Caractérisation fonctionnelle du facteur CXXC5 (RINF) au cours de l'hématopoïèse normale et pathologique
Functional characterization of factor CXXC5 (RINF) in normal and pathological hematopoiesis
par Gabriel MATHERAT sous la direction de Frédéric PENDINO
Thèse de doctorat en Hématologie
ED 561 Hématologie, Oncogenèse et Biothérapies

Soutenue le Thursday 22 November 2018 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Aspect génétique
  • Hématopoïèse
  • Érythrocytes

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Mots clés
Hématologie
Resumé
Les érythrocytes (globules rouges, GR) transportent le dioxygène (via l'hémoglobine) des poumons aux tissus de l'organisme. Leur production est assurée par des cellules souches hématopoïétiques (CSH), garantes des cellules constituants le sang. Chez l'adulte, l'érythropoïèse (processus qui aboutit à la production d'érythrocytes) a lieu en continu dans la moelle osseuse pour produire au quotidien environ 1011 érythrocytes. C'est de loin le plus haut rendement de production cellulaire du corps humain. Ce processus est finement régulé par une balance prolifération versus différenciation et peut s'adapter aux besoins de l'organisme. Cependant, le moindre défaut de régulation peut aboutir progressivement à des désordres érythroïdes (anémies, polyglobulies, voire à des transformations leucémiques). Le gène CXXC5 (alias RINF, Retinoid-Inducible Nuclear Factor), a été découvert en 2009 comme une cible directe des rétinoïdes nécessaire à la granulopoïèse. En effet, des expériences d'invalidation par ARN interférence ont démontré que l'expression de ce facteur était essentielle à la différenciation granulocytaire terminale des cellules hématopoïétiques aussi bien normales (progéniteurs hématopoïétiques humains CD34+ cultivés en présence de G-CSF) que leucémiques (lignée NB4 traitée par l'ATRA, Acide Rétinoïque tout-trans). Ce gène est localisé en 5q31, une région fréquemment sujette à des délétions chromosomiques dans des hémopathies malignes. Il code un facteur chromatinien possédant un motif à doigt de Zinc de type CXXC, retrouvé conservé avec plusieurs modulateurs épigénétiques importants. Toutefois, la contribution fonctionnelle de RINF sur la maturation ou l'engagement des progéniteurs vers d'autres lignages hématopoïétiques, n'avait pas été déterminée. Mes travaux de thèse ont démontré l'implication de RINF dans l'érythropoïèse humaine par l'intermédiaire d'expériences de pertes et gains de fonction dans des progéniteurs hématopoïétiques CD34+ (de sang de cordon ombilical ou de moelle osseuse) cultivés en présence d'EPO. Nous avons identifié le mécanisme d'action moléculaire et démontré que SMAD7 (un gène codant un inhibiteur de la voie de signalisation du TGF-β) était une cible transcriptionnelle directe de RINF (mis en évidence par des expériences d'immunoprécipitation de la chromatine, cette cible a été validée sur des cellules primaires et dans deux lignées érythroleucémiques K562 et UT7). Nous avons également montré que ce mécanisme d'action est dépendant du TGF-β (par l'utilisation d'un inhibiteur du TGF-βRI sur des cellules primaires en culture). Ainsi, la perte d'expression du gène RINF/CXXC5 au cours de l'érythropoïèse sensibilise les érythroblastes au TGF-β et conduit à une production d'érythrocytes plus restreinte (et contribuerait ainsi in vivo à la cytopénie du lignage érythroïde). Enfin, la caractérisation phénotypique du modèle murin génétiquement invalidé pour le gène Rinf a été initiée. Mes travaux ont notamment mis en évidence une perte importante de viabilité et de fertilité des souris Rinf-/-. L'hématopoïèse murine a aussi été explorée. Les résultats préliminaires nous laissent penser que la régulation de Smad7 par le facteur RINF (mise en évidence dans l'érythropoïèse humaine) s'exerce aussi dans le tissu hématopoïétique murin. Ce facteur épigénétique pourrait jouer un rôle important en modulant (1) les capacités d'expansion et d'auto-renouvellement des progéniteurs hématopoïétiques, (2) leur sensibilité au TGF-β (via Smad7) et/ou (3) les processus d'hydroxyméthylation de l'ADN génomique.