Le lapin comme nouvel animal modèle pour l'étude de la pluripotence et le chimérisme embryonnaire chez les mammifères – ORYCTOCELL

La pluripotence définit la capacité d'une cellule souche à donner naissance à tous les types cellulaires d'un organisme mature. Chez la souris, les cellules souches pluripotentes existent sous deux formes: (i) les cellules souches embryonnaires (ESC), dérivées de l'épiblaste précoce du blastocyste (préimplantation), qui incarnent l'état naïf de pluripotence, et (ii) les cellules souches épiblastiques (EpiSC) dérivées de l'épiblaste tardif de l'embryon au stade ovo-cylindre (post-implantation), qui incarnent l'état amorcé de pluripotence. Seules les cellules à l’état naïf peuvent coloniser l'épiblaste du blastocyste, contribuer au développement de tous les types de tissus et former des chimères. Ainsi, la compétence chimérique est une caractéristique de la pluripotence naïve.
Les lignées de cellules souches pluripotentes (PSC) établies chez d'autres mammifères, comme chez les primates et les lapins, présentent les caractéristiques de la pluripotence amorcée, bien qu'elles soient obtenues à partir de l'épiblaste précoce du blastocyste, comme les ESC de rongeurs. Chez le lapin et les primates, la capture de l’état originel de pluripotence dans les PSC reste un défi. La difficulté d’obtention des embryons rend difficile la résolution de ce problème chez les primates. En tant que modèle de substitution, le lapin est parfaitement adapté pour explorer la nature et les mécanismes d'acquisition et de maintien de la pluripotence dans les cellules épiblastiques et les cellules souches embryonnaires pour un large éventail de mammifères non-rongeurs, y compris le primate. L’objectif du projet est d'explorer la pluripotence naïve et la compétence chimérique chez le lapin. Les principaux objectifs du projet sont: (1) grâce au séquençage d’ARN et la RT-qPCR unicellulaire, caractériser le transcriptome de l'épiblaste de lapin tout au long du développement pré-implantatoire et identifier les marqueurs de la pluripotence naïve spécifiques à cette espèce; (2) identifier de nouveaux gènes et de petites molécules utilisables pour reprogrammer des PSC de lapin conventionnelles vers la pluripotence naïve. Deux approches complémentaires seront mises en œuvre: (i) la sélection non biaisée d'une bibliothèque de vecteurs lentiviraux exprimant des facteurs de transcription, des enzymes de modification des histones et des facteurs de remodelage de la chromatine, et (ii) le criblage à grande échelle d'une banque de petites molécules; et (3) capturer l'état naïf de la pluripotence des embryons préimplantatoires de lapin en utilisant les marqueurs et les molécules précédemment identifiés. A partir de cette étude chez le lapin, nous tirerons de nouvelles informations sur l'état naïf de la pluripotence chez les primates.
Le projet est organisé autour de quatre partenaires aux compétences complémentaires. Le partenaire 1 (P. Savatier, INSERM) possède une expertise de longue date dans l'étude des PSC chez la souris, le macaque, l'humain et le lapin. Il a récemment développé les outils et la méthodologie pour tester la compétence chimérique des PSC en utilisant des embryons de lapin. Le partenaire 2 (V. Duranthon, INRA) possède une forte expertise dans l'analyse moléculaire des embryons de mammifères préimplantatoires aux niveaux de la génomique et de l'épigénétique et a publié la première caractérisation du transcriptome de l'épiblaste de lapin. Elle est spécialisée en bioinformatique et en analyse statistique de données Omics à haut débit chez des espèces domestiques dont le lapin. Le partenaire 3 (R. Ricci, IGBMC) possède une expertise de longue date en biologie cellulaire et en signalisation cellulaire ayant utilisé avec succès des approches de dépistage cellulaire dans le passé. Il conduit des criblages génétiques et chimiques dans le cadre de la maintenance et de la différenciation des cellules souches. Le partenaire 4 (F. Lanner, Karolinsks Institutet) possède une solide expertise en matière de séquençage d’ARN unicellulaire.