Soutenance mémoire
Culture cellulaire et traitements par les inducteurs de différenciation astrocytaire
FONCTION BIOLOGIQUE DES PROTEINES CCN
Aucun récepteur propre n’a pu être identifié. Cependant il a été bien démontré que les CCN sont capables d’interagir avec des protéines membranaires pour exercer leurs effets au niveau cellulaire, notamment avec les intégrines. C’est le cas de CYR61 [96], de NOV [24] mais aussi de CTGF [27]. Il semble cependant que chaque protéine ait une spécificité de liaison vis-à-vis des différentes intégrines ce qui peut expliquer que chaque membre de cette famille de protéines semble avoir des effets propres. Enfin les CCN peuvent interagir avec des protéines de la matrice extracellulaire : perlécane [80], protéoglycanes, fibuline1C [87] et des facteurs de croissance. Dans ce dernier cas il a été montré que le CTGF, qui interagit par son domaine VWC/chordine avec le TGF-β1 et BMP4 [1], peut respectivement agir en synergie ou antagoniser leurs effets, comme il peut aussi le faire avec le VEGF [41]. Aujourd’hui, grâce aux études in vivo (invalidation chez la Souris de CYR61 et CTGF) et ex vivo, on peut schématiquement répartir de la façon suivante les fonctions des deux membres qui ont été les plus étudiés: CYR61 semble jouer essentiellement un rôle au cours de l’angiogenèse et du développement des tumeurs, le CTGF sur la chondrogenèse, la réparation tissulaire et la fibrose (effet sur la production de matrice extracellulaire) mais aussi sur les tumeurs. Naturellement cette classification est vouée à être enrichie et corrigée. Concernant le rôle de NOV nous consacrons un paragraphe entier qui se veut exhaustif sur l’état de nos connaissances (cf. 1.2.3).
Angiogenèse
L’analyse de l’expression de CYR61 au cours du développement de l’embryon de Souris a révélé sa présence dans les vaisseaux suggérant un rôle dans leur croissance [81]. Il a tout d’abord été montré que CYR61 médiait les propriété d’adhésion des cellules endothéliales de cordon ombilical (HUVEC ou HMVEC) ou des NIH3T3 [51]. Il a ensuite été montré que CYR61 était capable d’interagir avec des intégrines importantes pour l’angiogenèse et d’induire la néovacularisation in vivo dans un test de vascularisation sur cornée de rat [115]. Par la suite l’invalidation du gène CYR61 chez la Souris a été réalisée. Les embryons de souris CYR61-/- ne sont pas viables et meurent avant la naissance d’anomalies de la jonction chorio-allantoïdienne (diminution des vaisseaux reliant l’embryon au placenta), des vaisseaux embryonnaires et placentaires [73]. Ces résultats corroborent les données des expériences ex vivo et soulignent l’importance de CYR61 dans la mise en place de la vascularisation. Il semble que le CTGF possède aussi des effets angiogéniques in vivo et agisse sur l’adhésion et la migration de cellules HUVEC via les intégrines αVβ3 [5].
Chondrogenèse
In vivo le CTGF est détecté dans des embryons de souris au niveau des chondrocytes hypertrophiques du cartilage de croissance suggérant un rôle dans les étapes cruciales de l’ossification endochondrale des os longs [77]. Enfin des expériences d’hybridation in situ réalisées sur des souris invalidées pour le CTGF montrent que ces souris présentent de sévères anomalies du squelette: défauts de remplacement du cartilage par l’os durant l’ossification endochondrale et défauts du cartilage crânio-facial [44]. La protéine CYR61 est elle aussi impliquée dans le développement du cartilage. Ex vivo dans des cultures de micromasses (culture de cellules à haute densité reproduisant les étapes de la différenciation chondrocytaire), la protéine CYR61 induit l’expression de collagène de type II ainsi que l’agglomération de cellules mésenchymateuses indifférenciées préalable à la différenciation en chondrocytes. CYR61 est également capable de favoriser l’adhésion et l’agrégation de cellules mésenchymateuses de bourgeons de membres [120]. Enfin il a été montré dans des expériences de liaisons in situ, sur coupes d’embryons de rat, que Wisp1/CCN4 liait le périchondre au stade E14 de développement (au niveau des préchondroblastes en condensation) [25]. L’interaction est aussi observée sur des cultures primaires de chondrocytes de porc et révèle que Wisp1 est présent en « patch », au niveau des plaques d’adhésion. Pour élucider le rôle de Wisp1, le gène a été surexprimé dans les cellules chondrogéniques ATDC5. Il a été montré que la surexpression de Wisp1 inhibe la différenciation des cellules chondrocytaires [25].
