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Renouvellement des cellules souches : plasticité des progéniteurs germinaux et rôle du gène Fancg dans la fonction des cellules souches hématopoïétiques, Stem cell renewal : germinal progenitor plasticity and role of the Fancg gene in the hematopoietic stem cell functions

De
164 pages
Sous la direction de Valérie Quesniaux, Pierre Fouchet
Thèse soutenue le 08 juillet 2009: Orléans
La préservation d’un stock de cellules souches fonctionnelles est indispensable pour le maintien de nombreux tissus chez l’adulte. Les cellules souches se multiplient pour s’auto-renouveller et entrent en différenciation donnant naissance à des progéniteurs puis à des cellules matures. Récemment, la possibilité pour les progéniteurs de se reprogrammer en cellules souches et de réacquérir un potentiel de régénération à long terme a été suggérée notamment dans le tissu germinal. Ainsi, l’auto-renouvellement et la reprogrammation des progéniteurs pourraient jouer un rôle dans le maintien du pool de cellules souches. Mon travail de thèse portait sur l’étude de ces deux mécanismes de régénération des cellules souches chez la souris. J’ai tout d’abord étudié la reprogrammation des progéniteurs germinaux au cours de la spermatogenèse. Ce travail montre la capacité des progéniteurs germinaux mâles, les spermatogonies différenciées, à modifier leur programme de différenciation et à générer de nouvelles cellules souches germinales après transplantation testiculaire. Les progéniteurs germinaux pourraient ainsi constituer une réserve de « cellules souches potentielles ». Le tissu germinal possède donc une certaine plasticité. La seconde partie de mon travail porte sur l’implication du gène Fancg de l’anémie de Fanconi, voie de réponse aux dommages à l’ADN, dans l’auto-renouvellement et la fonctionnalité des cellules souches hématopoïétiques au cours de l’hématopoïèse. L’intégrité génétique des cellules souches doit en effet être préservée tout au long de la vie de l’individu. Cette étude montre que l’invalidation du gène Fancg perturbe le processus de migration, la quiescence, et la régulation de l’expression de certains gènes clés des fonctions des cellules souches. Ces altérations participent au déficit fonctionnel des cellules souches hématopoïétiques observées dans le modèle murin Fancg-/-.
-Anémie de Fanconi
-Gène Fancg
The long-term maintenance of the stem cell pool is necessary to preserve the functionality of an organ throughout life. Stems cells proliferate in order to selfrenew or to be committed to differentiate to produce progenitors and finally highly specialized cells. Recent reports have suggested that germinal progenitors could reprogram into stem cells and reacquire a potential to regenerate tissue at long-term. Thus, the stem cell selfrenewal process and the reprogramming of progenitors could play a role in the maintenance of the stem cell pool. The project of my thesis focused on those two mechanisms of stem cell regeneration in the mouse model. First, I investigated the reprogramming process of the germinal progenitors during spermatogenesis. Our results show that male germinal progenitors, the differentiating spermatogonia, can change their differentiation program and generate new functional germinal stem cells after testicular transplantation. The germinal progenitors could constitute a pool of potential stem cell, and underscores the plasticity of the germinal lineage. A second part of my project dealt with the involvement of fancg, a gene of the Fanconi anemia DNA damage response pathway, in the selfrenewal and in the functions of the hematopoietic stem cells. The maintenance of the genetic integrity throughout life is particulary important for stem cells in order to safeguard the stem cell pool. Our study show that fancg deficiency induces the impairment of the migration potential and of the quiescence of stem cells, and modifies the expression of several key genes regulating stem cell functions. Those alterations contribute to the functional impairment of the hematopoietic stem cells observed in Fancg-/- mice.
-Fanconi anemia
-Fancg gene
Source: http://www.theses.fr/2009ORLE2023/document
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UNIVERSITÉ

D’ORLÉANS



ÉCOLE DOCTORALE SCIENCES ET TECHNOLOGIES
LABORATOIRE Gamétogenèse Apoptose et Génotoxicité

THÈSE présentée par :
Vilma BARROCA

soutenue le : 8 Juillet 2009


pour obtenir le grade de : Docteur de l’université d’Orléans
Discipline/ Spécialité : Biologie


Renouvellement des cellules souches :
plasticité des progéniteurs germinaux et rôle
du gène Fancg dans la fonction des cellules
souches hématopoïétiques



THÈSE dirigée par :
Mme Valérie Quesniaux Directeur de recherche, CNRS - Orléans
Mr Pierre FOUCHET Chargé de recherche, CEA - Fontenay-aux-Roses

