Identification de gènes impliqués dans la différenciation des cellules stromales mésenchymateuses

par Zahia Hamidouche

Thèse de doctorat en Biologie de l'os, des articulations et biomatériaux des tissus calcifiés

Sous la direction de Pierre J. Marie.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    La réparation des grands défauts osseux nécessite un comblement osseux important. Les cellules souches mésenchymateuses (CSM), qui possèdent un potentiel de différenciation multipotent et donnent naissance aux progéniteurs ostéoblastiques pourraient constituer une alternative intéressante à l'autogreffe osseuse si on est capable de stimuler leur différenciation vers la voie ostéoblastique. Pour identifier des gènes impliqués dans l'engagement des CSM vers la voie ostéoblastique, nous avons réalisé une analyse du transcriptome des CSM humaines et murines traitées par la dexaméthasone Nous avons montré que FHL2, un cofacteur de transcription, induit la différenciation ostéoblastique des CSMs et augmente leur potentiel ostéogénique. La surexpression de FHL2 augmente l'expression des marqueurs du phénotype ostéoblastique et l'ostéogenèse in vitro et in vivo. FHL2 potentialise les effets de Wnt en augmentant la translocation de β-caténine au noyau et stimule la transcription de gènes TCF/LEF dépendants dont Runx2. Par ailleurs, nous avons montré que Pintégrine a5 (ITGA5) stimule fortement la différenciation des CSM et l'ostéogenèse in vitro et in vivo. Cet effet anabolique implique les voies ERK1/2 et PI3K ainsi que l'expression et l'activité transcriptionnelle de Runx2. Une activation de ITGA5 par un anticorps ou un peptide agoniste induit l'expression des marqueurs ostéoblastiques et la capacité ostéogénique des CSM humaines. En résumé, nous avons identifié de nouveaux gènes qui favorisent la différenciation des CSM humaines et l'ostéogenèse in vitro et in vivo, ce qui suggère de nouvelles voies thérapeutiques potentielles pour favoriser la réparation osseuse.

  • Titre traduit

    Identification of genes implicated in the osteoblastic differentiation of mesenchymal stromal cells


  • Résumé

    The repair of large bone defects requires major tissue filling which can not be assumed by a physiological process. Bone replacement assays do not lead to optimal bone healing. Mesenchymal Stem Cells (MSC) are multipotent cells that give rise to osteoblastic progenitors. An autologous usage of MSC may be a good option to bone graft as far as osteoblastic differentiation can be favor. Our goal was to identify genes involved in the commitment toward the osteogenic pathway. We performed transcriptomic analyses of dexamethasone-induced or non-induced MSC of human or murine origin. We showed that the co-transcription factor FHL2 induces MSC osteoblastic differentiation, and increases their osteogenic potential. Indeed, overexpression or silencing of FHL2 lead respectively to an increased or reduced expression of osteoblastic markers and in vitro/in vivo osteogenesis. We observed that FHL2 potentiates Wntfs effect by interacting with β-catenin and faciliting its nuclear translocation, which stimulates the transcription of TEC/LEF-dependent gènes like Runx2. We also showed that an overexpression of integrin alphaS (ITGA5) markedly stimulates MSC osteoblastic differentiation and in vitro/in vivo osteogenesis. This anabolic effect involves ERK1/2 and PI3K pathways and the transcriptional activity of Runx2. An activation of ITGA5 by a specific antibody or an agonist peptide leads to the induction of osteoblastic markers expression and osteogenic potential of MSC. In summary, our data allowed the identification of new candidate genes which can favor the human MSC differentiation and in vitro or in vivo osteogenesis. This suggests new potential therapeutic options to stimulate bone repair.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (162 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 217 réf.

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