Study of molecular and cellular mechanisms of human pluripotent stem cells differentiation into epidermal lineage

Les cellules souches pluripotentes d’origines embryonnaires (cellules hES) ou induites à la pluripotence (cellules iPS) possèdent deux propriétés essentielles, l’autorenouvellement et la pluripotence. ces deux propriétés font de ces cellules une ressource biologique unique pour l’étude des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans le développement embryonnaire précoce. l’objectif de mes travaux a, dans un premier temps, été de mettre en place des modèles expérimentaux permettant l’engagement des cellules hES et iPS dans les deux principaux types cellulaires de l’épiderme : les kératinocytes et les mélanocytes. J’ai ainsi participé à l’élaboration de protocoles de différentiation permettant d’engager les cellules hES et iPS dans les lignages épithéliaux et mélanocytaires. Enfin sur la base de ces résultats, la dernière partie de ma thèse a eu pour but de comprendre le rôle des microarns dans le contrôle de ces mécanismes développementaux. L’ensemble de ces données démontre que les cellules souches pluripotentes représentent un modèle pertinent pour étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans le contrôle du développement embryonnaire humain. Nous avons ainsi démontré que la différenciation des cellules souches pluripotentes dans le lignage épidermique respectait la chronobiologie du développement et mis en évidence le rôle régulateur de deux microarns dont les fonctions n’avaient pas été identifiées, à ce jour, dans le développement embryonnaire humain.Human embryonic stem cells (hESC) and induced pluripotent stem cells (iPSC) are characterized by their two fundamental properties: pluripotency and self-renewal. Due to these unique capacities, pluripotent stem cells offer a virtually unlimited biological resource capable to differentiate into any cell type of the organism. In parallel to their great potential for regenerative medicine, these cells represent a unique in vitro model of early human development. The aim of this thesis is to investigate the molecular and cellular events occurred during epidermis formation in the Human. The first objective of this work was to set up protocols to differentiate pluripotent stem cells, (hES and iPS) into the two major cell types of epidermis: Keratinocytes and Melanocytes. In parallel to this work the last part of my thesis was to study the role of a new class of developmental regulator: The microRNAs. Taken together, all these data demonstrate that human pluripotent stem cells represent a unique model to study molecular and cellular mechanisms involved in early embryonic development in the Human. By defining experimental procedure to differentiate these cells into pure populations of keratinocytes, melanocytes and neural progenitors we have been able to demonstrate that pluripotent stem cells follow the entire chronobiology of embryonic development and highlighted the regulatory functions of two microRNAs previously described in the mouse but never identified in the Human