Les plaquettes sanguines jouent un rôle vital en assurant l’arrêt des saignements. Les patients sous chimiothérapie, polytraumatisés ou présentant des anomalies quantitatives ou qualitatives des plaquettes, sont à risque d’accidents hémorragiques parfois graves, nécessitant des transfusions plaquettaires. Les plaquettes sont produites par les mégacaryocytes, eux-mêmes différenciés à partir des cellules souches hématopoïétiques au sein de la moelle osseuse, un milieu complexe où se côtoient cellules stromales et hématopoïétiques, ainsi que la matrice extracellulaire. Pendant la phase de maturation, les mégacaryocytes élaborent un réseau complexe de membranes intracellulaires qui deviendront les membranes des proplaquettes, extensions cytoplasmique d’où sont libérées les plaquettes. Du fait de sa structure, la moelle osseuse se comporte comme un tissu peu rigide et hautement dynamique, avec un flux ininterrompu de cellules qui migrent vers les vaisseaux sinusoïdes pour émigrer dans la circulation sanguine. Les contacts entre les cellules et l’adhésion à la matrice extracellulaire génèrent des contraintes physiques locales qui affectent nécessairement les cellules en différenciation. Nos observations antérieures en culture 3D ont montré que les mégacaryocytes présentent une morphologie différente (modification du réseau membranaire intracellulaire) et une capacité à former des plaquettes variable en fonction de la rigidité du milieu environnant.

Projet de thèse: Nous allons aborder les questions de savoir:
1) si la modification de la morphologie des mégacaryocytes est une condition préalable à la formation de proplaquettes;
2) quelle est la mécanotransduction responsable du remodelage de ces membranes internes;
3) quels sont les signaux extracellulaires qui déclenchent ce remodelage et favorisent ainsi l’initiation de proplaquettes.
Nous étudierons i) la morphologie des mégacaryocytes lors de l’émission des proplaquettes in vivo et ex vivo ; ii) l’impact de la culture 3D en hydrogels de rigidité connue, fonctionnalisés ou non de manière covalente avec des protéines de la matrice. De tels gels sont disponibles dans le commerce; iii) l’importance in vivo de l’adhérence à la matrice extracellulaire dans le stroma ou au niveau des vaisseaux sinusoïdes, en utilisant des modèles de souris dont les mégacaryocytes sont dépourvus d’intégrines, les principaux récepteurs de protéines de la matrice. Ces souris sont disponibles dans le laboratoire.

Approches techniques: Cette étude fera appel à: i) des techniques d’isolement et de culture de cellules souches hématopoïétiques murines; ii) des techniques d’immunofluorescence sur cellules et tissus et observation par microscopie confocale ; iii) l’utilisation de la microscopie électronique pour visualiser l’ultrastructure des mégacaryocytes différenciés in vitro ou au sein de la moelle des souris.

Résultats escomptés: La réalisation de ce travail permettra d’une part de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la production des plaquettes sanguines in vivo, et d’autre part permettra de mettre en évidence des déterminants importants en vue d’améliorer la production de plaquettes in vitro à partir des cellules souches, génétiquement manipulées ou non.

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