Thèse soutenue

Un modèle en 3D d’adipocytes de type brun dérivés de cellules pluripotentes induites humaines pour le criblage in vitro de médicaments et pour la thérapie cellulaire contre l’obésité
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Auteur / Autrice : Xi Yao
Direction : Christian Dani
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Interactions moléculaires et cellulaires
Date : Soutenance le 17/10/2019
Etablissement(s) : Université Côte d'Azur (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Nice (1965-2019)
Laboratoire : Institut de biologie Valrose - Institut de Biologie Valrose / IBV
Jury : Président / Présidente : Jean-Sébastien Annicotte
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Sébastien Annicotte, Hélène Boeuf, Soazig Le Lay
Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Boeuf, Soazig Le Lay

Résumé

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L'obésité est la conséquence d'un déséquilibre entre l'apport de calories et la dépense énergétique. Les thérapies basées sur la réduction de l'apport énergétique sont difficiles à suivre dans notre vie moderne et les médicaments anti obésité présentent d’importants effets secondaires. Des stratégies alternatives sont alors requises pour lutter contre l'obésité et les troubles métaboliques associés comme le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Les adipocytes bruns et de type brun, encore appelés beige ou brite (BA), stockent la graisse, mais contrairement aux adipocytes blancs, les BA sont équipés pour brûler les lipides et consommer le glucose afin de dissiper l'énergie stockée. Les BA sécrètent également des adipokines qui vont cibler d'autres organes et pour participer à la régulation des paramètres métaboliques. Ainsi, les BA représentent des cibles cellulaires prometteuses pour lutter contre l'obésité en favorisant la dépense énergétique. Cependant, la rareté des BA chez l’homme adulte, qui est accentuée chez les patients obèses, est une limitation majeure pour un traitement de l’obésité basé sur le BA. La notion d’augmenter la masse de BA en greffant des progéniteurs de BA (BAP) chez des patients obèses a récemment émergée. La preuve de concept a été faite dans des modèles murins. Le prochain défi consiste à identifier une source abondante et fiable de BAP humains. Nous décrivons dans cette thèse la capacité des cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSCs) à générer des BAP et capables de se différencier avec une grande efficacité dans un modèle en 3D en adiposphères. Les hiPSC- adiposphères ont un profil d'expression de la matrice extracellulaire et des récepteurs couplés à la protéine G (GPCR) similaires aux adiposphères humaines dérivées de progéniteurs adipeux abdominaux sous-cutanés. Ces résultats montrent la pertinence physiologique du modèle hiPSC-adiposphères. De plus, les hiPSC-adiposphères contiennent plus de cellules UCP1 positives que les adiposphères abdominales. L’expression de UCP1 dans les hiPSC-adiposphères est augmentée suite à la stimulation par le 8-CPT-AMPc ou du 8-Br-GMPc de manière aiguë et chronique. Ceci indique que notre modèle 3D présente les caractéristiques métaboliques des adipocytes de type bruns et peut répondre à un criblage de molécules visant à augmenter la dépense énergétique.Enfin, l'enrichissement du modèle 3D en cellules endothéliales humaines (HDMEC) a été réalisé via une co-culture en suspension. La fonctionnalité des HDMECs intégrées dans les hiPSC-adiposhères a été testée in vitro par la visualisation de l’absorption de LDL. Nous avons aussi montré que les hiPSC-BAs et les HDMEC pouvaient générer des structures de type vascularisées dans le core de la sphère.En conclusion, le modèle hiPSC-adiposphère représente une source illimitée d’adipocytes d’intérêt thérapeutique qui pourrait, dans un avenir proche constituer un nouvel outil approprié à la fois pour la transplantation chez les patients atteint d’obésité morbide et pour le criblage de médicaments. Le potentiel thérapeutique des hiPSC-adiposphères sera tester prochainement dans un modèle de souris obèses.