Exploration des mécanismes moléculaires de la régénération des cellules bêta pancréatiques chez le poisson-zèbre : implication de voies de signalisation et du facteur de transcription Ascl1b

Abstract

Le diabète est une maladie incurable qui touche 8,5% de la population mondiale. Cette pathologie est caractérisée par un dysfonctionnement de la régulation de la glycémie, dont les principaux acteurs sont les cellules endocrines pancréatiques α et β, et par une diminution, voire perte totale, des cellules β productrices d’insuline. Un des traitements palliatifs consiste en des injections quotidiennes de l’insuline. Une autre technique consiste à greffer des cellules β prélevées sur des cadavres. Cette technique est néanmoins limitée par le manque de donneurs. Une alternative thérapeutique intéressante consiste à produire des cellules β in vivo en stimulant leur régénération à partir d’autres types cellulaires. Cet aspect est principalement étudié en modèle murin. Cependant, les mammifères ont une capacité de régénération limitée, ce qui complique ces études. Au contraire des mammifères, le poisson-zèbre a un grand potentiel de régénération de ses tissus, y compris les cellules β pancréatiques. Une étude réalisée au laboratoire chez le poisson-zèbre adulte a mis en évidence que les cellules β régénérées proviennent des canaux pancréatiques. Le transcriptome des cellules canalaires en condition de régénération a permis de mettre en avant plusieurs gènes candidats, comme le facteur de transcription pro-endocrine Ascl1b ainsi que plusieurs voies de signalisation qui sont spécifiquement modulées dans ces cellules. Les objectifs de ce mémoire étaient d’investiguer les mécanismes moléculaires de la régénération des cellules β à partir des canaux pancréatiques et, plus particulièrement, de déterminer si les voies de signalisation candidates, identifiées par analyses transcriptomiques, ainsi que ascl1b sont impliqués dans ce phénomène. Les adultes se prêtant peu aux tests fonctionnels envisagés, nous avons décidé d’utiliser des larves mais en gardant des conditions proches de l’adulte. Nous avons alors mis au point une plateforme expérimentale permettant des ablations robustes et reproductibles des cellules β chez des larves de 7 jours à l’aide du système nitroréductase et d’un composé nitroaromatique comme pro-drogue. Nous avons déterminé que la dynamique et les caractéristiques de la régénération chez la larve à ce stade et chez l’adulte sont similaires, mettant en évidence que notre modèle est adéquat pour les tests fonctionnels envisagés basés sur des données obtenues chez l’adulte. En modulant des voies de signalisation candidates avec des composés pharmacologiques, nous avons montré que l’inhibition de la calcineurine promeut la régénération des cellules β secondaires à partir des canaux pancréatiques. En outre, par la caractérisation du mutant asc1b, nous avons montré que ce dernier est un acteur clé de la différenciation des cellules β à partir des canaux et de la régénération. Ces résultats jettent de nouvelles bases des mécanismes de la régénération des cellules β chez le poisson-zèbre. Les recherches futures exploreront plus en avant le rôle de la calcineurine et d’autres voies de signalisation dans ce processus et devront également explorer ces voies dans des modèles de diabète chez les mammifères.