Contribution des divisions orientées à la morphogenèse des cryptes intestinales et conséquences cellulaires de mutations hétérozygotes dans le gène suppresseur de tumeurs Apc

par Julien Bellis

Thèse de doctorat en Sciences du vivant. Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Jan De Mey et de Jean-Noël Freund.

Soutenue en 2008

à Strasbourg .


  • Résumé

    L'homéostasie de l'épithélium de la muqueuse colique est régie par un ensemble de voies de signalisation, au rang desquelles la voie Wnt. Le gène suppresseur de tumeur Apc (Adenomatous Polyposis Coli) joue un rôle majeur dans la régulation de la voie Wnt. Des mutations germinales hétérozygotes prédisposent fortement au cancer du côlon, et les premières structures aberrantes visibles à l'échelle tissulaire, ACF (Aberrant Crypt Foci), apparaissent suite à la perte de l'allèle sauvage. Ainsi un des premiers signes de la perte d'APC est une modification morphologique de la crypte. Pour autant, pratiquement rien n'est connu sur la morphogenèse de ce tissu à l'âge adulte, en particulier quel est le rôle des divisions orientées dans ce processus, et l'implication potentielle des mutations dans Apc dans ces mécanismes. Nous avons développé une technique d'observation de cryptes entières fixées et intactes pour la mesure d'orientation des fuseaux mitotiques avec l'axe long de la crypte. Nos résultats montrent qu'il existe une orientation préferentielle, avec 80% des fuseaux mitotiques formant un angle de moins de 30° avec l'axe de la crypte. La perte totale d'APC perturbe profondément cette orientation, et est corrélée à une augmentation du diamètre de la crypte. Une mutation hétérozygote dans Apc n'a pas d'effet sur l'orientation, et une seconde mutation (situation rencontrée dans les ACF) est nécessaire pour perturber l'orientation. Ces données démontrent l'existence d'une division orientée, ce qui suppose un mécanisme général d'établissement de la polarité à l'échelle tissulaire, la polarité planaire. Nous nous sommes ensuite attaché à comprendre le rôle d'APC dans la polarité apico-basale et dans la régulation des générateurs de force impliqués dans l'orientation du fuseau. Nous avons utilisé un modèle cellulaire de gain de fonction pour la protéine APC, composé des lignées SW480 (qui n'expriment que la protéine tronquée) et SW480-APC qui exprime en plus la protéine entière. L'expression d'APC induit un renforcement de la polarité apico-basale dans les cellules SW480-APC, et modifie le comportement du fuseau. J'ai développé un programme d'analyse du comportement du fuseau pour quantifier ces modifications, basé sur l'analyse d'un grand nombre d'évènements. L'expression d'APC entraîne une augmentation de la dynamique du fuseau, des réorientations, et des déplacements du fuseau loin du centroïde de la cellule. APC joue donc potentiellement dans la polarité apico-basale et ainsi dans le contrôle de l'orientation du fuseau.

  • Titre traduit

    Role of oriented cell division in intestinal crypt morphogenesis and cellular consequences of heterozygous mutations in the tumour suppressor gene Apc


  • Résumé

    Colonic epithelium homeostasis rely on signaling pathways among wich the Wnt pathway. Heterozygous germ cell mutations of the Apc tumour suppressor gene are highly penetrant in predisposing to colorectal cancer. Loss of Heterozygosity (LOH) at the Apc locus is believed to initiate the tumourigenic pathway, typically with the appearance of potentially pre-cancerous lesions: Aberrant Crypt Foci (ACF). Little is known about the morphogenesis of this tissue in adult, in particular what is the role of oriented cell division in this mechanism, and if an Apc mutation could affect those mechanisms. We have developed a technique to isolate and observe intact entire fixed crypts. Our data indicates that there is a preferential axis of orientation, with 80% of cells being oriented with less than 30° along the crypt axis. Total loss of APC triggers profound perturbation of orientation, correlated with crypt width increase. A single mutation has no effect, and a second mutation is needed to perturb cell orientation. We then analysed the effect of Apc on apico-basal polarity and force generators regulation using a gain of function for Apc. This model composed of SW480 expressing a truncated fragment and SW480-APC expressing full length APC allow us to demonstrate reinforcement of apico-basal polarity, and spindle behavior changes. Our data show that APC expression triggers an increase of spindle dynamic, with spindle undergoing more reorientation and more displacements. APC could play a role in apico-basal cell polarity and hence in spindle orientation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VI-241 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 221-243

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2008;5876
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