Recherche des gènes impliqués dans les phénomènes de prolifération/dédifférenciation des cellules β pancréatiques humaines : intérêt en thérapie cellulaire

par Thomas Bouckenooghe

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Brigitte Vandewalle.

Soutenue en 2004

à Lille 2 .


  • Résumé

    Le diabète de type 1, caractérisé par la destruction auto-immune des cellules b insulino-sécrétrices, est la forme la plus sévère de diabète. La capacité du pancréas à générer des cellules progénitrices a donné naissance à de nouvelles pistes de recherche sur la thérapie cellulaire du diabète de type 1. Nous avons montré que la prolifération des cellules b sur matrice extra-cellulaire en présence d'HGF entraînait une perte d'expression de marqueurs de différenciation tels que l'insuline et son facteur de transcription PDX-1/IPF-1. Après expansion (6 jours), nous avons essayé de ré-exprimer ces marqueurs par l'intermédiaire de composés connus pour leurs effets sur la prolifération et/ou la différenciation. Le butyrate de sodium nous a permis de réinduire le PDX-1/IPF-1 et l'insuline mais aussi de provoquer la sécrétion de gastrine, un facteur intervenant dans la néogenèse pancréatique. D'autres composés comme le TGF b, le calcitriol, le GLP-1 et l'activine A ont aussi eu des effets positifs sur la ré-expression de certains gènes. Ces premiers résultats indiquent qu'il est possible de réinduire une différenciation cellulaire après expansion de cellules b. Nous avons ensuite essayé d'identifier les gènes modifiés durant la culture à long-terme de cellules b purifiées par FACS. L'analyse de trois pancréas différents sur puces à ADN "maison" spécifiques du pancréas a mis en évidence que sur les 218 gènes étudiés, 49 étaient sous-exprimés (marqueurs de différenciation endocrine) et 76 surexprimés (marqueurs de cellules souches et de cellules exocrines). La transdifférenciation des cellules b montraient une surexpression de PBX-1, une protéine formant un hétérodimère avec PDX-1, et qui module l'activité transcriptionnelle de ce dernier. La neurogénine 3, un facteur clé dans la formation des cellules endocrines était lui aussi surexprimé. Ces résultats permettent d'obtenir une carte précise des gènes impliqués dans la prolifération des cellules b.


  • Résumé

    Type 1 diabetes, caracterized by b cell destruction, is the most severe form of diabetes. The pancreatic capacity to generate progenitor cells have given new development in type 1 diabetes cell therapy. In vitro studies of beta cell proliferation on extracellular matrices plus growth factors (HGF) have highlighted a possible cell expansion technique which was however accompanied with loss of insulin secretion. Herein we showed that human islet cell proliferation was marked by a decreased expression of specific differentiation markers, particularly insulin and his transcription factor IPF-1. After a 6 day expansion period, we tried to reexpress the beta cell differentiation markers with compounds known for their differentiation and/or insulin-secreting properties. Sodium butyrate was a potent factor of IPF-1 and insulin, it also clearly induced secretion of gastrin, a known neogenic factor. Other compounds, namely TGF-b, calcitriol, GLP-1 and Activin A, efficiently enhanced the glucose sensor machinery. Our results indicate that specific beta cell gene expression may be induced after expansion and dedifferentiation. In a second time, we tried to identify genes modulated during long term culture of FACS purified b cells. Analysis of 3 differents pancreata were performed on "in-house" pancreas specific microarrays consisting of 218 genes. The expression of 49 of them was down-regulated (markers of endocrine differentiation), while 76 were induced by cell expansion. Their pattern argues for the transdifferentiation of beta cells into undifferentiated cells that overexpress both PBX1, a protein which can bind as a heterodimer with PDX1 and could switch the nature of the its transcriptional activity, and neurogenin 3, a key factor for the generation of endocrine islet cells. Our findings demonstrate that microarray-based technology provides a powerful tool for identifying genes involved in the regulation of pancreatic beta cell growth.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (131-[5] f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 107-130

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  • Bibliothèque : Université du droit et de la santé. Service Commun de la Documentation. BU Santé - Learning center.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50.379-2004-1-C
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