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DETERMINISME   GENETIQUE   DE   L’ALLONGEMENT   INTESTINAL   DES   SOURIS   PRM/Alf

ET  D’APPRENTISSAGE  DE  L’ENCADREMENT  SCIENTIFIQUE

2. DETERMINISME   GENETIQUE   DE   L’ALLONGEMENT   INTESTINAL   DES   SOURIS   PRM/Alf

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Figure   13  :   Exemples   de   phénotypes   d’embryons   issus   des   croisements   entre   hétérozygotes  C57BL/6J-­  Sbno2Gt1  

Colonne   de   gauche  :   embryons   à   phénotypes   sauvages.   Deux   colonnes   de   droite  :   embryons  à  phénotypes  anormaux.  De  haut  en  bas  :  stades    E8,5,  E9,5  et  E10,5.  

 

 

2. DETERMINISME   GENETIQUE   DE   L’ALLONGEMENT   INTESTINAL   DES   SOURIS   PRM/Alf  

 

L’allongement   intestinal   des   souris   PRM/Alf   étant   propre   à   cette   lignée   consanguine,   il   a   une   composante   génétique.   Nous   nous   sommes   intéressés   à   ce   phénotype  dans  le  but  d’isoler  des  molécules  impliquées  dans  le  contrôle  de  la  taille  de   l’intestin.    

Sylvain   Bellier,   maître   de   conférence   dans   notre   laboratoire,   est   en   charge   de   l’analyse   phénotypique   et   physiologique   du   phénotype   d’allongement   du   tube   digestif.   Pierrick   Salaün,   technicien   dans   le   laboratoire   et   moi-­‐même   nous   intéressons   au   déterminisme   génétique   du   phénotype   d’allongement   intestinal   des   souris   PRM/Alf.   Nelly   Da   Silva   a   participé   aux   étapes   initiales   du   travail   lors   de   son   stage   de   doctorat.   Sabrine  Hammiche  a  participé  à  ce  travail  pendant  son  stage  de  Master  2  (2008)  qui  a   été  co-­‐encadrée  par  Sylvain  et  moi-­‐même.    

 

2.1. L’ALLONGEMENT  INTESTINAL  DES  SOURIS  PRM/ALF  EST  UN  CARACTERE   POLYGENIQUE  COMPLEXE.  

L’ensemble  de  ces  résultats  ont  été  obtenu  au  cours  des  thèses  de  Nelly  Da  Silva   et  de  moi-­‐même  et  ont  fait  l’objet  d’une  publication  10  et  du  mémoire  de  Pierrick  Salaün   pour  l’obtention  de  son  Diplôme  de  l’Ecole  Pratique  des  Hautes  Etudes  (2004).    

 

2.1.1. Mode  de  transmission  du  phénotype  d’allongement  intestinal  

Le   mode   de   transmission   génétique   a   été   déterminé   en   étudiant   la   distribution   des  longueurs  intestinales  des  lignées  parentales  PRM/Alf  et  DBA/2J,  ainsi  que  de  leur   descendance  F1  (PRM/Alf  x  DBA/2J  ou  DBA/2J  x  PRM/Alf),  F2  (intercross  :  F1  x  F1),  et   BC1  (croisements  en  retour  sur  PRM/Alf  (F1  x  PRM/Alf  ou  PRM/Alf  x  F1)  ou  sur  DBA/2J  

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(F1  x  DBA/2J  ou  DBA/2J  x  F1))  Les  courbes  gaussiennes  obtenues  dans  les  générations   F2  et  BC1  étaient  caractéristiques  d’un  caractère  quantitatif  à  transmission  polygénique.     L’allongement  intestinal  est  donc  un  caractère  génétique  complexe.    

 

2.1.2.  Influence  du  sens  de  croisement    

L’analyse  des  distributions  de  longueur  de  tube  digestif  des  générations  F1  et  F2   a  permis  de  constater  que  la  variance  des  individus  F2  n’augmentait  pas  par  rapport  à   celle  des  F1.  Or,  étant  donné  le  brassage  génétique  chez  les  F2,  la  variance  des  F2  devrait   être   supérieure   à   celle   des   F1.   Une   hypothèse   pour   expliquer   ces   résultats   était   l’hétérogénéité  de  la  population  F1  selon  le  sens  de  croisement  (PRM/Alf  x  DBA/2J  ou   DBA/2J  x  PRM/Alf).    

Pour  tester  cette  hypothèse,  les  individus  F1  ont  été  séparés  en  fonction  du  sens   de  croisement.  Une  différence  de  longueur  intestinale  a  été  mise  en  évidence  entre  les   F1   à   mère   PRM/Alf   et   les   F1   à   mère   DBA/2J.   Les   premiers   avaient   un   intestin   significativement   plus   long   que   les   seconds.   Le   génome   de   la   mère   joue   donc   un   rôle   dans  le  phénotype  d’allongement  intestinal  observé  chez  les  descendants.    