Réparation tissulaire et fibrose
Suite à une lésion tissulaire et selon un processus biologique complexe, les fibroblastes sont activés transitoirement, entrent en prolifération, et synthétisent une quantité anormalement élevée de matrice extracellulaire. Chez l’être humain, les patients atteints de fibrose rénale (néphropathie, glomérulonéphrite…), de fibrose hépatique, ou de sclérose systémique ont une expression de TGFβ augmentée [9, 53, 72]. Cette augmentation de TGF-β est principalement responsable d’une production importante de matrice extracellulaire [114]. Il est aujourd’hui admis que le CTGF est le médiateur essentiel des effets du TGF-β sur la production de matrice extracellulaire [75]. Le CTGF est probablement un facteur majeur lors du remodelage des tissus aussi bien dans des situations normales comme lors de la cicatrisation/réparation tissulaire, que dans des situations anormales telles que des affections du tissu conjonctif (scléroses systémiques, sclérodermies, fibroses) [18, 39]. Le CTGF induit l’expression de molécules de la matrice extracellulaire tels le collagène de type I, la fibronectine ou encore certaines intégrines ; de plus il est induit dans les lésions fibrosées [118]. D’autres expériences sont en faveur d’un rôle du CTGF dans les processus de réparation tissulaire, notamment les expériences de stress mécanique [94]. Ces expériences font apparaître que l’expression de CTGF est augmentée dans des fibroblastes après un stress de tension. L’expression de CYR61 est aussi augmentée dans des cellules musculaires lisses en réponse à des étirements mécaniques [105]. Cette induction semble impliquer l’activation de plusieurs kinases (la protéine kinase C, la PI3 kinase et la kinase Rho) mais passerait également par des mécanismes dépendant du cytosquelette (dynamique de polymérysation/dépolymérisation de l’actine). Une analyse par microarray (puces à ADN) a été réalisée pour identifier les gènes modulés lors de la relaxation après un stress mécanique sur des fibroblastes cultivés en trois dimensions dans un gel de collagène : les CCN figurent parmi les gènes les plus induits (l’expression du CTGF comme celle de CYR61 est augmentée immédiatement après étirement) [95].
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Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Les astrocytes, des cellules gliales |
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Table des matières
LISTE DES ABREVIATIONS
INTRODUCTION
1. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. Les astrocytes, des cellules gliales
1.1.1. Origine embryonnaire des cellules gliales
1.1.2. Physiologie et fonction des astrocytes
1.2. NOV et la famille CCN
1.2.1. Caractéristiques des protéines CCN
1.2.2. Fonction biologique des protéines CCN
1.2.3. Le gène NOV
1.3. Démarche amenant nos hypothèses d’études
2. ETUDE EXPERIMENTALE
2.1. Modèles cellulaires, matériel et méthodes
2.1.1. Culture cellulaire et traitements par les inducteurs de différenciation astrocytaire
2.1.2. Méthodes d’analyse
2.2. Résultats
2.2.1. Etude de l’expression de NOV et de sa régulation durant la différenciation astrocytaire des cellules CG4 induite par le sérum
2.2.2. Etude d’une lignée de cellules progénitrices d’astrocytes de type 1
2.2.3. Etude de l’expression de NOV dans les astrocytes de type 1 déjà différenciés..48 2.3. Discussion et perspectives
2.3.1. L’expression de NOV est associée à la différenciation astrocytaire
2.3.2. Etude du rôle de NOV dans les cellules gliales
CONCLUSION
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