Cellular interdependence and collective aspects of the epithelial phenotype : a quantitative and geometric analysis using optical gene activation
Interdépendance cellulaire et aspects collectifs du phénotype épithélial : une étude quantitative et géométrique par induction optique de gènes
par Miquel Perrine sous la direction de Amblard François
Thèse de doctorat en Biologie interdisciplinaire
École doctorale Interdisciplinaire Européenne Frontières du Vivant

Soutenue le Wednesday 16 November 2016 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Cellules -- Détermination
  • Cellules -- Interaction

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Mots clés
Phénotype épithélial, Optogénétique, Transition épithélio-mésenchymateuse (EMT), E-cadhérine, Stabilité tissulaire, Compétition cellulaire, Cancer
Resumé
L'ensemble des tissus et des organismes vivants sont constitués de cellules dans lesquelles un certain nombre de décisions phénotypiques sont prises : division, différentiation, apoptose ou encore transformation. La biologie cellulaire s'est principalement concentrée sur la compréhension des déterminants moléculaires internes de ces décisions, mais il est important de considérer aussi l'existence de déterminants externes provenant des interactions intercellulaires qui sont essentielles à l'émergence de systèmes multicellulaires coordonnés. La compétition entre les déterminants internes et les déterminants externes est un aspect fondamental de la sociologie des communautés cellulaire menant à de possibles situations hautement individualisées ou, au contraire, à un effet collectif dominant. Ce travail de thèse a eu pour but de mettre en place une méthode permettant de mesurer la contribution relative de ces deux types de déterminants en les mettant en opposition. Pour cela, la stabilité collective d'un épithélium in vitro a été mise à l'épreuve grâce à l'induction hétérogène de la transition épithelio-mesenchymateuse (EMT) par le biais de la photoactivation du facteur de transcription Snail1. Les résultats principaux montrent que la réponse transcriptionelle de cellules induites à l'EMT dépend de la présence, ou non, de cellules avoisinantes non-induites. De la même manière, les cellules non-induites répondent de façon transcriptionelle à la présence de cellules induites. Ces effets de control mutuels introduisent la notion que la géométrie de la distribution d'une cause moléculaire donnée peut influencer la conséquence de cette même cause. Notre travail ouvre de nouvelle possibilités pour l'étude de la sociologie de communautés cellulaires hétérogènes, et une meilleure compréhension de phénomènes importants tel la suppression phénotypique ou encore les premiers instants de la carcinogenèse.