Cellular and molecular mechanisms of primitive streak morphogenesis and nascent mesoderm migration during mouse embryonic development

La gastrulation est un évènement complexe qui nécessite, en plus de la spécification et la différentiation des tissus embryonnaires, des mouvements cellulaire coordonnés et des réarrangements tissulaires. Nous avons utilisé la gastrulation chez l’embryon de souris comme modèle pour investiguer les mécanismes cellulaires et moléculaires de la transition épithélio- mésenchymateurse (EMT), suivi par la migration cellulaire. En utilisant des lignées génétiquement modifiées (expression transgénique de marqueurs fluorescents), de la culture ex vivo d’embryons in toto, et de l’imagerie confocale et à feuille de lumière en temps réel, nous avons étudié la formation de la ligne primitive (LP, le site où se passe la gastrulation) et la formation de nouvelles cellules de mésoderme, et également participé à la compréhension du rôle des Rho GTPases, régulateurs du cytosquelette cellulaire. Nous avons observé la formation de « rosettes » (un arrangement cellulaire formé par au moins 5 cellules) dans l’épiblaste postérieur à une fréquence supérieure comparée aux faces latérales et antérieure lors de l’initiation de la LP. Une partie des rosettes évoluent en «marguerites» durant l’ingression de cellules, probablement du à une division mitotique. Le marquage du Phospho-Histone H3 a mis en évidence des noyaux mitotiques sur le côté basal seulement dans l’épiblaste postérieur, et cela durant tout la fenêtre de formation de la LP. Ces divisions non-apicales résultent dans la formation d’une ou deux nouvelles cellules de mésoderme, suggérant un nouveau rôle de la mitose dans le cadre de la gastrulation chez les mammifères.Le marquage mosaïque de cellules de mésoderme a permis de suivre le comportement des cellules quittant la LP. Nos données montrent que le mode de migration, la signature transcriptionnelle et le cytosquelette de ces cellules diffèrent dans la région embryonnaire par rapport à la région extra- embryonnaire.Nous avons disséqué le rôle des GTPases dans le processus de gastrulation en analysant des mutants conditionnels spécifiques de l’épiblaste pour RhoA et le GEF (Guanine Exchange Factor) Ect2, un activateur de Rho et Rac, dont l’homologue chez la mouche est nécessaire pour la gastrulation. Le mutant spécifique de l'épiblaste de RhoA présente une accumulation de cellules dans la région embryonnaire postérieure, tandis que le mutant Ect2 présente un territoire embryonnaire considérablement réduit. En utilisant la même approche, le mutant spécifique de l'épiblaste de Cdk1 a également montré une diminution drastique de l’épiblaste embryonnaire et une mort cellulaire massive, indiquant un rôle crucial pour ces gènes dans la gastrulation et la morphogenèse précoce de la souris.Globalement, nos données permettent de mieux comprendre les processus cellulaires et moléculaires intervenant au cours de la gastrulation de l'embryon de souris.Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine)