Etude des mécanismes cellulaires et moléculaires de l'inhibition de l'érythropoïèse par la cytokine pro-inflammatoire Tumor necrosis factor (TNF)-alpha

par Christine Grigorakaki

Thèse de doctorat en Sciences de la Vie et de la Santé

Sous la direction de Marc Diederich et de Franck Morceau.

Soutenue le 14-11-2011

à Nancy 1 , dans le cadre de BioSE - Ecole Doctorale Biologie, Santé, Environnement , en partenariat avec Nutrition-génétique et exposition aux risques environnementaux - UMR 724 (laboratoire) .

Le président du jury était Christine Chomienne.

Le jury était composé de Mario Dicato, Pierre Jeannesson, Athanase Visvikis.

Les rapporteurs étaient Iris Behrmann, François Morle.


  • Résumé

    Les anémies liées au cancer et aux inflammations chroniques sont suspectées d'être provoquées par la libération de la cytokine pro-inflammatoire, le «tumor necrosis factor» (TNF)-[alpha]. Il a été décrit comme un inhibiteur potentiel de la production de l'érythropoïétine (Epo) au niveau du rein, conduisant à une diminution de l'érythropoïèse. Cependant, des études in vitro ont suggéré que le TNF[alpha] pouvait agir directement sur les cellules érythroblastiques.Des études réalisées au laboratoire LBMCC sur des lignées érythroleucémiques humaines ont montré que le TNF[alpha] limite la surexpression de gènes érythroïde-spécifiques en corrélation à l'inhibition du facteur de transcription GATA-1. Afin d'étudier l'effet inhibiteur du TNF[alpha] sur l'induction de l'érythropoïèse par l'Epo, nous avons utilisé des cellules souches hématopoïétiques CD34+ comme modèle. Dans notre système de culture in vitro, nous avons pu reproduire les différents stades de l'érythropoïèse en présence d'Epo, permettant ainsi d'étudier l'effet du TNF[alpha] sur cette voie. L'étude de la production d'hémoglobine, de la morphologie cellulaire et l'analyse des marqueurs membranaires spécifiques, a montré que le TNF[alpha] réduit la capacité de l'Epo à engager les cellules vers une différenciation érythroïde terminale. Au niveau moléculaire, nous avons corrélé cet effet à la réduction de l'expression de gènes érythroïdes. De plus, il réduit l'activité trans-activatrice du facteur de transcription GATA-1 et induit son interaction avec le facteur PU.1 via l'activation de la protéine p38MAPK. Enfin, l'expression du facteur GATA-2 est induite et la balance GATA-1/GATA-2 est en partie perturbée par l'inhibition des miR 144/451 par le TNF[alpha]

  • Titre traduit

    Study Of The Cellular And Molecular Mechanisms Of The Erythropoiesis Inhibition From The Pro-Inflammatory Cytokine Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF)-[alpha]


  • Résumé

    Cancer-related anemia is thought to be mediated by the release of tumor necrosis factor (TNF[alpha]). TNF[alpha] is one of the major mediators of inflammation and has been linked to the inhibition of the erythropoietin (Epo) production from kidney, leading thus to anemia. However, the inhibitory effect of TNF[alpha] on erythroblast differentiation has been suggested by several in vitro studies. Previous results from the LBMCC lab on human leukemia cell lines showed that TNF[alpha] prevents over-expression of erythroid-specific genes in human erythroleukemia cell lines. In all cases, the inhibitory effect of TNF[alpha] was in correlation with the inhibition of the erythroid key transcription factor, GATA-1. In order to study the inhibitory effect of TNF[alpha] on the Epo-mediated erythropoiesis, we used CD34+ hematopoietic stem cells (HSC) as a model. In our in vitro model, we reproduced different stages of erythropoiesis, allowing us to use this model for the study of TNF[alpha] and the erythroid lineage. The study of hemoglobin production, the cell morphology and the analysis of specific erythroid membrane markers, have shown the limited capacity of Epo to stimulate HSC erythroid differentiation under TNF[alpha] treatment. At the molecular level, we have correlated this effect to the reduced expression of erythroid-specific genes. Moreover, TNF[alpha] reduces the transcriptional activity of GATA-1 and induces its interaction with PU.1 via p38MAPK activation. Furthermore, GATA-2 expression is increased and the GATA-1/GATA-2 balance, which is critical for erythropoiesis, is partially disturbed by 144/451 miRs inhibition from TNF[alpha]


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