Identification et caractérisation des cellules souches de la moelle épinière chez la souris et chez l homme

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1 Identification et caractérisation des cellules souches de la moelle épinière chez la souris et chez l homme Chantal Ripoll AFH le 11 juin 2015

2 Les cellules souches : des cellules particulières Cellules différenciées et spécialisées division

3 Les cellules souches : renouvellement et réparation des tissus Embryonnaires et adultes Peau : 4 semaines Intestin : 3 à 5 jours Sang Globule rouge 200 milliards /j Neutrophiles 40 milliards /j Plaquettes 200 milliards /j Chaque année, nous produisons l équivalent de notre poids en nouvelle cellules

4 Existe-t-il des cellules souches dans le cerveau des mammifères? Nous naissons avec un nombre fini de cellules nerveuses qui décroit avec l age. Tout meurt dans le cerveau, rien ne régénère Ramon y Cajal 1902 Veritable Dogme

5 Une découverte féminine!

6 Chez les mammifères 1965 la neurogénèse est caractérisée chez les mammifères 1992 les cellule souches neurales sont isolées in vitro chez la souris adulte puis en 1999 chez l humain

7 Cellules Souches Neurales : Neurosphères Adhérence, pas de facteur de croissance Differentiation Self renewing Neurones Pluripotence Astrocytes Oligodendrocytes

8 Des cellules souches du cerveau dans des régions particulières chez l homme Cortex Zone sous ventriculaire Hippocampe

9 Niches de cellules souches neurales dans le cerveau : neurogènese Subventricular Zone Hippocampus Signals Notch CSF

10 Neurogénèse dans l hippocampe Chaque jour + de 700 nouveaux neurones sont produits dans chaque hippocampe

11 Des cellules souches dans la moelle épinière de mammifère? Canal central de la moelle épinière de souris? Canal central de la moelle épinière humaine

12 Régénération de la moelle épinière chez les urodèles à partir de la niche des cellules souches du canal de l épendyme Salamandre Axolotl Nature Reviews Neuroscience 10, (October 2009)

13 Chez les mammifères : Niche en dormance / Activation de la niche Mechanical injury, sclerosis Adult mouse spinal cord En dormance Activée Meletis et al PLoS Biol Jul 22;6(7):e182 Ctrl Lesion

14 Objectifs : Promouvoir une régénération médullaire 1- Explorer la diversité cellulaire dans la niche et caractériser les cellules souches par des marqueurs protéiques spécifiques (immunomarquages) 2- Identifier les gènes et mécanismes moléculaires dans les cellules souches régulant la dormance et l activation de la niche (lésion medullaire/activation) 3- Etudier la niche de la moelle chez l humain en la comparant avec celle de la souris

15 Hétérogénéité des cellules du canal de l épendyme de souris 2007 Epithélium Pseudo-Stratifié 5 types cellulaires distincts Régionalisation Dorsal-Ventral Review: Hugnot, Franzen, Front Biosci, 2011

16 Facteurs de transcriptions exprimés dans la niche en dormance : expression de facteurs d immaturité Pax 6 Hes1 Myc Id4 SOX11 Facteurs de transcription régulateurs du développement embryonnaire, activateurs ou répresseurs de la différenciation ou de la prolifération cellulaire potentialité de régénération

17 Les cellules souches de la niche activée migrent vers la zone de lésion-souris adulte Florence Perrin T9-T10 laminectomy-needles lesion Nestin- Neural stem cells 48h after injury 72h after injury CTRL BLBP BLBP lipid-binding protein family expressed in neural stem cells during development CTRL 72h after injury

18 Microdissection laser de la niche dormante versus niche activée après lésion M Maitre V Pantesco Screening Affymetrix GeneChip

19 Premiers résultats étude bio-informatique Summary Total number of genes: genes are differentially expressed 802 genes are up-regulated 541 genes are down-regulated ingenuity analysis programme Convergence MAPkinase/Erk 1/2 Gene clustering

20 Validation de l activation de la voie des MAPkinase/Erk1/2 Activation 72h post-injury Dormance Immunolabelling P-Erk (Map Kinase Family)

21 Moelle épinière humaine adulte L Bauchet neurones Dromard et al, Hugnot JP, J.Neuro Res, 2008 Mamaeva et al, Hugnot JP, BMC Neuroscience, 2011 Bauchet et al, Methods Mol Biol, 2013 β3 tubulin

22 Moelle épinière humaine adulte Valérie Rigau CD 15 SOX 2 Marqueur des cellules souches murines pluripotentes, migration, adhésion des cellules embryonnaires Facteur de transcription : auto renouvellement des cellules souches embryonnaires

23 Expression de protéines d immaturité cellulaire dans le canal central de la moelle épinière humaine Pax6 Meis2 ID4 EGFR βcatenin Conservation de l expression de protéines spécifique du canal de l épendyme chez l homme comme chez la souris

24 Microdissection laser du canal central de la moelle épinière Dorsal humaine Dorsal ventral Niche humaine Moelle de souris Microarrays analysis Differential profiles Moelle Humaine

25 Conclusion La complexité cellulaire et moléculaire de la niche médullaire a été révélée par l histologie Il existe une conservation de la niche médullaire chez l homme Le rôle de la voie des MAP kinases est important dans l activation de la niche La complémentarité des études transcriptomiques et de l histologie est essentielle pour comprendre l organisation et l activation des niches de cellules souches neurales

26 JP Hugnot INSERM U1051"Cerebral plasticity, Stem cells and Glial tumors" team Institute for Neuroscience (INM) D Mamaeva B Rothhut N Leventoux M Teigell I Sassetti Collaboration M Maitre V Pantesco PO Guichet F Perrin L Bauchet V Rigau Plateforme de microdissection laser Plateau Puces à ADN Affymetrix Merci de votre attention

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