Contrôle de la pluripotence naive et amorcée chez les rongeurs et les primates par la voie de signalisation Nétrine-1. – STEMNET

La pluripotence définit la capacité d'une cellule souche à s'auto-renouveler et à se différencier en dérivés de l’ectoderme, de l’endoderme et du mésoderme. Chez la souris, les cellules souches pluripotentes (CSP) peuvent être capturées et cultivées in vitro dans deux configurations distinctes, appelées "naïves" et "amorcées", correspondant aux embryons respectivement pré et post-implantatoires. Par rapport à l'état naïf, l'état amorcé est un état de pluripotence moindre caractérisé par un auto-renouvèlement fragile, une instabilité du génome et une capacité de différenciation plus hétérogène. Chez l'homme et les primates non humains (PNH), les lignées de CSP conventionnelles établies à partir d'embryons présentent les caractéristiques de la pluripotence amorcée, bien qu'elles soient obtenues à partir de l’épiblaste précoce du blastocyste, comme les CSP naïves des rongeurs. Seules quelques types de CSP naïves humaines ont été générées, et aucune d'entre elles ne présentent un auto-renouvèlement et une stabilité génétique similaires à ceux des CSP naïves de souris. L'identification et la caractérisation de nouveaux signaux contrôlant la pluripotence naïve et amorcée est donc cruciale pour faire progresser notre compréhension de la biologie des CSP et du développement précoce de l'embryon. Il est également d'une importance capitale de générer des CSP humaines ayant des capacités d'auto-renouvèlement accrues et une stabilité génétique améliorée dans la perspective d'applications cliniques à grande échelle en médecine régénérative.
Le coordinateur du projet a récemment identifié la molécule de guidage axonal, Nétrine-1, et ses récepteurs, Neo1 et Unc5b, comme des régulateurs importants pour la reprogrammation des cellules somatiques (Nature Communications 2015) et à la pluripotence naïve chez la souris (Nature Cell Biology 2020). Le programme ‘STEMNET’ s'appuie sur cette découverte pour explorer la fonction de la voie signalisation des Nétrines dans la régulation de la pluripotence naïve et amorcée chez les rongeurs et les primates. Dans la première partie du projet, nous étudierons le rôle de la voie de signalisation de la Netrine-1 dans la régulation de la pluripotence amorcée dans les CSP de souris. Dans la deuxième partie, nous réaliserons une étude de la dynamique et de l'interactome des membres de signalisation de la Nétrine-1 dans les CSP de souris à l’état naïf et à l’état amorcé. Dans la troisième partie du programme, nous étudierons le rôle de la voie de signalisation Nétrine-1 dans la formation de l’épiblaste de souris grâce à des approches de gain et de perte de fonction. Dans la quatrième partie, nous étudierons le rôle de la signalisation Nétrine-1 et de la Nétrine-4 dans l'auto-renouvellement et la pluripotence des CSP chez l'homme et le singe rhésus dans les deux états de pluripotence, naïf et amorcé. Une approche commune aux quatre axes sera l'utilisation de la Nétrine-1 recombinante comme nouveau facteur stimulant l'auto-renouvellement et le maintien de la pluripotence de la CSP.
Le projet "STEMNET" est basé sur l'expertise complémentaire de quatre partenaires dans les domaines de la pluripotence chez la souris (coordinateur, partenaire 1), la biochimie des Nétrines (partenaire 2), le développement embryonnaire précoce de la souris (partenaire 3) et la pluripotence chez les primates (partenaire 4). Il permettra d'améliorer notre compréhension de la biologie des cellules souches pluripotentes et du développement précoce en caractérisant une nouvelle voie de signalisation et sa capacité à gouverner la pluripotence chez les rongeurs et les primates. Ce programme pourra conduire à des avancées importantes tant en recherche fondamentale que pour la médecine régénérative.