Etude du trophoblaste humain au moyen de modèles de cellules souches

Human trophoblast lineage characterisation with stem cell models : a dive into human placental development

• Auteur / Autrice : Gaël Castel
• Direction : Laurent David
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Transplantation et Immunologie
• Jury : Président / Présidente : Sophie Gil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claire Rougeulle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jennifer Nichols, Vincent Pasque

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reprogrammation cellulaire

Cellules souches embryonnaires

Maladies du placenta

Trophoblaste

Mots clés libres

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Résumé

Cette thèse s'intéresse aux événements de spécification des types cellulaires dans l'embryon humain et des mécanismes moléculaires qui leurs sont associés, dans le cadre de la formation du placenta. Une problématique entourant ce sujet est l'accès restreint aux embryons humains, ainsi qu’aux cellules souches trophoblastiques de patients, notamment pour l’étude des maladies placentaires. Nous avons donc cherché à appliquer les méthodes de reprogrammation et de conversion cellulaires pour générer des cellules souches trophoblastiques humaines induites (hiTSCs) à partir de fibroblastes ou d'iPSCs de patients. Nous avons confirmé l'identité trophoblastique de ces cellules par analyse transcriptomique et validation fonctionnelle de leur potentiel de différentiation en syncytiotrophoblaste et trophoblaste extravilleux. Nos travaux ont également mis en évidence la plasticité des cellules souches pluripotentes humaines naïves et à potentiel étendu avec la lignée trophoblastique, contribuant ainsi au développement des premiers blastoïdes humains. En conclusion, les hiTSCs de patients permettront d’étudier les mécanismes spécifiquement associés au développement normal ou pathologique du placenta, avec des applications possibles à l'amélioration des conditions de culture des embryons FIV et au traitement des maladies placentaires.

This thesis focuses on cell lineage specification events occurring in the human embryo and related molecular mechanisms involved in the formation of the placenta. An issue surrounding this field of research is the limited access to human embryos and trophoblast stem cells from patients, notably those related to placental diseases. Therefore, we applied somatic cell reprogramming and cell fate conversion approaches to generate human induced trophoblast stem cells (hiTSCs) from patients’ fibroblasts or iPSC lines. We then characterised these cells by transcriptomic analysis and tested their differentiation potential into syncytiotrophoblast and extravillous trophoblast cells. Our work also revealed cellular plasticity of human naive and extended pluripotent stem cells with the trophoblast lineage, which contributed to developing the first human blastoids, a stem cell-based model of the embryo. In conclusion, hiTSCs from patients can be used to investigate molecular mechanisms of normal vs pathological development of the human placenta, with possible applications to improving IVF techniques and treatments of placental diseases.