– Tajbakhsh

Contexte scientifique/objectifs: Les cellules souches sont déterminantes pour la formation et la régénération des tissus et des organes.Nous n'avons que peu d'informations sur l'autorenouvellement et la différenciation de ces cellules. Ce projet a pour but de caractériser les cellules souches dans le muscle squelettique.Un aspect important de ce travail porte sur la compréhension du lignage et la caracterisation de la niche. L'identité du muscle squelettique est déterminée à partir des cellules souches du muscle par l'expression des facteurs myogéniques:Myf5,MyoD ou Mrf4.Les outils génétiques uniques, nous ont permis d'identifier une population nouvelle de cellules souches dans ce tissu. Les souris triple mutantes sont totalement dépouruves de muscle squelettique, néamoins, en utilisant des marqueurs génétiques, des cellules souches et des progéniteurs peuvent être identifiés.En outre Pax3 et Pax7 sont importants pour la spécification des cellules souches et des progéniteurs. Par conséquent, Pax3/7 et les facteurs myogéniques jouent un rôle critique en déterminant et en dirigeant l'identité du muscle à partir des cellules souches.En utilisant des gènes reporters criblé au loci Pax7 et Myf5, nous pouvons suivre ces cellules souches et leurs filles.Nous avons utilisé plusieurs stratégies pour caractériser les transitions de cellules souches en cellules différenciées, et nous portons une attention particulière sur la régulation et le maintien des cellules souches et des progéniteurs.

Description du projet/méthodologie: Un de nos objectifs est de décrire le lignage cellulaire. Nous avons proposé un modèle de travail définissant les cellules souches, les progéniteurs et les cellules différenciées pendant le développement du muscle squelettique chez l'embryon.Nous avons pour cela généré des souris rapporteurs Pax7EGFP/nlacZ où l'expression du gène nlacZ est bloquée par l'EGFP. L'expression du gène Cre provoque la suppression de la "cassette stop" et resulte en l'expression du gène nlacZ.Les souris Pax7EGFP/nlacZ seront croisées avec les souris exprimant Cre de manière inductible et les dérivées cellulaires marqués pourront ainsi être suivies rétrospectivement dans des clones. En parallele, nous examinons l'expression de Pax3, Pax7 Myf5, MyoD et Mrf4 en utilisant des anticorps contre les protéines natives, ou knock-in des gènes reporteurs chez les souris. Cette approche fournira une information spatio-temporale importante pour étudier le lignage. La localisation des cellules souches, en utilisant Pax3 et Pax7 comme marqueurs, nous permet de définir leur positionnement topologique dans la masse musculaire. La question ici est de savoir si des signaux extrinsèques ou intrinsèques, ou les deux, sont impliquées dans l'autorenouvellement des cellules souches au cours du développement. En premier lieu, nous allons déterminer si les cellules souches sont localisées dans des "niches" par rapport au myoblastes avoisinant. De plus nous allons définir si les composants des voies de signalisation, tels que Wnt, BMP et Notch sont actifs dans ces cellules de façon sélective, influençant leur autonouvellement. Durant le développement post-natal, les cellules satellites sont les principales cellules impliqués dans la régéneration musculaire. Nous avons montré récemment que ces cellules possèdent les caractéristiques des cellules souches.Plus précisément, des expériences "pulse chase" avec BrdU in vivo ont montré qu'une sous-population de cellules sont "label retaining". Nous avons démontré que pendant la division des cellules, l'ADN marqué par le BrdU ségrege selectivement à une seule des cellule filles. Cette observation se rapproche du modèle de ségrégation "immortel" de l'ADN, proposé par Cairns pour les cellules souches. Nous avons montré, en utilisant le facteur Numb, déterminant du destin cellulaire que l'asymétrie de Numb est liée à la ségrégation d'ADN "immortel".Nous avons initié des recherches avec du siRNA dans des cellules satellites isolées dans le but de perturber la fonction de Numb et de définir son rôle dans l'asymétrie des cellules et leur auto-renouvellement.L'imagerie des cellules vivantes avec les protèines fusionées avec l'EGFP constitura une partie importante de ce programme pour définir le comportement cellulaire des cellules souches du muscle adulte.

Résultats attendus: Notre approche nous a permis d'avancer dans l'identification et la caractérisation des cellules souches et des progéniteurs dans le muscle squelettique.Ce projet fondamental à pour but d'identifier les molécules qui facilitent l'auto-renouvellement de ces cellules. Leur caractérisation et leur potentiel de régénération pourraient être par la suite testés à des fins thérapeutiques sur des modèles animaux.Nous pensons qu'une recherche systématique de la biologie des cellules souches du muscle squelettique est une nécessité avant que des thérapies puissent être sérieusement envisagées chez l'homme.