Formation de la condensation dermique chez l'embryon de poulet : études in vivo, in vitro et in silico
Dermal condensation formation in chick embryo: in vivo, in vitro and in silico studies
Résumé
The switch from embryonic homogeneous skin, composed by an epidermis overlying a dense dermis, to a heterogeneous skin, involving primordia of cutaneous appendages (epidermal placode and dermal condensation), is a complex phenomenon with morphological changes, which are regulated by several molecular factors. During my thesis, I have analyzed the molecular interactions required for dermal organization, before and during the dermal condensation formation.
The use of original in vitro methods, allowed me to identify molecular mechanisms involved in the arrest of cell proliferation, that is requested for dermal condensation formation and is under the control of p21WAF1CIP1 protein; cell migration, necessary for cell recruitment into follicular domain, that needs Integrins engagement with Fibronectin EIIIA isoform; chemotaxis via BMP-7 and arrested by BMP-2. I have also analyzed dermal condensation stabilization by Integrins and Notch pathway, which are both involved.
The collaboration with a mathematician allowed us to develop a mathematical model in silico integrating these previously studied parameters. Numerical simulations, by reproducing primordia formation in various conditions, are in accordance with my own biological results, but also explain older experiments from other laboratories, which have been previously mistaken.
The use of original in vitro methods, allowed me to identify molecular mechanisms involved in the arrest of cell proliferation, that is requested for dermal condensation formation and is under the control of p21WAF1CIP1 protein; cell migration, necessary for cell recruitment into follicular domain, that needs Integrins engagement with Fibronectin EIIIA isoform; chemotaxis via BMP-7 and arrested by BMP-2. I have also analyzed dermal condensation stabilization by Integrins and Notch pathway, which are both involved.
The collaboration with a mathematician allowed us to develop a mathematical model in silico integrating these previously studied parameters. Numerical simulations, by reproducing primordia formation in various conditions, are in accordance with my own biological results, but also explain older experiments from other laboratories, which have been previously mistaken.
L'apparition au sein d'une peau homogène, composée d'un épiderme et d'un derme dense sous-jacent, des structures primaires des annexes cutanées (placode épidermique et condensation dermique) est un événement complexe tant au niveau des modifications morphologiques que du nombre de molécules impliquées. Tout au long de mes travaux de thèse, j'ai étudié les facteurs moléculaires gouvernant l'organisation cellulaire du derme avant et pendant la mise en place des condensations dermiques.
De part l'utilisation de techniques originales in vitro, j'ai identifié les mécanismes moléculaires régissant : l'arrêt de la prolifération cellulaire, événement précédant la formation de la condensation et gouverné par la protéine p21WAF1/CIP1 ; la migration cellulaire, indispensable à la mise en place de la condensation et nécessitant l'engagement des Intégrines sur des molécules de Fibronectine contenant l'exon EIIIA ; ainsi que la chémo-attraction médiée par BMP-7 et arrêtée par BMP-2. Enfin, j'ai montré que les facteurs nécessaires à la stabilisation de cette structure, impliquent à la fois les Intégrines et la signalisation Notch.
Grâce à une collaboration avec un mathématicien, nous proposons un modèle mathématique in silico intégrant l'ensemble de ces paramètres. Ce modèle rend compte, en reproduisant l'apparition et la distribution des primordia plumaires observées in vivo, non seulement de mes propres résultats biologiques, mais explique aussi les résultats ayant conduit depuis 1998 à classer la signalisation BMP comme inhibitrice de la formation plumaire.
De part l'utilisation de techniques originales in vitro, j'ai identifié les mécanismes moléculaires régissant : l'arrêt de la prolifération cellulaire, événement précédant la formation de la condensation et gouverné par la protéine p21WAF1/CIP1 ; la migration cellulaire, indispensable à la mise en place de la condensation et nécessitant l'engagement des Intégrines sur des molécules de Fibronectine contenant l'exon EIIIA ; ainsi que la chémo-attraction médiée par BMP-7 et arrêtée par BMP-2. Enfin, j'ai montré que les facteurs nécessaires à la stabilisation de cette structure, impliquent à la fois les Intégrines et la signalisation Notch.
Grâce à une collaboration avec un mathématicien, nous proposons un modèle mathématique in silico intégrant l'ensemble de ces paramètres. Ce modèle rend compte, en reproduisant l'apparition et la distribution des primordia plumaires observées in vivo, non seulement de mes propres résultats biologiques, mais explique aussi les résultats ayant conduit depuis 1998 à classer la signalisation BMP comme inhibitrice de la formation plumaire.