Étude à l'échelle unicellulaire du compartiment des cellules souches et progénitrices des syndromes myélodysplasiques
Single-cell study of the stem and progenitor cell compartment of myelodysplastic syndromes
par Charles DUSSIAU sous la direction de Olivier KOSMIDER
Thèse de doctorat en Hématologie
ED 561 Hématologie, oncogenèse et biothérapies

Soutenue le jeudi 15 octobre 2020 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Cellules souches
  • Différenciation (biologie)
  • Hématopoïèse
  • Séquençage des acides nucléiques
  • Syndrome myélodysplasique

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Mots clés
Variabilité de l'expression génique, ScRNA-Seq
Resumé
Les syndromes myélodysplasiques (SMD) sont des maladies clonales de la cellule souche hématopoïétique (CSH). L'accumulation de mutations et/ou d'anomalies cytogénétiques dès le compartiment des CSH de la moelle osseuse des malades confère un avantage prolifératif aux cellules pathologiques au détriment de l'hématopoïèse normale. Ces maladies sont caractérisées par une hématopoïèse dysplasique et inefficace, et évoluent dans 40% des cas en leucémie aiguë myéloïde de pronostic sombre. Nous avons cherché à cartographier le compartiment des cellules CD34+ de SMD par cytométrie en flux, mais aussi en utilisant la technologie single-cell RNA-Seq (scRNA-Seq) qui permet la caractérisation du transcriptome à l'échelle unicellulaire. Nous avons démontré que la caractérisation des cellules souches et progénitrices CD34+ des SMD par cytométrie en flux peut permettre de les différencier des sujets sains d'âge comparable. Une partie des SMD semble avoir une diminution des populations CMPMEP3 par rapport aux témoins. De plus un sous-groupe de SMD semble présenter un nombre augmenté de progéniteurs B/NK par rapport aux autres SMD et aux témoins. Nous montrons également que les populations CMP et LMPP sont surreprésentés dans une partie des SMD de haut risque. De plus, nous avons déterminé que l'entropie de la répartition des cellules au sein des différents clusters mis en évidence et qui reflète la diversité cellulaire du compartiment CD34+, est significativement diminué dans les SMD de haut risque en accord avec l'expansion d'un clone pathologique au détriment de la diversité de l'hématopoïèse normale.A partir de données publiques de scRNA-Seq de moelle osseuse de donneur sain, nous avons établi qu'au cours de la différenciation hématopoïétique il existe un pic de variabilité de l'expression génique intercellulaire mesuré par l'entropie de Shannon. Ce pic d'entropie est observé dans tous les processus étudiés dont l'érythropoïèse, la granulopoïèse, la lymphopoïèse B ainsi que dans le processus de maturation des cellules dendritiques. Nos travaux démontrent que ce pic d'entropie est également présent dans l'hématopoïèse des SMD. Par ailleurs, nous avons montré que les CSH de SMD présentent une entropie significativement supérieure aux CSH de témoins sains appariés en âge. Nos données nous ont également permis d'observer des variations significatives de l'entropie des CSH associées à la réponse à un traitement au long court par azacytidine chez les patients SMD. Il existe donc des variabilités de l'expression génique intercellulaire objectivée par l'entropie de Shannon au sein des CSH de patients SMD qu'il convient de mettre en regard de la dysplasie et de l'avortement intramédullaire des progéniteurs hématopoïétiques aboutissant aux cytopénies observées dans ces maladies.