 

2.1.3. Interaction  des  génomes  maternels  et  zygotiques    

Pour  s’assurer  de  l’influence  du  génome  de  la  mère  sur  la  longueur  intestinale  des   petits,   des   expériences   d’adoptions   croisées   ont   été   réalisées.   Ces   expériences   ont   montré  que  :    

-­‐   un   petit   PRM/Alf   adopté   par   une   mère   DBA/2J   a   un   intestin   plus   court   que   s’il   était   élevé   par   sa   mère   PRM/Alf   :   le   génome   de   la   mère   intervient   dans   le   phénotype   d’allongement  intestinal.    

-­‐  un  petit  PRM/Alf  élevé  par  sa  mère  PRM/Alf  a  un  intestin  plus  long  qu’un  petit  DBA/2J   adopté   par   une   mère   PRM/Alf   :   le   génome   du   petit   intervient   dans   le   phénotype   d’allongement  intestinal.    

-­‐   la   taille   d’intestin   maximale   est   obtenue   lorsque   la   mère   allaitante   et   le   petit   sont   PRM/Alf.  Cette  taille  est  supérieure  à  celle  obtenue  par  l’addition  des  effets  du  génome   PRM/Alf   de   la   mère   et   du   petit.   Donc,   dans   le   phénotype   d’allongement   intestinal,   il   existe  une  interaction  positive  entre  le  génome  PRM/Alf  de  la  mère  et  du  petit.    

En  conclusion,  l’allongement  intestinal  est  un  caractère  à  déterminisme  génétique   complexe,  où  le  génome  de  la  mère  et  du  petit  interagissent.    

   

2.2. APPROCHE  GENES  CANDIDATS    

2.2.1. Il  existe  dans  la  région  patchwork  un  ou  plusieurs  gènes  qui   influencent  la  taille  du  tube  digestif.  

La   lignée   consanguine   PRM/Alf   a   été   établie   par   croisements   frère-­‐sœur   entre   souris   de   génotype   pwk/pwk.   La   seule   sélection   opérée   lors   de   l’établissement   de   la   lignée   s’est   faite   sur   la   couleur   du   pelage.   Les   souris   consanguines   PRM/Alf   pwk/pwk   présentent,   outre   une   dépigmentation   du   pelage,   un   allongement   du   tube   digestif.   On   peut  supposer  que  les  deux  caractères  soient  liés.  

Pour  tester  cette  hypothèse,  Nelly  Da  Silva  et  moi-­‐même  avons  voulu  établir  une   lignée   congénique   129/Sv   pwk/pwk.   La   pénétrance   de   la   mutation   patchwork   sur   le   fonds  129/Sv  est  bonne.  Nous  avons  comparé  la  longueur  du  tube  digestif  de  41  souris  

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souris   pwk/pwk   avaient   un   intestin   de   61,1±3,7   cm   et   les   souris   +pwk/+pwk   avaient   un   intestin  de  56,4±2,5  cm.  Les  souris  pwk/pwk  avaient  un  intestin  significativement  plus   long   que   les   souris   +pwk/+pwk   (test   t   de   Student,   p<0,001).   Un   ou   plusieurs   loci   liés   génétiquement  au  locus  patchwork  doivent  participer  au  contrôle  de  la  longueur  du  tube   digestif.  

 

2.2.2. La  longueur  du  tube  digestif  est  associée  au  génotype  pour  Igf1.  

  Nous   avons   testé   Igf1   comme   gène   candidat   dans   le   phénotype   d’allongement   intestinal   des   souris   PRM/Alf.   Nous   avons   sélectionné   Igf1   car   la   protéine   IGF1   intervient   dans   la   croissance   intestinale,   est   présente   dans   le   lait,   a   son   récepteur   exprimé  dans  l’intestin,  et  qu’il  est  situé  sur  le  chromosome  10,  à  proximité  de  la  région   patchwork  (à  7,7  Mb  de  Sbno2).    

  Au  cours  de  son  stage  de  M2,  Sabrine  Hammiche  a  recherché  un  polymorphisme   dans  Igf1  entre  les  lignées  PRM/Alf  et  DBA/2J  et  a  génotypé  les  individus  BC1  et  F2  que   nous  avions  produits.  Elle  a  montré  qu’il  existe  une  association  entre  le  génotype  pour  

Igf1  et  la  longueur  de  l’intestin  de  souris  issues  du  croisement  en  retour  entre  des  souris  

PRM/Alf  et  des  souris  F1  entre  les  lignées  PRM/Alf  et  DBA/2J.  Chez  les  BC1  de  direction   opposée  et  chez  les  F2,  aucune  association  n’a  été  trouvée.    

  Par    la  même  méthode,  nous  n’avons  pas  trouvé  d’association  entre  le  génotype   pour    l’Igf1r  et  la  longueur  du  tube  digestif.  

