– STEM-RETINA

Contexte scientifique Il y a encore dix ans, il était communément accepté que la formation de nouveaux neurones s'arrête très tôt dans la vie d'un individu, leur nombre ne faisant que décroître inéluctablement par la suite. Pourtant, l'existence de cellules souches neurales capables de générer de nouvelles cellules nerveuses dans le cerveau adulte a été démontré lors de la dernière décennie. L'étude de ces cellules souches a pris une remarquable importance en cancérologie compte tenu des similitudes qu'elles présentent avec certaines cellules tumorales. Leur potentiel à repeupler des zones endommagées du système nerveux ouvre également de nouvelles perspectives pour le traitement des maladies neurodégénératives. Les chercheurs doivent tout d'abord identifier les signaux qui contrôlent les propriétés biologiques de ces cellules souches. Modèle d'étude et Objectifs Notre modèle d'étude est la rétine de xénope qui contient des cellules souches neurales dont la niche est parfaitement délimitée dans la zone marginale ciliaire, et favorise ainsi des approches expérimentales in vivo. Nos récents travaux sur la voie de signalisation Hedgehog ont démontré son rôle crucial dans le contrôle de la cinétique du cycle cellulaire des cellules souches et des précurseurs rétiniens. Dans ce même contexte d'étude, notre projet vise à disséquer les mécanismes qui sous-tendent l'action d'autres voies de signalisation et à identifier les interactions qu'elles établissent pour moduler la prolifération des cellules souches. Les voies Wnt et Notch ont été choisies car elles semblent être requises pour la maintenance des cellules souches neurales mais selon des mécanismes et des interactions qui restent à identifier. Enfin, très peu de gènes spécifiques des cellules souches neurales ayant à ce jour été découverts, un autre volet de nos travaux de recherche consiste à identifier de nouveaux marqueurs des cellules souches neurales et de se focaliser sur des gènes qui pourraient être impliqués dans la maintenance de ces cellules, en particulier en tant que cibles des voies de signalisation Hedgehog, Wnt ou Notch. Description du projet, méthodologie Les stratégies expérimentales choisies pour atteindre nos objectifs rendent ce projet très novateur. En effet, nous avons adapté au modèle rétine un certain nombre de techniques généralement utilisées sur des cellules en culture, afin d'étudier in vivo les divers paramètres du cycle cellulaire (vitesse, progression dans chacune des phases, sortie du cycle). Ces stratégies expérimentales font essentiellement appel à des techniques de lipofection in vivo, de cytométrie de flux, et d'immunohistochimie. Afin de perturber les voies de signalisation étudiées, nous utiliserons selon les cas, des approches pharmacologiques, de transgenèse ou bien de transfection in vivo (surexpression, constructions mutées ou antisens Morpholinos). Ces approches expérimentales nous permettront d'appréhender les effets de la perturbation des voies Wnt et Notch sur (i.) la cinétique du cycle cellulaire (ii.) les transitions G2/M et G1/S (iii.) la sortie du cycle (iv.) la survie des cellules souches et précurseurs rétiniens. L'étude de la voie Notch se fera en particulier via l'étude des gènes Musashi. Les « RNA binding proteins » Musashi, impliquées dans l'activation de la signalisation Notch, sont parmi les rares marqueurs des cellules souches neurales. Nous avons montré que ces gènes s'expriment également dans les cellules souches de la rétine. Puis nous étudierons selon les mêmes approches les interactions entre les voies Wnt, Notch et Hedgehog,. Enfin, pour isoler de nouveaux marqueurs des cellules souches rétiniennes, nous avons opté pour une approche transcriptomique de criblage par hybridation in situ à grande échelle. Ce choix nous a semblé judicieux d'une part car la niche des cellules souches de la rétine du xénope est parfaitement identifiée permettant d'isoler par hybridation in situ un gène exprimé dans ces cellules (atout m