ED Sciences de la Vie et de la Santé
Développement d'un système innovant de type organoïde pulmonaire pour modéliser la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO)
par Katharina RAASCH (Centre de recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre IHU Liryc Hôpital Xavier Arnozan Avenue du Haut Lévêque 33604 Pessac cedex
devant le jury composé de
- Valérie BESNARD - Maîtresse de conférences - Université Sorbonne Paris Nord - Rapporteur
- Maja FUNK - Cadre scientifique - Institute of Lung Health and Immunity - Rapporteur
- Pascale DUFOURCQ - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
- Vincent SAUZEAU - Directeur de recherche - INSERM - Examinateur
La limitation du débit d'air est la caractéristique principale des maladies pulmonaires obstructives, les voies aériennes distales étant le site majeur d'obstruction. Malgré l'existence de plusieurs modèles bronchiques in vitro, aucun système de culture ne reproduit actuellement l'architecture et la fonction des petites voies aériennes. Au cours de ma thèse, j'ai développé un modèle, appelé bronchioïde, en encapsulant des cellules souches bronchiques adultes humaines issues d'échantillons cliniques dans un moule tubulaire à base d'alginate. Ce système a permis l'auto-organisation spontanée des cellules épithéliales en une structure tubulaire mimant l'architecture d'une bronchiole. Une rétractation du tube épithélial a été observée après quelques jours ; cependant, l'ajout de Y27632, un inhibiteur de ROCK, a permis de maintenir le bronchioïde en culture pendant 21 jours avec une bonne viabilité. L'imagerie tridimensionnelle, l'analyse transcriptomique à l'échelle globale et unicellulaire et la cytométrie en flux ont confirmé la différenciation des cellules épithéliales en cellules ciliées et caliciformes, ainsi que la formation de jonctions épithéliales. Dans les bronchioïdes dérivés de cellules des patients atteints de la BPCO nous avons observé une différenciation des cellules épithéliales altérée avec un phénotype plus sécrétoire. Une activité ciliaire a été mise en évidence, avec une fréquence de battement réduite dans les bronchioïdes dérivés de patients atteints de BPCO. Les cellules épithéliales ont été infectées par du rhinovirus, injecté au niveau du lumen du modèle. Il a également été possible d'introduire une interface air-liquide en perfusant de l'air avec un débit contrôlé. Cette interface air-liquide semble être capable de moduler l'expression de certains gènes. Afin de complexifier le modèle, une couche périphérique concentrique de cellules du muscle lisse a été introduite, simulant l'unité trophique épithélio-mésenchymateuse. Leur capacité de contraction et de prolifération a été évaluée, et les interactions épithélio-mésenchymateuses ont été analysées par immunomarquage, analyse transcriptomique et cytométrie en flux. J'apporte ici une preuve de concept d'un bronchioïde perfusable avec une fonction mucociliaire et potentiellement une capacité contractile. Les principaux atouts de mon approche—l'intégration d'une interface air-liquide, l'accessibilité de la lumière, la possibilité d'inclure différents types cellulaires, la reproduction des caractéristiques pathologiques—positionnent le modèle bronchioïde comme un outil prometteur pour les études précliniques en santé respiratoire.
Décrypter les mécanismes moléculaires et cellulaires du programmage des neurones de la lignée POMC dans le contexte de l'obésité maternelle
par Ho Yin Thomas LEE (Neurocentre Magendie)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de conférences 1 et 2 146 rue Léo Saignat, 33000 Bordeaux, France
devant le jury composé de
- Carmelo QUARTA - Chargé de recherche - Neruocentre Magendie, Bordeaux Neurocampus, Doctoral School of Health and Life Sciences, University of Bordeaux - Directeur de these
- Paolo GIACOBINI - Directeur de recherche - Lille Neuroscience & Cognition, University of Lille - Rapporteur
- Amandine GAUTIER-STEIN - Chargée de recherche - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale U1213, Université Claude Bernard Lyon - Rapporteur
- Muriel DARNAUDERY - Professeure des universités - NutriNeurO, Bordeaux Neurocampus, Soctoral School of Health and Life Sciences, University of Bordeaux - Examinateur
L'obésité maternelle concerne environ 39 millions de grossesses par an dans le monde et constitue un problème de santé publique croissant, notamment dans les pays où sa prévalence dépasse 60 %. Cette condition, associée à une inflammation chronique et à un déséquilibre métabolique, perturbe la fonction placentaire et le développement du fœtus. Elle peut entraîner des effets à long terme sur la santé métabolique des enfants, augmentant leur risque de développer des maladies comme le diabète de type 2 ou le syndrome métabolique. Cette thèse étudie comment l'obésité maternelle influence le développement du cerveau du fœtus, en se concentrant sur un groupe particulier de neurones appelés POMC et sur un gène clé : Tbx3. Ce gène, actif dans l'hypothalamus, joue un rôle essentiel dans la formation et le bon fonctionnement des neurones POMC, qui sont impliqués dans la régulation du métabolisme et de l'appétit. Grâce à un modèle murin, l'étude montre que la suppression de Tbx3 dans les neurones POMC rend les descendants mâles plus vulnérables aux troubles métaboliques, comme une mauvaise régulation du glucose et une augmentation de la masse grasse. Ces effets sont fortement aggravés si la mère est obèse durant la grossesse et l'allaitement. Les souris concernées présentent alors des signes précoces de syndrome métabolique : hyperglycémie, sécrétion d'insuline affaiblie, taux élevés de leptine et d'insuline dès le sevrage. Des analyses ont mis en évidence des dysfonctionnements précoces du pancréas ainsi qu'une perturbation possible de la communication entre le cerveau et les organes métaboliques. En comparaison, les femelles montrant la même suppression de Tbx3 sont moins affectées par l'obésité maternelle, ce qui suggère des mécanismes de protection liés au sexe. L'étude a également révélé que l'obésité maternelle modifie l'expression de Tbx3 et d'autres gènes liés à l'identité et à la fonction des neurones POMC pendant les premières phases du développement postnatal. Des analyses génétiques ont montré des changements importants dans les voies de signalisation hormonale et neuronale, en particulier celles impliquant la leptine. Enfin, les analyses anatomiques ont montré que l'obésité maternelle combinée à la perte de Tbx3 réduit les connexions neuronales vers des régions clés du cerveau, ce qui pourrait affecter la régulation de l'énergie dans le corps. En résumé, cette thèse met en évidence l'importance de Tbx3 dans le développement des neurones POMC et montre comment l'obésité maternelle peut perturber ce processus, surtout chez les mâles. Ces résultats soulignent l'impact des facteurs précoces sur la santé à long terme et ouvrent des pistes pour prévenir la transmission de troubles métaboliques d'une génération à l'autre.