  Sabrine   a   dosé   la   concentration   en   protéine   IGF1   dans   le   lait   et   le   sang   de   femelles   PRM/Alf   et   DBA/2J   par   RIA.   Elle   a   trouvé   que   la   concentration   en   IGF1   est   significativement   plus   élevée   dans   le   sang   de   femelles   PRM/Alf   mais   qu’elle   est   inchangée  dans  le  lait.  

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EME

 PARTIE:  2009-­  :  LA  PERIODE  DE  GESTION  DE  PROJETS    

 

 

1. CONTROLE   GENETIQUE   DE   L’HOMEOSTASIE   ET   DE   LA   TUMORIGENESE   DES   CELLULES  SOUCHES  DE  MELANOCYTES    

 

Ce  projet  fait  l’objet  d’un  financement  de  l’Association  pour  la  Recherche  contre   le  Cancer  pour  les  années  2009-­‐2010.  Je  coordonne  le  projet.    

Les  personnes  du  laboratoire  participant  à  ce  projet  sont  :  Giorgia  Egidy-­‐Maskos,   CR1  INRA  ;  Florence  Bernex,  MC  ENVA  ;  Jean-­‐Jacques  Panthier,  Pr1  ENVA  ;  Sophia  Julé-­‐ Loidice,  TR  INRA  ;  Stéphanie  Gadin,  TR  INRA  ;  Cécile  Campagne,  doctorante  ED  CdV.  

Pour   ce   projet,   nous   collaborons   avec  l’Unité   de   Génétique   Fonctionnelle   de   la   Souris,  Institut  Pasteur;  responsable  :  Pr  Jean-­‐Jacques  Panthier  ;  l’Unité  de  Neurobiologie   Intégrative   des   Systèmes   Cholinergiques,   Institut   Pasteur;   responsable  :   Dr   Uwe   Maskos  ;   le   groupe   Melanocytes   et   souris   transgéniques,   Swiss   Institute   for   Medical   Cancer  Research,  Epalinges,  Suisse  ;  responsable  :  Dr  Friedrich  Beermann.  

   

1.1. PROBLEMATIQUE,  HYPOTHESES  ET  OBJECTIFS  DU  PROJET  

Les  tumeurs  sont  constituées  de  populations  cellulaires  hétérogènes.  Alors  que  la   majorité  des  cellules  d’une  tumeur  exprime  des  marqueurs  de  différenciation,  l’initiation   et   la   croissance   de   la   tumeur   se   font   à   partir   d’un   nombre   restreint   de   cellules   indifférenciées   présentant   les   caractéristiques   de   cellules   souches,   notamment   la   capacité  d’auto-­‐renouvellement.  Ces  cellules,  capables  de  former  de  nouvelles  tumeurs   après   xénotransplantation,   sont   dénommées   cellules   initiatrices   de   tumeur   ou   cellules   souches   cancéreuses.   Des   cellules   souches   cancéreuses   ont   été   identifiées   dans   des   leucémies,   des   cancers   du   poumon,   du   cerveau,   du   sein   et   dans   des   mélanomes   (voir   pour  revue  26).  Le  mélanome  constitue  un  problème  de  santé  publique.  La  présence  de   métastases  est  de  mauvais  pronostic  et  les  traitements  contre  le  mélanome  ne  sont  pas   efficaces.   Le   manque   d’efficacité   thérapeutique   pourrait   être   lié   à   un   mauvais   ciblage   cellulaire   des   traitements,   qui   visent   les   cellules   en   prolifération.   Des   traitements   qui   cibleraient   spécifiquement   les   cellules   souches   cancéreuses   pourraient   être   des   compléments   thérapeutiques   efficaces   aux   traitements   actuels  12.   Pour   développer   de   tels   traitements,   il   est   nécessaire   de   disposer   de   marqueurs   de   cellules   souches   cancéreuses   afin   de   les   cibler   et   de   les   distinguer   des   cellules   souches   normales   qui   doivent   être   préservées   par   les   traitements.   A   ce   jour,   l’origine   des   cellules   souches   cancéreuses  et  leur  lien  avec  les  cellules  souches  normales  restent  mal  connus.    

 

Nous  nous  proposons  d’utiliser  le  lignage  mélanocytaire  et  le  mélanome  comme   modèles  d’étude.  Nous  testons  l’hypothèse  selon  laquelle  des  gènes  impliqués  dans  

la  biologie  des  cellules  souches  de  mélanocytes  participent  au  développement  du   mélanome  en  agissant  sur  la  population  de  cellules  souches  cancéreuses.    

Dans  ce  but,  nous  utilisons  des  approches  de  génétique  murine  pour:    

-­  étudier  la  fonction  des  gènes  candidats  Strawberry  Notch  homolog  2,  Notchless  et