Réseaux signalétiques dépendants des hormones thyroïdiennes et physiologie des cellules souches adultes – ThRaSt

Contexte
Les cellules souches/progéniteurs (SPC) du système nerveux central et de l'épithélium intestinal sont des cibles bien connues des hormones thyroïdiennes (HT). Les équipes impliquées dans ce projet ont montré que dans les deux types de SPC, la T3 via le récepteur nucléaire TRa1, contrôle l'équilibre entre la prolifération et la différenciation. Cependant, ces deux tissus présentent une grande différence de renouvellement. Le CNS les SPC ont un taux de renouvellement très lent, tandis que ce taux est très élevé dans l'épithélium intestinal. Cependant, nos données suggèrent fortement qu'en dépit de cette différence le cycle cellulaire de ces deux types de SPC est régulé par le récepteur lié (T3-TRa1). De plus, dans ces deux zones il y a des sous-populations de SPC, qui ont des capacités distinctes de réponse aux HT.
Notre hypothèse est que les variations de compétence et sensibilité aux HT sont à la base des réponses différentielles des populations cellulaires à un stimulus donné. Dans un tel contexte, la T3 peut être considérée comme un signal permissif, liant le renouvellement des SPC au statut physiologique de l'organisme. Cette hypothèse soulève la question clé de la façon dont la signalisation thyroïdienne intègre les autres voies de signalisation en fonction du contexte cellulaire et du stade de développement. La réponse à cette question permettra de comprendre comment les signaux endogènes régulent l'activité de cellules souches dans des contextes intégrés.

Projet
Pour définir la capacité des SPC à intégrer et répondre à la signalisation thyroïdienne, et d'identifier les similitudes et différences entre les précurseurs intestinaux et neuronaux en réponse à TH, deux aspects seront étudiées: (i) la détermination de compétence et sensibilité des différentes populations des SPC aux HT, (ii) l’analyse des réponses transcriptionnelles aux HT dans ces différentes populations. Afin d’analyser ces deux axes, ce projet répondra aux questions suivantes :
• Les HT agissent-elles sur des sous-populations SPC spécifiques, par ex., sur les progéniteurs vs sur les cellules souches? Réciproquement, la réponse aux HT dépend-elle des interactions complexes cellule-cellule?
• Quel est le rôle du T3-TRa1 dans le maintien des SPC?
• Quels sont les programmes génétiques communs et divergents dépendant des HT dans le SPC neural et intestinal?
Pour répondre à ces questions nous utiliserons des approches multiples dans deux modèles animaux, xénope et souris. Les approches conceptuelles et méthodologiques proposées sont complémentaires et fourniront une vue d'ensemble des voies conservées contrôlant la biologie des SPC.

Approches
Des approches expérimentales multiples permettront de:
1) Déterminer la disponibilité locale et la spécificité cellulaire du transport et du métabolisme des HT : par immunohistochimie, hybridation in situ (ISH), systèmes rapporteurs et qPCR après LCM ou tri de cellules.
2) Détailler les réponses transcriptionelles à T3-TRa1 dans les SPC neurales et intestinales : par des analyses à large échelle dans différents statuts hormonaux et dans des zones définies (LCM et tri cellulaire).
3) Analyser les interactions fonctionnelles entre la signalisation thyroïdienne et d'autres voies de signalisation impliquées dans la biologie des cellules souches adultes : par bio-informatique, QPCR, ISH, perte et gain de fonction.

Résultats attendus
Nous définirons les réseaux génétiques communs et distincts dépendant du signal TH dans les deux types de SPC. L'analyse à grande échelle permettra l’identification de nouveaux gènes cibles à potentiel thérapeutique. En effet, chacune de ces populations de SPC peut avoir un intérêt thérapeutique (traitement des maladies neurodégénératives d'une part et réduction d'incidence de tumeurs de l'autre). Finalement, nous élargirons nos connaissances sur la manière dont ces populations de cellules souches répondent aux signaux endogènes dans des contextes intégrés.