Journal de recherche et de thérapie sur les cellules souches

Abstrait

Les cellules souches embryonnaires murines synthétisent l'acide rétinoïque pour favoriser leur propre différenciation

Francesco Neri, Caterina De Clemente, Maurizio Orlandini, Claudia Lentucci, Francesca Anselmi et Federico Galvagni

Objectif : La pluripotence des cellules souches embryonnaires (CSE) est maintenue grâce à une interaction complexe de différentes voies de signalisation et d'un réseau de facteurs de transcription. Bien que l'on en sache beaucoup sur ce circuit d'auto-renouvellement de la pluripotence, les événements moléculaires qui conduisent les CSE à sortir de la pluripotence et à commencer la différenciation sont actuellement moins connus. L'acide rétinoïque tout-trans (atRA) joue des rôles importants et pléiotropes dans le développement embryonnaire et la différenciation des CSE. L'objectif de la présente étude est de vérifier la synthèse autocrine d'atRA par les CSE, de tester son rôle dans la différenciation spontanée des CSE en corps embryonnaires (CE) et d'analyser l'expression des enzymes et des protéines impliquées dans la voie de synthèse d'atRA.

Méthodes : Les cellules souches embryonnaires humaines (ESC), indifférenciées ou en différenciation en EB, ont été cultivées en absence ou en présence d'atRA, de rétinol ou de l'antagoniste RAR CD2665, et l'expression de Brachyury a été analysée comme marqueur de l'état de différenciation des cellules souches embryonnaires humaines (ESC). Le milieu conditionné par les cellules souches embryonnaires humaines (ESC) ou les EB a été produit en absence ou en présence de rétinol et testé sur des cellules rapporteuses RARE-luciferase. L'analyse RT-qPCR des composants de la voie de biosynthèse d'atRA a été réalisée sur des cellules souches embryonnaires humaines (ESC) indifférenciées ou en différenciation. Enfin, le profil d'expression génique sur microarray a été utilisé pour identifier les gènes cibles directs d'atRA dans les cellules souches embryonnaires humaines (ESC).

Résultats : Nous démontrons ici que l'atRA favorise les premières étapes de la différenciation des ESC et que les ESC augmentent leur capacité à synthétiser l'atRA lors de la différenciation spontanée en tant qu'EB, en régulant à la hausse RDH1, RDH10, ADH3, RALDH2 et CRABP2. Parmi les 35 facteurs de transcription (TF) régulés par l'atRA dans les ESC, 3 TF régulés à la hausse (Snai1, Gata6, Cdx1) sont connus pour être impliqués dans la sortie de la pluripotence des ESC et 3 TF régulés à la baisse (Otx2, Id2 et Arid1a) sont impliqués dans le maintien de la pluripotence des ESC.

Conclusion : La culture et la différenciation contrôlée des cellules souches embryonnaires ont ouvert de nouvelles frontières à la fois en médecine régénérative et en biologie du développement. Ici, nous avons démontré que l'AR est synthétisée par les cellules souches embryonnaires lors de la différenciation spontanée en EB et joue un rôle actif pour promouvoir leur propre processus de différenciation.