Thèse soutenue

Modèle de différenciation de cellules endothéliales à partir des cellules souches embryonnaires humaines
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Auteur / Autrice : Orit Goldman
Direction : Georges Uzan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie des cellules sanguines
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

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Résumé

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Le développement du système vasculaire s'effectue grâce à deux phénomènes : la vasculogénèse et l'angiogénèse. Les cellules endothéliales jouent un rôle central dans la formation et le fonctionnement des vaisseaux sanguins. Elles tapissent la paroi interne de l'ensemble des vaisseaux et permettent une barrière étanche permettant les échanges entre le sang et les tissus. De plus les cellules endothéliales sont hautement spécialisées. Par exemple les cellules endothéliales de la barrière hémato-encéphalique forment une paroi sélective et peu perméable. In vitro, la vasculogénèse peut être étudiée grâce au modèle des cellules souches embryonnaires humaines (hES). Les cellules hES peuvent générer les trois feuillets embryonnaires: mésoderme, endoderme et ectoderme. Elles forment spontanément en culture des structures compactes appelées corps embryonnaires (EB, embryoïd bodies). Le traitement des EB avec une combinaison cytokines entraîne une différenciation en précurseurs endothéliaux et hématopoïétiques, confirmant au niveau clonal l'existence de cellules souches communes aux deux systèmes. La production des cellules endothéliales à partir des hES stimulée par le BMP4, qui accélère le délai d'apparition des cellules endothéliales (CD144/KDR) et le nombre de cellules engagées dans cette voie de différenciation. En présence de BMF nous mettons en évidence une population de progéniteurs endothéliaux, qui se différencient en cellules endothéliales fonctionnelles. Nous exploitons actuellement ce modèle pour obtenir des cellules endothéliales ayant des fonctions spécialisées de cellules endothéliales de la barrière hémato-encéphalique. Les cellules endothéliales cérébrales ont pour caractéristique d'exprimer les protéines des jonctions serrées, les molécules d'adhésion et de transporteurs. Au cours du développement, ces caractéristiques sont acquises et maintenues par leur contact avec les astrocytes. C'est pourquoi dans notre modèle, nous instruisons les cellules endothéliales dérivées des hES par une co-culture avec des astrocytes. D'autre part nous avons mis évidence que le BMP4 accélère le délai d'apparition des marqueurs CD133/KDR, exprimés par les progéniteurs endothéliaux circulants. Or, mises en culture, ces cellules génèrent une population de cellules qui expriment aussi bien les marqueurs de cellules mésenchymateuse (Vimentine et ASMA) que de cellules épithéliales hépatiques (CK8, CK18 et CK19). En culture, ces cellules, sont capables de se différencier en chondrocyte adipocytes et ostéoblastes. Leur différenciation en cellules épithéliales est en cours. Nous suggérons donc que ces cellules sont en transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), et travaillons sur cette hypothèse. Ces études ont mis en évidence que les cellules hES permettent d'avoir accès à un large spectre de différenciation, allant de cellules immatures à des cellules ayant acquis des fonctions spécialisées. En ce qui concerne les cellules endothéliales et les cellules mesenchymateuses, cette propriété pourra avoir des utilisations en pharmacologie et en médecine régénérative.