Les gènes Hes1/4 sont-ils des cibles clefs des interactions Wnt/Hedgehog dans le contrôle des

Le gène Hes4/XHairy2 contient des sites de fixation à RBP-J dans son promoteur (Davis and Turner, 2001), et il est, dans certains contextes, activable par la voie Notch (Davis and Turner, 2001) ; (Taelman et al., 2006). Le promoteur du gène Hes1/XHairy1 n’a quant à lui pas été décrit chez le xénope, mais il présente ces même caractéristiques chez la souris (Jarriault et al., 1995) ; (Jarriault et al., 1998). Nous avons montré que l’expression des gènes

Hes1/4 dans la ZMC en formation et post-embryonnaire n’est pas sensible à une inhibition de

la signalisation Notch pendant 24h. Il est donc peu probable qu’ils constituent des cibles directes de la voie dans cette région. Ces résultats sont cohérents avec des études réalisées chez la souris et le poulet, montrant que ces gènes peuvent avoir des rôles indépendants de la voie Notch dans le développement de la rétine (Kubo and Nakagawa, 2009) ; (Wall et al., 2009). Cependant, il doit être noté que l’expression de Hes4 est fortement diminuée après 48h de traitement au DAPT du stade 25 au stade 39, alors que celle de Hes1 reste inchangée (Figure S5 du papier et Figure 24). Nous ne pouvons donc exclure que la voie Notch exerce quand même un effet indirect sur Hes4. Alternativement, il est possible que cette diminution d’Hes4 reflète une déplétion du pool de cellules souches. Un tel effet consécutif à l’invalidation de la voie Notch a en effet été montré dans divers tissus et en particulier dans le cerveau adulte (Imayoshi and Kageyama, 2011) ; (Ehm et al., 2010) ; (Chapouton et al., 2010). Comme Hes1 semble également marquer les jeunes progéniteurs de la ZMC en plus des cellules souches, nous ne savons pas si ces dernières sont toujours présentes dans les rétines traitées 48h au DAPT. Il serait donc intéressant de tester l’expression d’autres marqueurs spécifiques des cellules souches (Gli3 et Id2 par exemple) ; (Perron et al., 2003) ; (Borday et al., 2012). En outre, nous ne savons pas si d’éventuels ligands et récepteurs de la voie Notch s’expriment dans les cellules souches de la ZMC. Clairement, le profil d’expression de Notch1/Delta1 et celui de Hes4 y sont mutuellement exclusifs (expression dans les progéniteurs versus dans les cellules souches). Cependant, d’autres couples (Notch3/Jagged par exemple) pourraient y être exprimés comme c’est le cas dans la rétine périphérique des rongeurs par rapport à la rétine centrale (Bao and Cepko, 1997) ; (Lindsell et al., 1996).

La voie de signalisation Wnt semble quant à elle positivement réguler les gène Hes1/4. Ces résultats concordent avec des données obtenues dans la rétine du poulet, où c-Hairy1 est requis en aval de la voie Wnt pour la maintenance des précurseurs de la ZMC à l’état indifférencié. L’analyse du promoteur de c-Hairy1 a en outre révélé que des sites de fixation au facteur TCF/Lef étaient présents mais non nécessaires à l’activation du gène par la voie. Les auteurs proposent que l’effet de cette dernière sur l’expression de c-Hairy1 serait médié par l'activation de multiples gènes cibles dont c-myc (Kubo and Nakagawa, 2009). Ainsi, il est possible qu’une cascade similaire (Wnt-c-Myc-Hes1/4) maintienne les cellules souches rétiniennes en prolifération et prévienne leur différenciation au cours de l’embryogenèse chez le xénope. Dans la rétine périphérique chez la souris et le poisson zèbre, l’activation de la voie

(Stephens et al., 2010). Il est donc tentant de spéculer que cette dernière limiterait également,

via Hes4, la vitesse de prolifération des cellules souches.

Nous avons très récemment montré que les voies Wnt et Hedgehog ont des fonctions opposées sur la prolifération des cellules de la ZMC post-embryonnaire et qu’elles s’antagonisent mutuellement dans cette région (Borday et al., 2012). Sur la base de ces données, de nos résultats antérieurs (Locker et al., 2006) ; (Denayer et al., 2008) et du profil d’expression de leurs ligands respectifs (Figure 13), nous proposons que la voie Wnt serait essentielle à la maintenance d’un pool de cellules souches adultes et que la signalisation Hedgehog contrebalancerait son action pour entrainer régulièrement certaines d’entre elles dans le processus de différenciation (Borday et al., 2012). L’observation d’une régulation positive de Hes4 par Wnt et négative par Hedgehog suggère que cet antagonisme fonctionnel des voies pourrait être mis en place dès les stades précoces de l’embryogenèse rétinienne. Notons qu’il est possible dans ce cas que la régulation négative de Hes4 par la voie Hedgehog puisse n’être que le résultat de l’inhibition qu’elle exerce sur l’activité de la voie Wnt. Il est donc maintenant nécessaire d’analyser précisément les fonctions de Wnt et Hedgehog sur le pool de cellules souches rétiniennes embryonnaires et de déterminer si Hes4 est requis en aval de ces voies.

De façon troublante, nous avons constaté que Hes1, contrairement à Hes4 est fortement activé par la voie Hedgehog. Ces résultats rappellent la situation observée chez la souris où Dana S. Wall et collaborateurs ont montré que Shh induisait directement, via son effecteur Gli2, l’expression de Hes1 (Wall et al., 2009). Nous avons constaté que Hes1, en plus de son expression dans les cellules souches, semble aussi actif dans les progéniteurs précoces du neuroépithélium de la vésicule optique comme de la ZMC (Figure 22). Il pourrait donc y médier certains des effets d’Hedgehog sur ces derniers. Cependant cette hypothèse est difficilement réconciliable avec le fait établi qu’Hedgehog accélère les divisions des précurseurs rétiniens et les pousse vers la sortie de cycle alors qu’Hes1 semble avoir des effets strictement opposé. Cela nous amène donc à postuler que l’effet d’Hedgehog sur Hes1 contribuerait à une boucle de rétroaction négative exercée par les précurseurs sur leur propre comportement prolifératif. Il ne s’agit là cependant que de spéculations et tout ceci mérite de plus amples investigations.