https://www.sb-roscoff.fr/fr/2023/03/31/soutenance-de-these-insights-small-spotted-catshark-kidney-development-and-persistence-renal-progenitor-cells-a-chondrichthyes-model

[Soutenance de thèse] Insights from the Small-Spotted Catshark: Kidney Development and the Persistence of Renal Progenitor Cells in a Chondrichthyes Model.

Introduction: 
 Soutenance de thèse de Yasmine Lund Ricard, vendredi 31 mars à 14h en salle de conférences
Texte du contenu: 

 

La soutenance se déroulera en anglais et est intitulée: 

Insights from the Small-Spotted Catshark: Kidney Development and the Persistence of Renal Progenitor Cells in a Chondrichthyes Model.

 

Le jury sera composé de :

Dr Andréas Schedl, Directeur de Recherche - INSERM - Rapporteur
Dr Marion Coolen, Chargé de Recherche - INSERM - Rapportrice
Pr Andrew Gillis, Professeur - University of Chicago- Examinateur
Pr Muriel Umbhauer, Professeure - Sorbonne Université, Examinatrice
Dr Julia Morales, Directrice de Recherche - CNRS, Directrice de Thèse
Dr Agnès Boutet, Maître de conférences - Sorbonne Université, Directrice de Thèse

 

 

Résumé

Connaissances sur la Petite Roussette : Développement Rénal Et Persistance Des Progéniteurs Rénaux Dans Un Modèle Chondrichtyen.

Les reins d’élasmobranches (requins et raies) peuvent former de nouveaux néphrons (l’unité fonctionnelle du rein) après le développement embryonnaire, une propriété perdue chez les mammifères. L’utilisation d’organismes marins (ici, le requin) permettent d’explorer des mécanismes de régénération, perdus au cours de l’évolution. Nous avons présenté les thématiques phares en biologie expérimentale utilisant des modèles Chondrichtyens dont l’embryologie, l’évo-dévo et le développement d’applications médicales. Puis, l’activité de la voie mTOR dans les cellules souches et qui module les processus de développement et régénération sont décrits chez divers modèles métazoaires.

Dans cette thèse, nous avons cherché à déterminer les propriétés moléculaires des progéniteurs rénaux dans le rein de la petite roussette (S. canicula). Nous avons montré que les progéniteurs rénaux expriment des marqueurs moléculaires déjà identifiés dans les progéniteurs rénaux embryonnaires de souris et chez le zebrafish, comme les facteurs de transcriptions Six2, Pax2 et Wt1. Les transcrits ont étés détectés à travers la technique d’hybridation in situ « branched DNA (bDNA) », RNAscope.

Au stade post-embryonnaire (juvénile), les progéniteurs rénaux sont intégrés dans une zone spécifique du rein en position ventro-médiale and contiennent des cellules qui cyclent lentement, identifiés par injection de BrdU et immunodétection sur sections de paraffine. Pour questionner les mécanismes qui permettent la maintenance des progéniteur rénaux dans le rein post-embryonnaire de la roussette, nous avons mesuré les taux de synthèse protéique globale en utilisant l’incorporation de l’OP-puromycin (OP-puro). L’OP-puro permet la détection des protéines naissantes dans les tissues après injection intrapéritonéale. Dans le rein des requins juvéniles, nous avons montré que les cellules épithéliales présentent des taux de traduction élevés par rapport aux cellules mésenchymateuses. Ces résultats rejoignent les observations d’activation de la traduction pendant la différentiation de cellules souches montrées chez différents vertébrés. Nous sommes en train d’explorer l’activité de la voie mTOR, une voix de signalisation impliquée dans le contrôle de la traduction, dans les progéniteurs rénaux de la roussette

Cette première analyse moléculaire des progéniteurs rénaux dans une espèce élasmobranche pourrait contribuer au développement de stratégie thérapeutiques basées sur la réactivation de la néphrogenèse dans le rein adulte des mammifères.

Key words : développement rénal, progéniteurs rénaux, néonéphrogenèse, Chondrichtyens, traduction.

 

Abstract

Insights From The Small-Spotted Catshark: Kidney Development And The Persistence Of Renal Progenitor Cells In A Chondrichthyes Model

While adult mammals do not have the possibility to grow new nephrons, the functional unit of kidney, kidneys from Elasmobranchii (sharks, skates and rays) display nephrogenesis throughout life. This is one of the fascinating examples showing how marine organisms (here sharks) can help us to explore regeneration mechanisms that have been lost in mammals over the course of evolution. We described the current research trends in Chondrichthyes experimental biology including embryology, evo-devo topics and contributions to the biomedical field. Then, the activity of the mTOR pathway in stem and progenitor cells and how it modulates developmental and regeneration processes are described in various metazoan models.

In this work, we investigated the molecular properties of the nephron progenitor cells (NPCs) within the kidney of the catshark (S. canicula). We found that NPCs expressed molecular markers already identified in the embryonic mouse and teleost NPCs such as the transcription factors Six2, Pax2 and Wt1. Transcript detections were made using the branched DNA (bDNA) in situ hybridization technology (e.g. RNAscope).

At post-embryonic stages (juvenile catshark), these NPCs are integrated in a specific nephrogenic area located in the ventro-medial part of the kidney and contained slow-cycling cells, identified after BrdU injection and immunodetection on paraffin sections. To question the mechanism allowing the maintenance of NPCs in the post- embryonic kidney of catshark, we measured the rate of global protein synthesis using in vivo OP-puromycin (OP- puro) incorporation. OP-puro allows the detection of nascent proteins in all the tissues after its intraperitoneal injection. In the kidney of juvenile catsharks, we evidenced that NPCs have less protein synthesis level than the differentiating cells present in the forming nephrons. Such transitions from low to high translation rates have been previously observed in several populations of vertebrate stem cells as they undergo their differentiation program. We are currently investigating the activity of the mTOR pathway, an important signaling pathway involved in translation modulation, in catshark NPCs and in their progeny.

This first molecular analysis of NPCs in an elasmobranch species might contribute to the development of strategies focused on the reactivation of nephrogenesis in the adult mammalian kidney.

Key words: kidney development, nephron progenitor cells, neonephrogenesis, Chondrichthyes, translation.