Vers la compréhension de la formation et du vieillissement du cartilage à partir de deux modèles : souris transgéniques et remplacement trachéal

par Muriel Holder-Espinasse

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Martine Duterque-Coquillaud.

Soutenue en 2006

à Lille 2 .


  • Résumé

    La première partie de mon travail de thèse concerne le gène Erg, appartenant à la famille des gènes Ets, et codant des facteurs de transcription impliqués dans de nombreux processus physiologiques. L'expression du gène Erg, précoce et transitoire chez l'embryon, est associée au mésenchyme. Erg s'exprime dès les premières étapes de mise en place du cartilage chez l'embryon puis se restreint au cartilage articulaire. Afin d'étudier le rôle du gène Erg in vivo, nous avons établi des lignées de souris transgéniques qui expriment une protéine Erg tronquée à effet transdominant négatif sur les protéines endogènes. Cette expression est ciblée au niveau de la mise en place du cartilage par l'utilisation du promoteur du gène du collagèneII1. Les phénotypes des souris transgéniques obtenues s'apparentent à un vieillissement précoce du squelette. Comparativement aux souris de type sauvage au même âge, elles développent, dans les six premiers mois de leur vie, une hyperlordose et un blocage articulaire. Des expériences de radiologie et de scintigraphie révèlent une perte générale de densité osseuse. Un suivi histologique de l'apparition du phénotype a été effectué à partir de coupes à différents stades du développement. Parallèlement, des cultures de chondrocytes embryonnaires ont été réalisées. Dans une seconde partie, nous avons collaboré à la mise en place d'un modèle de remplacement trachéal. Lorsqu'il existe une indication tymorale ou d'origine malformative, de nombreux modèles de greffe trachéale ont été rapportés dans la littérature sans résultats probants. Une solution originale a récemment été mise au point sur un modèle animal, la brebis, pour palier aux résections trachéales étendues : il s'agit d'allogreffes aortiques. Plus de 50 brebis ont été opérées avec cette technique et les résultats sont très satisfaisants. Quelques mois après la greffe, on constate une modification de la structure du greffon aortique caractérisée par une transformation tissulaire en trachée " néo-induite ". Cette étude a également été effectuée sur un autre modèle animal, le mini-porc, afin de pouvoir confirmer les premiers résultats obtenus, et valider la technique opératoire, même si nous avons été confrontés à des difficultés d'ordre anatomiques. Nous avons effectué des analyses histologiques et de suivi d'expression de gènes par hybridation in situ sur les anneaux de cartilage " néo-formés ". Nous avons également souhiaté comprendre les mécanismes cellulaires sous-jacents à cette transformation, et réalisé des allogrefes de béliers sur des brebis ou de mini-porcs femelles sur des mâles, afin d'utiliser le chromosome Y comme marqueur de l'origine cellulaire. Nous avons ainsi recherché la présence du gène SRY dans les greffons par PCR et mis en évidence l'existence d'une colonisation du greffon à partir de la trachée native.


  • Résumé

    The first part of my thesis concerns the Erg gene. Erg belongs to the Ets family encoding a class of transcription factors. In vivo expression of the Erg gene has been previously delineated. Throughout the murine embryogenesis, the Erg gene expression is precocious and transient, and predominates in mesodermal tissues including pre-cartilaginous. Erg expression in the cartilage is restricted to the early stages of differentiation. We performed further analyses to study the function of the Erg gene in vivo. We employed transgenic mice approach to induce an over-expression of the Erg protein in a model over-expressing a dominant-negative protein restricted to the ETS domain. The transgene construct was prepared under the control of a mouse colII1 specific promoter. We were able to identify clinical abnormalities by comparison with age-matched littermates. The mice over-expressing the dominant-negative protein gradually developed early-ageing associated phenotypes including hyperlordosis, hyperkyphosis and reduced mobility. Skeletal x-rays and osteodensitometry confirmed the clinical findings, showing osteopenia and arthritis. Histological studies at different stages were also performed. In parallel, we analysed embryonic chondrocytes cultures. In the second part, we present a collaborative work on a tracheal replacement model. When a tumour or a malformation occurs, all kinds of attempts with different tracheal substitutes have been performed and reported in the literature without success. An original solution has recently been proposed on a sheep model to allow large tracheal replacement with aortic graft. More than fifty sheep were operated with successful results. Histological examinations showed a progressive transformation of the aortic graft into a tissue with tracheal epithelium and newly formed rings of cartilage. These preliminary results were confirmed on a second animal model, the mini-pig, despite unexpected surgical difficulties. We have performed histological studies and followed genes expression by in situ hybridisation on the newly formed cartilage rings. To allow a better understanding of this cellular transformation, we have performed aortic allograft from male sheep to female sheep trachea, and from female mini-pigs to male mini-pigs. Indeed, we have used a PCR technique of the SRY gene to analyse the origin of the cellular transformation. We have searched the SRY gene amplification in the grafts, and suggested that the underlying mechanism could be a colonisation of the graft by the native trachea.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 171-181

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