Cours 4 Notions de cellules souches dans l’intestin récapitulatif

Pourquoi des cellules souches?

Cellules souches intestinales Cellules prolifératrices capables de maintenir leur pool constant (auto-renouvellement) Cellules permettant la production de cellules filles capables de générer tous les types de cellules intestinales matures (cellules multipotentes) Après lésion, cellules capables d’altérer leur auto-renouvellement de façon permettre leur expansion (capacité clonogénique)

Les cellules souches sont localisées dans les cryptes

Combien de cellules souches par crypte? Environ 250 cellules dans les cryptes Sans doute entre 4 et 6 cellules souches par crypte Chez la souris: 7.5x105 cryptes soit 4x106 cellules souches Une cellule fille issue d’un cellule souche se divise environ 6 fois (amplification). Pour chaque division d’une cellule souche 64 cellules sont produites, soit 300 cellules produites par jour et par crypte.

Une cellule souche, combien de divisions… Chez la souris de laboratoire, le cycle cellulaire d’une cellule souche serait de 24 heures…. Donc environ 1000 divisions sur 3 ans Chez l’homme une cellule souche se diviserait 5000 fois

Division symétrique ou asymétrique? Homéostasie: asymétrique

Division symétrique ou asymétrique? Lésions de l’intestin: (irradiation, agent nocif,…) division symétrique des cellules souches afin de reconstituer le pool de cellules souches

Division symétrique ou asymétrique? Lésions de l’intestin: divisions symétriques blessure dédifferenciation migration prolifération différenciation

Ségrégation des brins de l’ADN au cours de la division Brin matrice Nouveau brin Cellule souche Cellule de transit Intérêt?

Dans quelle partie des cryptes sont les cellules souches 11

Localisation des cellules souches Dans la région 1-4 des cryptes? 1974: présence de « crypt-base collumnar cells » (CBC). cellules intercalées entre les cellules de Paneth à la base des cryptes, et capables de proliférer. Durée du cycle cellulaire: 24h Ces cellules auraient une activité de cellules souches

Localisation des cellules souches Toutes les cellules en position +4 ne sont pas des cellules souches

Deux hypothèses

Les cellules souches sont dans des niches Comment l’environnement va contrôler ces niches? Matrice extracellulaire, facteurs de croissance, cellules stromales…) La voie Wnt serait impliquée: régulation de la prolifération, contrôle de la migration, différenciation des cellules de Paneth… Il existe un gradient inverse de l’activité Wnt le long de l’axe crypte-villosité… Activité Wnt

Donc… Les cellules souches ne sont pas encore véritablement caractérisées d’un point de vue fonctionnel dans l’intestin (mi-2007). Pas ce cellules souches identifiées dans le colon. Depuis (2008) un marqueur de cellule souche intestinale : LGR5

Lgr5 Récepteur orphelin, à 7 domaines transmembranaires, couplé aux protéines G. détecté dans le foie, médullosurrénale, Domaine extracellulaire de taille importante, riche en leucines. Détecté les cancers coloréctaux et les carcinomes ovariens ainsi que dans les hépato carcinomes. Souris déficientes en LGR5: 100% de mortalité à la naissance.

conclusions LGR5 semble être un marqueur de cellules souches intestinales Idem pour le colon Il est exprimé par les cellules CBC localisées entre les cellules de Paneth en position 1-4. Ces cellules se divisent rapidement (24h) et son capables d’autorenouvellement. Ces cellules sont différentes des LRC elles permettent la production de cellules filles capables de générer tous les types de cellules intestinales matures (cellules multipotentes) Spécifique des cellules intestinales? Sans doute que non (estomac, glandes mammaires,…) Activité clonogénique?? Pharmacologie du récepteur?

La différenciation intestinale

4 types de cellules épithéliales de morphologies différentes Cellules absorbantes (entérocytes) marqueurs: DPP IV, APN, SI… Cellules sécrétrices entéroendocrines (chromogranine) Paneth (lysosyme,…) gobelet (coloration bleu alcian)

Devenir d'une cellule souche MORT Différenciation Tris (rester dans les cryptes ou migrer?) Spécification (absorption ou secretion?) transit Auto-renouvellement Cellule souche LGR5+

Différenciation et microenvironnement Matrice extracellulaire

Spécification implication de math-1 et de hes1 Notch -Math-1 + Math-1 Cellules absorbantes entérocytes Cellules secretrices

LE TRI + + EphB Wnt FZ5 Migrer Rester dans les cryptes (cellules de Paneth)

Différenciation des entérocytes rôle des cki Notch 1/ accumulation de P21: inhibition de la prolifération (rôle de la E-cadherine ?) 2/ expression de p27: induction de la différenciation enterocyte

Différenciation des entérocytes rôle des isoformes de laminine Ln 5 et 10 Ln 1 (induction de la différenciation) Via l’induction de genes homeotiques Cdx-2

Différenciation des cellules sécrétrices cellules enteroendocrines Notch ngn3

Différenciation des cellules secretrices cellules de Paneth Hes1 a un effet inhibiteur sur la différenciation des cellules de Paneth

Tri des cellules de Paneth Fz5 Fz5 activerait la voie wnt , qui activerait l’expression de eph B qui permet le positionnement des cellules de Paneth dans les cryptes. ephB Positionnement dans les cryptes Fz6: rôle dans le tris des autres cellules???

Et dans les autres tissus? La situation est aussi complexe que dans l’intestin. Différentes séquences (spécification, tris parfois, différenciation,…) La différenciation est aussi multifactorielle Certaines voies vue sur l’intestin sont aussi présentes dans les autres tissus. ex: la laminine induit la différenciation des cellules mammaires (activation de STAT-4) Notch module la différenciation d’autres tissus…

Et dans les autres tissus?

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