Développement d'un système multitube biomimétique pour l'étude de l'ADPKD
Auteur / Autrice : | Sarah Myram |
Direction : | Sylvie Coscoy, Stéphanie Descroix |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biophysique |
Date : | Soutenance le 16/01/2020 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Physique des Cellules et Cancer (Paris ; 2024-....) |
Jury : | Président / Présidente : Joëlle Sobczak |
Examinateurs / Examinatrices : Sophie Saunier, Marco Pontoglio | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Malaquin, Sylvie Dufour |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L’ADPKD, ou Polykystose Rénale Autosomique Dominante, est la maladie rénale héréditaire la plus fréquente (1/1000) dans le monde. Elle est causée par une mutation dans les gènes Pkd1 ou Pkd2 qui codent pour les polycystines. Sa principale caractéristique est la formation progressive de kystes à partir des néphrons, ce qui conduit à une insuffisance rénale à l'âge adulte. Dans ce projet, nous avons développé un modèle pour étudier la kystogénèse selon l’hypothèse de l'effet " boule de neige ", qui stipule que les tubules adjacents aux kystes existants sont davantage susceptibles de former des kystes secondaires. Nous avons émis l'hypothèse que ce processus est dû à la compression des tubules par la croissance des kystes, ce qui entraîne des perturbations des voies de signalisation impliquées dans la mécanotransduction (morphologie cellulaire, polarité) et une dilatation consécutive des tubules s’accompagnant de la formation de kystes secondaires. Pour reproduire l'effet boule de neige, notre approche a consisté à développer un rein-sur-puce mimant l’organisation des néphrons et les compressions exercées par les kystes en expansion. Ce dispositif est composé d’une microchambre centrale ouverte en thermoplastique transparent et dans laquelle des tubes espacés de 100 ou 200 m ont été moulés en collagène I. Ils ont été recouverts de laminine, l’un des composants principaux de la membrane basale des néphrons. Pour mimer l'ADPKD, nous avons ensemencé ces tubes avec un modèle cellulaire de la maladie (Pkd1-/-), qui présente en 2D une réduction de l’adhérence et une altération de la polarité apico-basale par rapport aux cellules contrôles, et proliférant deux fois plus vite. Dans les tubes, nous avons remarqué que les deux types cellulaires forment une monocouche de cellules cuboïdales avant de remplir les tubes. Les cellules contrôles génèrent une déformation minimale des tubes, alors que les Pkd1-/- induisent une dilatation tubulaire importante, en accord avec les étapes préliminaires de formation des kystes. En outre, la réduction de l’espacement intertubulaire à 100 µm favorise l’interaction entre les tubes après leur dilatation, permettant l’étude des couplages mécaniques et chimiques inter-tubes. Ainsi, ce rein-sur-puce innovant permet de reproduire des déformations tubulaires précoces, et constituera un modèle d’étude des mécanismes impliqués dans la kystogénèse.