Contribution à l'étude de la diversité des cellules souches mésenchymateuses et hématopoïétiques : caractérisation de canaux calciques et d'un récepteur de SDF-1

par Frédéric Torossian

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Marek Lamacz.

Soutenue en 2009

à Rouen .

mots clés

• Syndecane 4
• Cxcr4
• Trpc1
• Cellules souches hématopoïétiques
• Cellules stromales mésenchymateuses
• Canaux calciques
• Chémorécepteurs
• Cellules -- Prolifération
• Développement neurologique

Résumé

Nos travaux s'articulent autour de trois axes de recherche : i) l'homéostasie calcique et ses cibles moléculaires comme moyen de différenciation ex vivo, ii) l'exploration de l'hétérogénéité des CSM et iii) la mise en évidence d'un récepteur de SDF-1 de basse affinité. Nous montrons que l'homéostasie des CSM dépend de l'activité de canaux calciques de type L, T et N, potassiques et sodiques, de canaux potassiques activés par le calcium, de canaux calciques de type TRPC-1, -2 et -6, de l'ATPase sodio-potassique et de l'échangeur sodio-calcique. De plus, l'utilisation d'outils pharmacologiques ou d'un siRNA permet de diminuer la prolifération des CSM et dans certains cas d'initier leur différenciation. Nos résultats montrent également une expression différentielle de gènes entre les cultures de CSM issues de colonies différentes, comme indiquent les profils moléculaires obtenus à l'aide de la technique de differential display RT-PCR, suggérant une hétérogénéité des CSM. Par ailleurs, nous indiquons également que le SDF-1, une chimiokine connue pour l'activation du récepteur CXCR4 à haute affinité peut également activer un récepteur de basse affinité le syndécane 4. Cette conclusion est étayée par la convergence des observations de microscopie électronique, de Western blot et de RT-PCR. Les tests fonctionnels indiquent que l'effet stimulateur d'une faible dose de SDF-1 est neutralisé par l'AMD3100 (antagoniste du CXCR4) et celui d'une forte dose par l'anticorps dirigé contre le SD4.

Titre traduit

Contribution to the study of diversity of mesenchymal and hematopoietic stem cells : caracterisation of calcium channels and a SDF-1 receptor

Résumé

Our study is based on three research axes : i) calcium homeostasis and its molecular targets in mesenchymal stem cells (MSC) in order to differentiation ex vivo, ii) MSC heterogeneity and iii) a low affinity receptor for SDF-1 in haematopoietic stem cells. We show homeostasis of MSC implicate the activity of L-, T- and N-type calcium channels, potassium and sodium channels, calcium activated potassium channels, TRPC-1, -2 and -6 calcium channels, sodium/potassium ATPase and sodium/calcium exchanger. Moreover, the use of pharmacological tools or siRNA decrease the proliferation of MSC and sometimes initiate its differentiation. Our results show a differential gene expression between MSC cultures result from different colonies, as indicate the molecular profiles obtained by the technique of differential display RT-PCR, suggesting MSC heterogeneity. Moreover, we indicate SDF-1, a chimiokine known for activation of a high affinity receptor CXCR4, could activate a low affinity receptor syndecan 4. This conclusion is illustrated by microscopy electronic, Western blot and RT-PCR. The functional tests show that effect of a low SDF-1 concentration is inhibited by AMD3100 (CXCR4 antagonist) and its of a high concentration by an antibody anti-SD4.