Régulations divergentes du récepteur c-Kit par la TPO et la tétraspanine CD9 : implication dans le contrôle de la balance prolifération / maturation mégacaryocytaire

Divergent regulations of c-Kit receptor by TPO and CD9 in megakaryocytic cells : implication in the dynamic control of the balance proliferation/differentiation

• Auteur / Autrice : Azza Chaabouni
• Direction : François Morlé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et Hématologie
• Date : Soutenance le 06/10/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de génétique moléculaire et cellulaire
• Jury : Président / Présidente : Kathrin Gieseler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Morlé, Boris Guyot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Evelyne Lauret, Michèle Souyri-Caporale

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tétraspanines

Gène KIT

Thrombopoïétine

Mots clés libres

TPO

Notch

C-Kit

Tétraspanine

CD9

Différenciation érythro-mégacaryocytaire

TPO

Notch

C-Kit

Tetraspanin

CD9

Erythro-megakaryocytic differentiation

Résumé

La thrombopoïétine (TPO) favorise successivement la prolifération et la maturation des progéniteurs mégacaryocytaires, soulevant la question du mécanisme expliquant cette dualité d'action. La signalisation SCF/ c-Kit est essentielle pour la prolifération de tous les progéniteurs hématopoïétiques, alors que l'extinction de l'expression du récepteur c-Kit est requise pour l'engagement en différenciation terminale. Réciproquement, l'équipe a montré que la stimulation de la voie Notch affecte une sous-population de progéniteurs bipotents érythro-mégacaryocytaires exprimant fortement CD9 (tétraspanine induite durant la maturation mégacaryocytaire) et favorise la reprise de leurs divisions au détriment de leur différenciation mégacaryocytaire terminale. Cet effet de la voie Notch s'accompagne d'une augmentation de l'expression de c-Kit. Ces observations m'ont conduite à m'intéresser aux mécanismes de régulation de c-Kit par la TPO en m'appuyant sur un modèle de progéniteurs bipotents immortalisés et dont la prolifération est strictement dépendante de la TPO (cellules G1ME). Les travaux réalisés durant ma thèse m'ont permis d'établir que (i) La stimulation des cellules G1ME par le ligand de Notch DLL1 favorise l'expression de c-Kit et réprime celle de CD9 (ii) L'activation inattendue de c-Kit par la TPO contribue à la prolifération (iii) c-Kit contribue activement à restreindre la polyploïdisation des cellules G1ME en présence de TPO (iv) La tétraspanine CD9 elle-même réprime l'expression de c-Kit à la membrane. Sur la base de ces résultats, nous proposons le modèle selon lequel, la TPO participerait à la fois à la prolifération des progéniteurs du fait de sa capacité à activer c-Kit, mais contribue aussi à l'augmentation de l'expression de CD9 qui en atteignant un seuil suffisant conduit à l'extinction de l'expression de c-Kit à la surface, entrainant alors l'arrêt des divisions et la différenciation mégacaryocytaire terminale

The Thrombopoietin (TPO) favors both the proliferation and the maturation of megakaryocytic progenitors, raising the question of the molecular mechanism explaining its dual function. SCF/ c-Kit signaling is essential for all hematopoietic progenitors amplification, whereas terminal differentiation requires the extinction of c-Kit receptor expression. Reciprocally, we evidenced in our team that Notch stimulation enables the induction of c-Kit expression and act on a particular subpopulation of bipotent erythro-megakaryocytic progenitors highly expressing the tetraspanin CD9 (induced during megakaryocytic maturation) and favors their re-entry in a cycling state by blocking their megakaryocytic maturation. These observations lead to the investigation of the molecular mechanism of c-Kit regulation by TPO in a cellular model of bipotent progenitors immortalized and dependent on TPO, the G1ME cells. During my thesis, I evidenced that: i) Notch stimulation induces the expression of c-Kit while repressing CD9 expression; ii) Surprisingly TPO is able to activate c-Kit allowing its contribution to cell proliferation; iii) c-Kit also represses megakaryocytic polyploidization (endomitosis characterizing megakaryocytic maturation) of G1ME cells; iv) The tetraspanin CD9 represses the expression of c-Kit. The ensemble of these data allows us to propose the following model wherein TPO activates c-Kit allowing the proliferation of megakaryocytic progenitors, while concomitantly induces the expression of the tetraspanin CD9 that will reach a sufficient level to provoke the extinction of c-Kit expression at the cell surface, thus enabling the arrest of cell cycling progress and the engagement into terminal megakaryocytic maturation