RAPPORTEURS :
Mr Filippo ROSSELLI Directeur de recherche, CNRS, IGR - Villejuif
Mr Dominique ROYERE Professeur Associé, praticien hospitalier, Université Tours
________________________________________________________________________________
JURY
Mr Daniel LOCKER Professeur des universités, CNRS Orléans. Président du jury
Mr Jean-Paul LOUIS Docteur d’Etat, CNRS - Orléans
Mme Chrystèle RACINE Maître de conférences, Paris VII – CEA Fontenay-aux-Roses
Mr Jean SOULIER Professeur Associé, praticien hospitalier, Université Paris 10
tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010REMERCIEMENTS
tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010Abréviations

AF : Anémie de Fanconi
AGM : Aorte Gonades Mésonéphros
A : Spermatogonies Intermédiaire int
A : Spermatogonies A aligned al
A : Spermatogonies A paired pr
A : Spermatogonies single s
ATM : Ataxia telangiectasia mutated
ATR : Ataxia-Telangiectasia Related
Bclb6 : B cellCLL/lymphoma 6
BER : Réparation par Excision de Base
BHT : Barrière Hémato Testiculaire
CAR : CXCL12-abundant reticular cell
Cdc42 : cell division cycle 42
CFC : Coloy-Forming Cells
CFU : Unité Formant Colonies
CMH-I : Complexe Majeur d’Histocompatibilité de Classe I
CGP : Cellule Germinale Primordiale
CSF-1 : Colony Stimulating Factor 1
CSG : Cellule Souche Germinale
CSH : Cellule Souche Hématopoïétique
CXCR4 : Chemokine (C-X-C motif) Receptor 4
CXCL12 : Chemokine (C-X-C motif) Ligand 12
EGF : epidermal growth factor
EGFP : Enhanced Green Fluorescent Proteins
ERM : ETS-Related Molecule
ETS : E-twenty-six Transcription Factor
Etv5 : Ets variant gene 5, Erm
βFGF : beta Fibroblast growth factor
GATA-2 : GATA binding protein 2
G-CSF : Granulocyte Colony-Stimulating Factor
GDNF : Glial cell line-Derived Neutrofic Factor
GEMM : Granuleuse, Erythrocytaire, Macrophage, Mégacaryocytaire
Gfi-1 : Growth Factor Independant 1
GFR-α1 : GDNF family receptor-α1
tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010GPR125 : type-G-Protein-coupled Receptor
GSTP1 : Glutathione-S-Transférase
Gy : gray
Ho : Hoechst 33342
HoxB4 : homeobox B4
INF-γ : Interféron- γ
Ig : ImmunoGlobuline
iPS : induced pluripotent stem cells
LEF1 : Lymphoïde Enhancer binding Factor 1
Lhx1 : Lim homeobox protein 1
LIF : Leukemia inhibitory factor
Lin- : Fraction négative pour les lignages hématopoïétiques
LMPP : progéniteurs multipotents lymphoides
LT-CSH : Long Terme Cellules Souches Hématopoïétiques
M-CSFR : Macrophage Colony-Stimulating Factor Receptor
mGSC : Cellules Souches Germinales multipotentes
maGSC: Cellules Souches Germinales multipotentes adultes
MMC : Mitomycine C
MMR : MisMatch Repair
NAC : N-acéty-cystéine
NER : Réparation par Excision de Nucléotide
NF-γB : Nuclear Factor-Kappa B
NHEJ : Non Homologous End-Joining
Ngn3 : Neurogenin 3
Oct4 : Octamer-4
PCL : progéniteurs communs lymphoïdes
Plzf : Promyelotic Leukemia Zinc-Finger
PMP : progéniteurs multipotents
PRDX3 : pioredoxine-3
RED : NAPDH cytochrome-P450 Reductase Sca-1
ROS : espèces Réactives de l’Oxygène
Sca-1 : Stem cell Antigen1
SCF : Stem Cell Factor
SDF-1 : Stromal-Derived Factor 1
SFK : voie des kinases de la famille Src
shRNA : Short-Hairpin RNA
SOD : Cu/Zn Supéroxide Dismutase
tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010SOP : Phenotype Sertoli-only
Sox3 : Sry-related HMG box
SP : Side Population
ST-CSH : Short Terme Cellules Souches Hématopoïétiques
Stra8 : Stimulated by Retinoïc Acid gene 8
Taf4b : TBP-Associated Factors
TCF : T Cell specific Factor
TEL : Translocation-ETS-Leukemia
TGF-β : Transforming growth factor beta
TLS : Trans Lesion Synthesis
TNF-α : Tumor Necrosis Factor- α
Trx : Thiorédoxine
Upd : Unpaired
VLA6 : Very Late Activation Antigen
vW/W : locus W dominant White Spotting

tel-00461254, version 1 - 4 Mar 2010