des régulateurs essentiels du métabolisme énergétique et l’altération de leur différenciation provoque de graves pathologies métaboliques. Leur différenciation est régie par une cascade de régulations transcriptionnelles qui est encore peu décrite, particulièrement chez l’homme. L’objectif de ce projet de thèse était d’évaluer l’implication de plusieurs facteurs de transcription préalablement identifiés chez la souris (NGN3, RFX6, ARX, PAX4) dans la différenciation entéroendocrine humaine. Pour ce faire, ces gènes ont été inactivés par la technique CRISPR/Cas9 dans des cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSCs), qui ont ensuite été différenciées in vitro en organoïdes intestinaux (HIOs). Les analyses des HIOs déficients pour NGN3 ne permettent pas de conclure quant à un rôle dans la différenciation entéroendocrine mais indiquent une altération de la régionalisation du tissu formé chez les mutants. RFX6 semble important pour la différenciation et/ou la fonction des cellules entéroendocrines, bien que sa fonction précise n’ait pas pu être déterminée.

Hormone-producing enteroendocrine cells represent 1% of the intestinal epithelium but are key regulators of the energetic metabolism and alteration of their differentiation is associated with severe metabolic disorders. Enteroendocrine differentiation is governed by a transcriptional regulatory cascade that is poorly described, especially in humans. This thesis project aimed to evaluate the implication of several transcription factors, previously identified in mice (NGN3, RFX6, ARX, PAX4), in human enteroendocrine differentiation. To do so, these genes were disrupted with the CRISPR/Cas9 system in human inducible pluripotent stem cells (hiPSCs), which were then differentiated in intestinal organoids (HIOs). Preliminary analysis of NGN3-deficient HIOs did not allow a firm conclusion regarding NGN3 implication in enteroendocrine differentiation but showed a tissue regionalization alteration. RFX6 seems important for the differentiation/function of enteroendocrine cells, although its precise function is still to be determined.