Thèse soutenue

La désorganisation de la chromatine régule l'expression des L1Md induite par l'irradiation et la fonction des cellules souches hématopoïétiques
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Auteur / Autrice : Yanís Pelinski
Direction : Françoise Porteu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
Date : Soutenance le 08/07/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes (Villejuif, Val-de-Marne ; 2020-....)
référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
Jury : Président / Présidente : Camille Lobry
Examinateurs / Examinatrices : Michèle Goodhardt, Claire Francastel, Julia Fuchs, Emilie Elvira-Matelot
Rapporteurs / Rapporteuses : Michèle Goodhardt, Claire Francastel

Résumé

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L'exposition à l’irradiation, comme lors des radiothérapies, affecte l'intégrité et la fonction des cellules souches hématopoïétiques (CSH). L’IR est donc associée au développement de maladies myéloïdes liées à la thérapie, telles que les syndromes myélodysplasiques (SMD) et les leucémies myéloïdes aiguës secondaires. Par conséquent, l'étude des mécanismes moléculaires qui contribuent à la perte de fonction des CSH induite par le stress, pourrait aider à identifier les patients à risque et à trouver éventuellement de nouvelles stratégies pour prévenir ces maladies.Notre équipe a récemment découvert un nouveau mécanisme responsable de la perte de fonction des CSH murines suite à l’IR qui implique les L1Md, les sous-familles jeunes et actives des éléments LINE-1. Nous avons montré que l'expression des L1Md est augmentée suite à l'IR et que cela entraîne une accumulation de dommages à l'ADN et de défauts des CSH. Nous avons également montré que la thrombopoïétine (TPO), une cytokine de niche des CSH , prévient la perte de fonction des CSH induite par l'IR, l'accumulation de dommages à l'ADN et la dérépression des L1Md.L'analyse de microarray a montré que la TPO induit un enrichissement des gènes de signalisation de l'IFN-I dans les CSH, dont beaucoup sont des facteurs de restriction virale. Au début de ma thèse, j'ai participé à une étude qui a montré que la TPO contrôlait l'expression des L1Md par cette voie de signalisation.Les L1Md sont reconnues comme des contributeurs majeurs des réseaux de régulation des gènes. Leur expression est étroitement régulée par des mécanismes épigénétiques, tels que la marque répressive de l'histone H3K9me3.Les principaux objectifs de mon projet de thèse sont donc de :1. Comprendre les mécanismes par lesquels l’IR affecte l'épigénétique des CSH, et en particulier l'hétérochromatine.2. Déterminer si la TPO, via sa signalisation de type IFN, peut réguler la répression des L1Md par des mécanismes épigénétiques.3. Déterminer si, et comment, l'expression des L1md peut affecter l'expression génique des CSH.Des expériences de ChIP-qPCR sur des CSH un mois après IR, montrent que la dérépression des L1Md est liée à une perte de H3K9me3 au niveau de leurs promoteurs, qui est empêché par la TPO. Ces résultats ont été confirmés par des expériences de ChIPseq montrant qu'une grande majorité des loci L1Md présentaient une perte de H3K9me3 suite à l’IR par rapport à la condition non irradiée, et que cela était empêché par la TPO. Ce n'était pas le cas pour les sous-familles de rétroéléments plus anciens, comme le Lx5, ou pour les rétrovirus endogènes. Les données RNAseq ont montré que l'IR dérégule fortement le transcriptome des CSH. Une injection de TPO 1h avant l’IR empêche cela. Nous montrons également que les gènes réprimés lors de l’IR, et pas dans la condition IR+TPO, sont significativement plus susceptibles de contenir un L1Md dans leurs introns que par hasard (p<0,05). Ceci est spécifique aux L1Md et aux gènes qui sont réprimés par l’IR. Certains de ces gènes sont impliqués dans l'oncogenèse ou la fonction des CSH. L’IR induit une perte de la signature CSH. Il est intéressant de noter que 55% des gènes appartenant à la signature CSH et qui sont réprimés lors de l’IR contiennent un L1Md dans leurs introns. L'orthologue humain de 75% des gènes réprimés lors de l’IR et hébergeant une L1Md, contient également un L1 jeune chez l’homme, suggérant une fonctionne conservée dans la régulation de l'expression des gènes hématopoïétiques.Nous avons analysé plusieurs cibles et validé une diminution de l'expression en IR accompagné d'une perte de H3K9me3 au niveau de leur L1Md intronique respective.Ces résultats montrent un lien entre l'IR et l'épigénétique des CSH, et suggèrent un rôle pour les L1Md dans la régulation de l'expression des gènes hématopoïétiques.