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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Effets de la régulation de Notch1 sur le devenir des cellules souches neurales et sur des lignées tumorales du système nerveux

PASCHAKI, Marie (2005) Effets de la régulation de Notch1 sur le devenir des cellules souches neurales et sur des lignées tumorales du système nerveux. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

Parmi les facteurs susceptibles d’influencer la production de neurones versus cellules gliales à partir de cellules souches neurales, nous avons étudié le rôle de la voie de signalisation intercellulaire Notch. En utilisant le modèle in vitro des neurosphères qui représentent la descendance clonale des cellules souches neurales, nous avons montré que la voie Notch agissait en deux étapes : (i) la voie Notch favorisait le lignage glial et réprimait le lignage neuronal ; (ii) Notch stimule la différenciation des astrocytes et inhibe celle des neurones et des oligodendrocytes. Nous avons sélectionné une petite molécule non peptidique, le tCFA15 qui favorise la production de neurones aux dépens des cellules gliales dans les neurosphères, un effet qui rappelle celui résultant de l’inactivation de la voie Notch. L’analyse moléculaire a montré que le tCFA15 diminuait spécifiquement l’expression de Notch1 et par conséquent l’expression de Hes5 ce qui confirme l’inactivation fonctionnelle de Notch1. Nous avons montré que le tCFA15 en plus de son action sur Notch1, diminue la phosphorylation de STAT3, suggérant une interaction entre les voies de signalisation Notch et STAT3. Nous avons montré par des expériences d’activation et d’inactivation de ces deux voies que STAT3 était en amont de Notch1. L’analyse moléculaire a confirmé que STAT3 contrôlait l’expression de Notch1. Le dysfonctionnement de la voie Notch est à l’origine de nombreuses pathologies qui vont de certaines maladies neurodégénératives à différents types de cancers. Notch exerce des effets opposés sur la différenciation des neurones, oligodendrocytes et astrocytes. Nous avons cherché à établir un parallèle entre cet effet physiologique et l’effet de la voie Notch sur les lignées tumorales du système nerveux. Nous avons montré que, même si dans tous les cas il provoque une diminution de Notch1, le tCFA15 conduit à des résultats opposés en ce qui concerne les neuroblastomes et les oligodendrogliomes d’une part, et les astrocytomes d’autre part. Les cellules souches neurales sont localisées dans des niches vasculaires. Nous avons étudié le rôle éventuel de la voie Notch dans les interactions réciproques entre les précurseurs des cellules endothéliales et les neurosphères. Nous avons montré que ces interactions existent in vitro et qu’elles passent par l’induction de l’expression de Dll4 dans les précurseurs des cellules endothéliales et dans les cellules des neurosphères. We are interested in the role of the intercellular Notch signaling pathway in the production of neurons versus glia from neural stem cells. Using the in vitro model system of neurospheres, which consists in the clonal progeny of neural stem cells, our group has shown that Notch signalling was acting in two steps. In a first step, Notch is acting as a switch promoting the glial lineage while it represses the neuronal lineage. In a second step, Notch is acting on the differentiation, and promotes astrocytic differentiation while it inhibits neuronal and oligodendroglial differentiation. We have selected a small non-peptidic molecule, tCFA15, which promotes neurons at the expense of glial cells in manner reminiscent of the inactivation of Notch. My work consisted first, in elucidating the mechanism of action of tCFA15 at the molecular level. We have shown that tCFA15 specifically decreases the expression of Notch1 gene, and subsequently of Hes5, a downstream target gene of Notch activation. In addition, we have shown that tCFA15 causes a diminution of the tyr705 phosphorylation of STAT3, thereby suggesting a link between both Notch and STAT3 signalings. Molecular investigations have shown that inhibiting STAT3 results in a decrease in Notch1 expression, thus confirming the gain and loss of functions experiments which placed STAT3 as an upstream regulator of Notch1. Notch dysfunction is at the origin of numerous pathologies, ranging from neurodegenerative diseases to cancers. We have shown that Notch has opposite effects on the differentiation of neurons, oligodendrocytes and astrocytes. We attempted to establish a parallel between those physiological effects and a putative effect of Notch on various tumour cell lines from the nervous system. Using tCFA15 as a pharmacological tool to modulate Notch function, we have shown that, although it consistently decreases Notch1 in most of all studied cancer cell lines, tCFA15 has an opposite effect on neuroblastoma and oligodendroglioma on the one hand and on astrocytoma, on the other hand. Neural stem cells are localised in vascular niches. We have examined the role of the Notch pathway in the reciprocal interactions between the endothelial precursors cells and the neurospheres. We have shown that those interactions do exist in vitro and that they are mediated by the reciprocal induction of the expression of Dll4 genes in both the endothelial precursors cells and neurospheres.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 610 Médecine et santé > 615 Pharmacologie et thérapeutique
Classification Thèses Unistra > Santé > Médecine et odontologie > 610 Médecine et santé > 615 Pharmacologie et thérapeutique

CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.6 Biologie cellulaire
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.6 Biologie cellulaire

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-5 Santé, industrie du médicament, cosmétique
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-16 Sciences de la vie et de la santé, psychologie
Code ID:983
Déposé le :12 Octobre 2005

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