Identification and characterization of the epithelial lineage in the bovine mammary gland

Le développement de l’épithélium mammaire dépend des cellules souches qui, en proliférant et se différenciant, donnent naissance aux cellules du lignage épithélial. Les cellules souches sont ensuite sollicitées à chaque gestation pour régénérer une partie de l’épithélium. L’objectif de cette thèse est d’identifier et de caractériser en profondeur les différents types de cellules du lignage épithélial mammaire bovin par des approches de cytométrie en flux et de tri cellulaire. Nous avons défini et étudié des (sous)populations épithéliales engagées dans le développement mammaire à la puberté. A ce stade, l’épithélium mammaire contient de rares cellules souches mammaires, des cellules progénitrices à typage mixte luminal/basal et des cellules luminales et basales. Ces (sous)populations diffèrent soit en proportion soit en caractéristiques, voire les deux, aux stades physiologiques majeurssuivants (lactation et tarissement). Les cellules basales diminuent en lactation et au tarissement. Elles possèdent une signature moléculaire propre à chaque stade. La population luminale, composée de plusieurs sous-populations, est la plus variable. Elle arbore une réceptivité hormonale différente à chaque stade. Des (sous)populations épithéliales n’apparaissent qu’à un stade précis (puberté ou lactation) et disparaissent aux autres, comme certaines cellules prolifératives définies comme cellules progénitrices. Enfin, la fraction de rares cellules souches putatives diminue graduellement, de la puberté aux stades suivants, tout en conservant des caractéristiques moléculaires similaires. CesThe development of the mammary epithelium relies on the mammary stem cells which, by proliferating and differentiating, give rise to the luminal, basal and progenitor cells of the epithelial lineage. The stem cells are then solicited at each gestation to regenerate a part of the epithelium. In this thesis work, we aim at identifying and characterizing in depth the different types of cell constitutive of the bovine mammary epithelial cell lineage by flow cytometry and cell sorting approaches. We defined and studied epithelial (sub)populations committed to mammary development at puberty. At this stage, the mammary epithelium contains rare mammary stem cells, mixed luminal/ basal progenitors, as well as luminal and basal cells.These (sub)populations were found to differ in proportion and/or characteristics at thesubsequent major physiological stages (lactation and dry periods). Basal cells decrease at lactation and dry off. They harbor a specific molecular signature at each stage. The luminal population, composed of several subpopulations, is the most variable. The hormonal receptivity of these cells changes at each physiological stage. Interestingly, some epithelial populations only appear at specific stages (puberty or lactation) and disappear at others, as one subpopulation of proliferative cells that we defined as progenitor cells. At last, the pool of rare putative stem cells gradually decreases from puberty to the next stages while maintaining a similar molecular signature. These are novel insights that show that the epithelial lineage evolves substantially through th