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Master Thesis

Modélisation de l’épithélium bronchique par les cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSCs)

Résumé : Les cellules souches humaines pluripotentes induites (hiPSCs) offrent une opportunité sans précédent de modéliser le développement humain normal et pathologique de l’appareil respiratoire. La production in vitro de manière reproductible et en large quantité d'épithélium bronchique humain à partir d’hiPSCs est un objectif clé pour le criblage de médicaments à haut débit. Cette technologie permettra d’identifier de nouvelles cibles dans les maladies pulmonaires chroniques, en particulier la bronchopathie pulmonaire chronique obstructive (BPCO). Ce projet a pour objectif de modéliser in vitro les trajectoires de la BPCO, en lien avec une origine développementale et/ou une susceptibilité au tabac. Méthodes : nous avons mis au point un protocole de différenciation bronchique des hiPSCs, reprogrammées à partir de sang de patients sains ou malades. La différenciation dirigée de ces hiPSCs a permis de récapituler le développement pulmonaire par biomimétisme : gastrulation (Anterior Primitive Streak -APS), feuillet endodermique (Definitive Endoderm -DE), intestin antérieur primitif (Anterior Foregut Endoderm) et sa spécification (Ventralized AFE) en progéniteurs bronchiques NKX2.1+. Ces derniers ont ensuite été différenciés en interface air-liquide (iALI), afin d’obtenir un épithélium bronchique (iALI). La maturité et la fonctionnalité de l’iALI ont été évaluées par la caractérisation des sous-types cellulaires, la fonction ciliaire, la synthèse de protéines issues des cellules sécrétoires. Résultats : la reprogrammation des cellules sanguines par transduction virale (Sendai) a été obtenue pour un patient sain et trois patients atteints d’une forme précoce et sévère de BPCO. La pureté moyenne des cellules aux stades DE et v-AFE était de 80%, évaluées par cytométrie en flux de CXCR4 et NKX2.1. La maturation des progéniteurs bronchiques NKX2.1 en ALI a permis d’obtenir en 4 semaines un épithélium bronchique mature et fonctionnel (iALI), partageant les caractéristiques d’un épithélium humain respiratoire in vivo. L’ensemble des sous-types cellulaires étaient retrouvés, à savoir les cellules basales (KRT5+), ciliées (TubIV+), caliciformes (MUC5AC+), Club (CCSP+), ainsi que des cellules neuroendocrines (CHGA+). La vidéo microscopie et la microscopie électronique confirmaient la présence de cils motiles partageant les caractéristiques des cellules ciliées in vivo. Les cellules caliciformes et Club produisaient respectivement la mucine MUC5AC et la protéine CCSP. Conclusions : la reprogrammation et la différenciation des hiPSC en épithélium bronchique iALI mature et fonctionnel est maintenant accessible à une utilisation plus large. Cet outil permettra de modéliser in vitro les trajectoires de la BPCO. Les outils de séquençage à haut débit (transcriptomique dans notre étude), permettront également de découvrir de nouveaux candidats, représentants de potentielles cibles en vue d’un criblage pharmacologique.
Document type :
Master Thesis
Complete list of metadata

https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-03625075
Contributor : Faculté de Médecine Um Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Thursday, April 14, 2022 - 10:43:43 AM
Last modification on : Wednesday, April 27, 2022 - 3:16:05 AM

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  • HAL Id : dumas-03625075, version 1

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Citation

Engi Ahmed. Modélisation de l’épithélium bronchique par les cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSCs). Médecine humaine et pathologie. 2020. ⟨dumas-03625075⟩

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