Thèse soutenue

Différenciation des cellules souches pluripotentes en mélanocytes et applications potentielles : l’exemple des troubles pigmentaires de la neurofibromatose de type 1
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Auteur / Autrice : Jennifer Allouche
Direction : Christine Baldeschi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
Date : Soutenance le 02/07/2015
Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Cellules Souches pour le Traitement et l’Etude des maladies Monogéniques (Evry, Essonne)
Jury : Président / Présidente : Elisabeth Petit-Teixeira
Examinateurs / Examinatrices : Dominique Vidaud
Rapporteurs / Rapporteuses : Nadège Bondurand, Smaïl Hadj-Rabia

Mots clés

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Résumé

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La neurofibromatose de type 1 (NF1) constitue la maladie autosomique dominante la plus fréquente avec une incidence d’environ 1 naissance pour 3500. Les manifestations cliniques les plus courantes sont neurocutanées et se caractérisent par une hyperpigmentation générale diffuse avec une impression de peau brune, des tâches hyperpigmentées dites tâches café-au-lait, des tumeurs bénignes de la gaine des nerfs périphériques appelées neurofibromes et des troubles neurologiques. Le gène NF1, responsable de la maladie est un gène suppresseur de tumeur qui code pour la neurofibromine. Les mécanismes moléculaires associés à l’altération de la pigmentation chez ces patients restent jusqu’ici inconnus. Nous avons étudié cette question grâce à la mise en place au laboratoire d’un protocole de différenciation des cellules souches pluripotentes en mélanocytes et l’accès à deux lignées de cellules souches embryonnaires porteuses de la mutation causale de NF1 (hESC-NF1). Dans cette étude, nous avons montré qu’une perte d’expression de la neurofibromine dans les mélanocytes dérivés de hESC-NF1 reproduisait le phénotype d’hyperpigmentation généralisée et pouvait mimer la formation des tâches « café au lait ». L’analyse des mécanismes moléculaires associés à ce phénotype pathologique montre que les mélanocytes NF1 présentent une dérégulation des voies de signalisation AMPc et ERK conduisant à l’augmentation de la mélanogenèse. Le phénotype hyperpigmentaire des mélanocytes NF1 a pu être corrigé grâce à l’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques spécifiques de la voie AMPc, de la voie ERK et de la mélanogenèse. En parallèle, afin de pouvoir envisager une approche de thérapie cellulaire à partir des mélanocytes dérivés de cellules pluripotentes pour le traitement de maladies associées à une hypopigmentation d’origine génétiques ou non, un protocole de différenciation fondé sur une application séquentielle de cytokines permettant de diriger de manière spécifique les cellules souches pluripotentes en mélanocytes a été développé au laboratoire. Des mélanocytes fonctionnels ont été obtenus en 30 jours en engagement la différenciation des cellules souches vers la crête neurale afin d’induire l’émergence de précurseurs de mélanocytes par l’action de molécules telles que la BMP4, l’acide ascorbique, l’endotheline 3, le SCF et un activateur de WNT3a (CHIR99021L’ensemble de ce travail a permis de valider la pertinence de l’utilisation des cellules souches pluripotentes porteuses de maladie génétique ou pour le traitement de maladies hyper ou hypopigmentaire par des approches de modélisation pathologique et de criblage pharmacologique ou par des approches de thérapie cellulaire.