Contrôle de l'hématopoïèse en condition normale et suite à un stress immunitaire chez la drosophile

The control of hematopoiesis under normal and immune stress condition : insights from Drosophila

• Auteur / Autrice : Yushun Tian
• Direction : Michèle Crozatier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement
• Date : Soutenance le 13/10/2022
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Cribbs
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Allison Bardin, Krysztof Jagla, Adèle Faucherre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Drosophiles

Hématopoïèse

Neuroimmunologie

Mots clés libres

Stress immunitaire

Hématopoïèse

Glande lymphatique

Drosophile

Immune stress

Hematopoiesis

Lymph gland

Drosophila

Résumé

Chez les mammifères adultes, les cellules souches et progéniteurs hématopoïétiques (HSPCs) présents dans la moelle osseuse assurent la production continue des cellules sanguines. L'auto-renouvèlement, la prolifération et la différenciation des HSPCs sont contrôlés par un microenvironnement appelé ''niche''. L'organe hématopoïétique de la drosophile, appelé glande lymphatique (GL), est un modèle de choix pour étudier le contrôle de l'hématopoïèse. La GL est alignée le long du tube cardiaque, qui est le système vasculaire, et agit comme une niche pour contrôler l'hématopoïèse dans la GL. Les cellules cardiaques en se contractant génèrent un flux sanguin. L'arrêt des battements cardiaques inhibe la différenciation des cellules sanguines, indiquant que les battements cardiaques contrôlent l'hématopoïèse dans la GL. J'ai montré que le rythme cardiaque, via le flux sanguin, induit dans les cellules cardiaques un stress mécanique qui est détecté par le canal mécano-sensible Piezo. L'activation de Piezo pourrait conduire à l'activation du facteur de transcription Yap. Dans les cellules cardiaques, Yap contrôlerait l'expression de gènes cibles, y compris des ligands, tels que le ligand de la voie de signalisation ''Fibroblast Growth Factor'' (FGF) qui est nécessaire dans les progéniteurs hématopoïétiques pour réguler l'homéostasie de la GL. En conclusion, mes résultats démontrent que le battement cardiaque contrôle l'hématopoïèse de la GL et que le canal ionique mécano-sensible Piezo ainsi que le facteur de transcription Yap sont impliqués. Il est à noter que notre compréhension du rôle des canaux ioniques mécano-sensibles dans la régulation mécanique de l'activité des cellules souches n'en est qu'à ses débuts. Cette étude devrait permettre d'identifier les mécanismes moléculaires impliqués. La conservation probable de ces régulations au cours de l'évolution ouvre d'importantes perspectives quant à la compréhension de la fonction de la niche vasculaire chez les mammifères.

In adult mammals, Hematopoietic Stem and Progenitor Cells (HSPCs) in the bone marrow ensure continuous blood cell production. Self-renewal, proliferation and differentiation of HSPCs are controlled by a specialized microenvironment called the ''niche''. However, the cellular and molecular mechanisms involved remain poorly understood. The Drosophila (fruit fly) hematopoietic organ called the lymph gland has become an important model to study how hematopoiesis is controlled. The lymph gland is aligned along the cardiac tube, which constitutes the vascular system and acts as a niche to control lymph gland hematopoiesis. Cardiac cells contract rhythmically and generate a blood flow. Blocking heartbeat prevents lymph gland blood cell differentiation, indicating that it controls lymph gland hematopoiesis. I established that heartbeat, via the blood flow, induces a mechanical stress in cardiac cells that is detected by the mechanosensitive channel Piezo. Piezo activation leads to the activation of the transcription factor Yap. In cardiac cells, Yap controls the expression of various target genes including ligands, such as a ligand of Fibroblast Growth Factor (FGF) called Breathless, which is required to control lymph gland homeostasis. In conclusion, my results demonstrate that heartbeat controls lymph gland hematopoiesis and that both the mechanosensitive ion channel Piezo and Yap are required in this process. It must be emphasized that our understanding of the role of mechanosensitive ion channels in the mechanical regulation of stem cell activity is only at its beginning. This study will allow us to decipher the molecular mechanisms that are involved. The probable conservation of these regulations in evolution opens important perspectives for the understanding of vascular niche function in Mammals.