Rôle des cellules orales dérivées des crêtes neurales dans la morphogenèse craniofaciale

par Ali Nassif

Thèse de doctorat en Pathologie et recherche clinique

Sous la direction de Bruno Gogly, Sylvie Babajko et de Benjamin Fournier.

Soutenue le 21-09-2016

à Paris Est , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2015-....) , en partenariat avec Centre de Recherche des Cordeliers (Paris) (laboratoire) .

Le président du jury était Ariane Berdal.

Le jury était composé de Benoît Robert, Sophie Creuzet.

Les rapporteurs étaient Anne Poliard, Jean-Christophe Farges.


  • Résumé

    La morphogenèse crâniofaciale chez les vertébrés est un phénomène important, strictement régulé dans l’espace et dans le temps. Elle est basée sur une série complexe d'événements moléculaires et morphogénétiques qui implique un réseau interactionnel de gènes et de facteurs de transcriptions, tels les homéoboîtes. La crête neurale (CN) est au cœur de ce processus. Cette dernière fournit la principale source du mésenchyme crâniofacial. Cette population de cellules embryonnaires transitoires va subir une transition épithélio-mésenchymateuse et migrer en plusieurs vagues vers des sites prédéfinis puis se différencier en divers types cellulaires. La CN est à l’origine de plusieurs structures : une grande partie du squelette facial dont le maxillaire, la mandibule, l’os alvéolaire qui entoure les dents ainsi qu’une partie des tissus conjonctifs crâniofaciaux. Les cellules issues des CN sont pluripotentes et offrent un espoir en régénération osseuse et cartilagineuse. Ces caractéristiques ont généré un intérêt particulier des chercheurs pour les utiliser en thérapie cellulaire afin de réparer les défauts osseux des mâchoires. Parmi les tissus crâniofaciaux, nous avons choisi d’étudier plus avant la gencive et les cellules gingivales car leur accès est le plus facile et leurs capacités de différenciation autorisent l’observation d’autres phénotypes cellulaires.La gencive est un tissu kératinisé qui entoure les dents et recouvre l’os alvéolaire. Ce tissu est composé principalement de fibroblastes gingivaux (GFs). Parmi ces cellules, se trouvent des cellules souches gingivales (GSCs) caractérisées par leur auto-renouvellement et leur multipotence. Les GSCs sont facilement recueillies chez les patients adultes, elles montrent une plasticité importante et une activité immunomodulatrice qui en font un outil de choix pour la thérapie cellulaire. De plus, la biopsie se fait sans douleur et n’entraîne ni cicatrice ni problème fonctionnel.La première partie de mon travail de doctorat avait pour objectif d’évaluer le rôle de Msx1 dans la morphogenèse crâniofaciale et par la suite d’analyser l’os alvéolaire après une extraction dentaire afin d’analyser les mécanismes associés à ce processus et l’impact de Msx1 sur la cicatrisation osseuse.La deuxième partie de mon travail est axé sur la gencive et avait pour objectif de mettre en évidence l’origine embryologique des cellules souches orales, dont les GSCs, et de déterminer si elles proviennent des crêtes neurales, du mésoderme ou d’une mosaïque des deux. Enfin, pour appliquer nos connaissances sur l’origine embryologique des cellules souches gingivales, nous avons étudié le profil immunitaire des cellules dérivées des CN. Pour cela, nous avons déterminé la capacité phagocytaire des cellules souches gingivales murines dérivées des CN et comparé à des cellules de CN d’autres espèces vertébrées.

  • Titre traduit

    Role of oral derived neural crest cells in craniofacial morphogenesis


  • Résumé

    Craniofacial morphogenesis in vertebrates is an important phenomenon, strictly regulated in space and in time. It is based on a complex series of molecular and morphogenetic events involving an interactional network of genes and transcription factors, such as the homeobox. Neural crest (NC) is at the heart of this process. The latter provides the main source of craniofacial mesenchyme. This transient population of embryonic cells will undergo epithelial-mesenchymal transition and migrate in waves to predefined sites and to differentiate into various cell types. NC is the source of several structures: a large part of the facial skeleton including the maxillary, mandibular alveolar bone around the teeth as well as connective tissue in craniofacial portion. Cells from NC are pluripotent and offer hope for bone and cartilage regeneration. These characteristics have generated particular interest to researchers for use in cell therapy to repair bone defects of the jaw. Among the craniofacial tissues, we decided to further investigate the gums and gingival cells because their access is easier and differentiation capabilities allow observation of other cellular phenotypes.The gum is a keratinized tissue around the teeth and covers the alveolar bone. This tissue is composed mainly of populations of gingival fibroblasts (GFs). Among these populations, there are gingival stem cells (GSCs) characterized by their self-renewal and pluripotency. The GSCs are easily collected in adult patients, they show significant plasticity and immunomodulatory activity that make it a tool of choice for cell therapy. In addition, the biopsy is painless and involves neither scar nor functional problem.The first part of my PhD work was to evaluate the Msx1 role in craniofacial morphogenesis and subsequently analyse the alveolar bone after tooth extraction to analyse the mechanisms involved in this process and the impact of Msx1 on bone healing.The second part of my work focuses on the gingiva and was intended to highlight the embryological origin of oral stem cells, including GSCs and determine if they come from the neural crest, mesodermal or mosaic two. Finally, to apply our knowledge of the embryological origin of gum stem cells, we studied the immune profile derived NC cells. For this, we determined the phagocytic capacity gingival murine stem cells derived from CN and compared to cells of CN other vertebrate species.

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