Transition épithélio-mésenchymateuse et apoptose : dynamique cellulaire et rôle de snail chez Drosophila melanogaster

Epithelial-Mesenchymal Transition and Apoptosis : cellular dynamic and role of Snail in Drosophila melanogaster

• Auteur / Autrice : Mélanie Gracia
• Direction : Magali Suzanne, Corinne Benassayag
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire
• Date : Soutenance le 27/11/2019
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biologie Cellulaire et Moléculaire du Contrôle de la Prolifération (Toulouse ; 1999-2020)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Drosophila melanogaster

Apoptose

Transition épithélio-mésenchymateuse

Mots clés libres

Transition épithélio-mésenchymateuse

Apoptose

Snail

Morphogenèse

Drosophila melanogaster

Epithelial-Mesenchymal Transition

Apoptosis

Snail

Morphogenesis

Drosophila melanogaster

Résumé

La mise en place des formes dans les organismes dépend de la morphogenèse, qui repose sur le réarrangement des cellules et de leur changement de forme conduisant à des modifications tissulaires. Plusieurs mécanismes cellulaires sont mis en jeu afin de modeler les tissus dont l'apoptose, qui permet l'élimination de cellules, et la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), qui assure leur migration. La TEM est un processus qui permet à une cellule épithéliale polarisée et bien intégrée dans un tissu, par des réorganisations de son cytosquelette et de son adhésion notamment, de devenir mésenchymateuse en acquérant des propriétés migratrices. Cette transition, orchestrée par la protéine Snail, un facteur de transcription clé, est essentiel à la gastrulation de nombreux organismes dont la drosophile. Au cours de l'invagination du mésoderme dans l'embryon de drosophile intervient une TEM dans les cellules les plus ventrales de l'embryon. Ces dernières subissent une constriction apicale en réponse aux contractions d'un réseau pulsatile d'acto-myosine apical, suivie de l'internalisation des cellules formant ainsi le mésoderme. Jusqu'alors cette constriction apicale des cellules était décrite comme le moteur de l'invagination du mésoderme. Je me suis demandé si d'autres forces pouvaient aussi être impliquées dans le processus d'invagination. Ainsi, je me suis intéressée à la dynamique de myosine II au cours de l'invagination du mésoderme et ai pu mettre en évidence la formation de structures apico-basale de myosine II comparable à des câbles tout au long de l'embryon. Des expériences d'ablation laser ont permis de montrer que ces câbles étaient sous tension et que leur présence était essentielle à l'invagination du mésoderme. Outre ces résultats, l'utilisation d'un modèle induit de TEM généré grâce à la surexpression de Snail dans un tissu naïf : le disque imaginal de patte, m'a permis de généraliser ce phénomène. Ainsi, les cellules en TEM, après avoir subi une constriction apicale, peuvent produire une structure apico-basale de myosine II sous tension impliqué dans des réorganisations à l'échelle tissulaire et la formation de plis dans les tissus. Ensuite, je me suis intéressée au rôle de la protéine Snail, déjà connue comme importante pour la constriction apicale, et ai pu montrer qu'elle était également impliquée dans la mise en place de ces câbles de myosine II. L'ensemble de ces observations font écho aux résultats obtenus dans l'équipe lors l'étude de la morphogenèse de la patte de drosophile.[...]

Shaping of organisms depend on morphogenesis a process relying on cellular rearrangements leading to tissue remodeling. Many cellular mechanisms are involved in tissue remodeling such as apoptosis which allows cell removal or epithelio-mesenchymal transition (EMT) which causes cell migration. EMT is a well-known cellular phenomenon by which a polarized epithelial cell well integrated in an epithelium undergoes several cytoskeleton and adhesive rearrangement, to become mesenchymal and migrate out of the tissue. EMT, under the control of the transcription factor Snail, is essential for embryo gastrulation in different species such as the fruit fly Drosophila melanogaster. During this event, the most ventral cells of drosophila embryo undergo EMT, with first an apical constriction driven by an apical meshwork of contractile acto-myosin, followed by the actual invagination of the mesoderm territory. Until now, apical constriction was considered as the main motor of the invagination process. I asked if others forces could be involved in tissue folding. I studied myosin II dynamics during mesoderm invagination, and observed the formation of apico-basal cables of myosin II in the most constricted cells of the presumptive mesoderm. Laser ablation experiments prove that this myosin structures are under tension and essential to mesoderm invagination. Also, using an induced model of EMT with the overexpression of Snail in a naïve tissue like the drosophila leg disc, I show that EMT cells were able, after an apical constriction, to produce an apico-basal structure of myosin implicated in tissue folding, indicating that this is a general feature of EMT. Then, I tested the role of Snail, already know to be important for apical constriction, in cable production and could show that Snail is also involved in apico-basal force generation. Interestingly, those results are similar with the one obtain by the team I work in, on the drosophila leg morphogenesis. Indeed, during leg development, fold prefigurating the adult articulations are formed in response to apoptosis, and the apoptotic cells form an apico-basal cable of myosin II. So, I wonder if Snail could also be involved in the apoptosis. I showed that Snail is specifically express in apoptotic cells and that the absence of Snail leads to apoptotic defects and fold perturbations. Thus, Snail is important also in apoptose-dependent morphogenesis. This work put in relief the EMT process during mesoderm invagination by showing the essential involvement of apico-basal forces generated by EMT cells in tissue folding. Also, it highlights a new role of Snail in apoptosis, showing the implication of this protein in to very different process EMT, for cell migration and apoptosis for cell elimination.