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Dynamique et hétérogénéité des cellules souches - Apport des organismes…
Dynamique et hétérogénéité des cellules souches - Apport des organismes modèles et non modèles
Intro
Hypothèse atavique
: cancer = réactivation accidentelle d'ancien programme (chez unicellulaires)
2 modèles cancérogènes se basant sur phylogénie
Accumulation séquentielle → addition dif mut° à chq générations de cellules
Addition mut° mais une dominante qui conduit au dév d'un cancer
→ accumulation possible par cell très proliférative et fct environnementaux joue aussi rôle
Apparition cancer
Avec les métazoaires → bilatériens (pluricellulaires et asexués) (après eucaryotes)
Pas de description chez éponges et cnidaires
Favorise repro mais pas forcément survie et régénération
Multiplication sexuée : changement systématique du génome = détection cell cancéreuses ameliorée par SI et prévient transmission verticale/horizontale mais peut entraîner défense plus faibles
ex Hydre : transmission verticale par multiplication asexuée (MA) et Rat de tazmani : tumeur faciale transmissible par morsure (horizontale)
Définitions
Blastogenèse = dév d'une nouvelle structure corporelle dans situation non embryonnaire
Epimorphose = prolif + blastème + dif° cS
Morphalaxie = remaniement tissu déjà existant → dédif° et redif° sans prolif massive
Apport des métazoaires
Placozoaires : le + simple / Porifères = éponges / Cténaires (macroplancton marin) / Cnidaire / Bilatériens
Voies Wnt, Notch et TGFb
Eponges
Répertoire imp des gènes Wnt
Gametogenese : à partir de cell somatiques =
choanocytes
ici qui se transdifférencient en spermatogonie ou ovogonie
MA : quand condition de vie favorable → scissiparité, bourgeonnement ou gemmulation (dormance)
5 types cellulaires :
choanocytes
(avec cils, endoderme),
endopinacocytes
(cavité interne),
exopinacocyte
(couche externe) et
cellules vacuolaires de type 1 et 2
(mésoglée = mésohyle) avec type 1 = grande vacuole et type 2 = filopodes avec de nbresuses petites vacuoles
Placozoaire : 6 types de cellules :
épithéliales supérieures
,
épithéliales inférieures
+
cellules cylindriques
et entre sup et inf
cellules fibreuses
faisant le lien
Cténophores
Pas de linéage de cS → régén à partir de cell adultes
Hermpaphrodite
Gènes marqueurs de cS mais chez embryon : SOx, vasa, nanos, piwi et DMRT
Cnidaires
Hydre : modèle de régén → génération à partir d'un fragment ou même cell isolées
Epimorphose et morphalaxie
Voie Wnt
Pluripotence/multripotence des
i cells = cell intersticielles
Plasticité cell epith : proprio cS et cell différenciées
Abs G1 et prolongement G2 (caract des cSE)
Oct4-like, SOX2 orthologue et krupple-like, Myc (proto onc), 2 gènes piwi (maintien cell germinales exprimés aussi dans i cells)
Maintenance de la fitness cellulaire (autophagie), efferocytose (phagocyte des corps apoptotiques), act anti microbienne (TLR, NOD-like et PAM), sélection du microbionte, RI au stress (ROSn TNF-R et TLR) (...)
Régén°
Décapitation tête : voie MMAPK et Wnt → morphalaxie
Setion mi-gastrique → voie apoptotique qu'on retrouve aussi chez zebra fish et xénope → induction dédif° → sécrétion Wnt3 → prolif i-cell → dif° cell epith
Bilatériens
Planaires
Morphalaxie et epimorphose
Cell pluri OU progéniteur de lignage restreint? → culture clonale à partir d'une seule cell (isolement
néoblaste
ici) → cS pluri
2 especes capables de cette régén :
Dugesia japonica
et
Schmidtea mediterranea
→ voie Wnt faible (regen tête) ou forte (regen region codale)
Zebra fish
Régén° coeur, nageoire et SN
Nageoire codale : qq heure apres ablation → recouvrement par epiderme puis 1-2jr migration osteoblastes et fb → dédif° en CSM → blastème de régen → nouvelle structure
Augmentation voie Wnt/Beta-cat et activine beta A → augmentation ac rétinoïque, IGF, FGF
Exp° ROS : apoptose et induction voie JNK + act° Hh (→ Wnt)
Coeur : dédif° et prolif de cardiomyocytes préexistants → voies FGF, PDGF, RA, Jak/Stat3 et Notch
Triton
Régén° d'un membre ou cristallin
Au niv zone d eocupure : cica puis reform° blastème
cS activée → Hh → Wnt
Rôle des vaisseaux sanguins pour form° blastème
Mamm
Potentiel régén° importantes : peau, intestin...
ex pancréas : turnover cell beta de Langerhans limitée dans le temps → pancréatectomie chez rat → régén° avec cell beta résiduelles et cS de progéniteurs Ng3+ (définit canaux pancréatiques)
ex coeur : potentiel régén° moindre = renouv cardiomyocytes binucléés chez souris / 50-50% chez l'H mais diminue avec l'âge → renouv = cardiomyocytes préexistants + cS / progéniteurs
Kit+ (endogenous cardiac stem cells : eCSCs)
Conclu
Régén° : 1) cica 2) réparation tissu 3) régén° de la structure complexe 3D
Dif strat : prolif, cS, dédif°, transdif°
Voies : Wnt, Hh et importance ROS
Les cellules germinales et cS adultes pourraient avoir la même origine
Hypothèse :
cS primordiales = PriSC
, hautement conservés, apparaissent pdt embryogenese (stade entre zygote et CGP)
Bilatériens : donnerait CGP et partie cell somatiques adultes
Organismes avec MA ou régén° : priSC présents chez adultes et garderait potentiel germinal/somatique
3 modèles de détermination germinale
Préformation : droso et
C.elegans
→ plasme germinatif déterminants présent dans oeuf et hérité uniquement par les CGP
Epigenese : mamm → a partir de cell oeuf, germination, morula, gastrulation (...) uniquement cell somatique au début puis sous pop en CGP par signal d'un territoire voisin (extrinsèque)
Mixte des 2 : cell issues de la segmentation de l'oeuf, certaines vont être héritées par plasme → donne cell somatique OU lignage germinale si influence extrinsèque → donne PGC et cell somatiques avec proprio cS
→ epigenese le + répendu (présent chez ancetre communs)
Nature des déterminants du plasme ou forme structure CGP
Piwi, nanos, vasa (...) → represseurs trad° ou trans°
Loca dans structure du cytoplasme = nuage = granule polaire (droso) = granule P (
C.elegans
) (...)
Structure nuage et déterminants retrouvés au niv des cS : rôle plus vaste? Dans dév, dif°, régén° / dans cSE et cS adultes / programme de multipotence ou Germline multipotency program = GMP
Rôle piwi dans cancer humain (très conservé) : exp° anormale → pb respiratoire, reproductif, urinaire et digestif