Le rôle du facteur de transcription ASCL2 dans les cellules épithéliales de l’oesophage

Abstract

L’œsophage est protégé par un épithélium pavimenteux stratifié. Un équilibre précaire entre la prolifération, la différenciation et la mort cellulaire est nécessaire pour le maintien de ce tissu. L’homéostasie de cet épithélium est assurée par une rare sous-population de cellules, les cellules souches. Cette sous-population possède des capacités accrues d’autorenouvellement (la capacité à maintenir sa propre population), de multipotence (la capacité de donner naissance à tous les types de cellules d’un tissu) et de radiorésistance. La première population de cellules souches a été identifiée dans l’œsophage murin grâce au marqueur Kératine 15 (Krt15). De manière intéressante, l’expression du facteur de transcription Achaete-scute complex homolog 2 (ASCL2) est fortement augmentée dans les cellules Krt15+ en comparaison aux cellules Krt15-. ASCL2 est un facteur de transcription connu pour son implication dans l’identité souche de certaines cellules de l’intestin et du muscle en développement. Il joue également un rôle dans la différenciation et la prolifération. Le but de mon projet est de déterminer le rôle biologique d’ASCL2 dans les cellules épithéliales de l’œsophage. Tout d’abord, l’inhibition de la voie Notch dans les organoïdes œsophagiens m’a permis d’optimiser l’utilisation de l’anticorps d’ASCL2 et de fournir de premiers indices quant au lien entre la voie Notch et le facteur de transcription ASCL2. Par la suite, je souhaitais déterminer les partenaires de liaison d’ASCL2. J’ai tenté d’établir un modèle de marquage de proximité et des immunoprécipitations. De plus, je souhaitais investiguer le rôle biologique d’ASCL2 dans un modèle de délétion et/ou de surexpression. J’ai tenté d’établir un modèle de délétion par CRISPR/Cas9 et un modèle d’interférence de l’expression d’Ascl2 par petits ARN en épingles à cheveux interférents et inductibles. Cependant, c’est un modèle d’organoïdes surexprimant ASCL2 qui m’a permis d’obtenir des résultats sur le rôle d’ASCL2 dans l’œsophage. En effet, les organoïdes surexprimant ASCL2 montrent un défaut de différenciation et une diminution de la prolifération. Mes résultats suggèrent qu’ASCL2 pourrait être impliqué comme un régulateur important de la différenciation. Il pourrait être un répresseur de la différenciation et de la prolifération.

Abstract: The esophagus is lined with a stratified squamous epithelium that assures protection against the austere environment found in the esophageal lumen. A delicate balance between proliferation, differentiation and cell death is necessary for the maintenance of this epithelium. Homeostasis of this epithelium is ensured by a rare population of cells: stem cells. These cells have increased capacity of self-renewal (they can maintain their own population), multipotency (the capacity to give rise to every cell type of a tissue) and radioresistance. The marker Keratin 15 (Krt15) was used to identify the first stem cell population in the esophagus. Interestingly, it was observed by RNA sequencing that the expression of the transcription factor ASCL2 is strongly increased in Krt15+ cells compared to Krt15 cells. Interestingly, ASCL2 is necessary to maintain the stemness of Lgr5+ intestinal stem cells and of other stem cells in the developing muscle. Also, it plays a role in differentiation and proliferation. The goal of this project is to determine the role of ACSL2 in esophageal epithelial cells. First, Notch pathway was inhibited in esophageal organoid to optimize the use of ASCL2 antibody and to provide first clues to the link between the Notch pathway and the transcription factor ASCL2. Afterward, I wanted to identify ASCL2 binding partners. I tried to establish a proximity labelling model and immunoprecipitation. Also, I wanted to investigate the biological role of ASCL2 in deletion and/or overexpression models. I tried to establish a deletion model using CRISPR/Cas9 and an interference model of Ascl2 using small interfering and inducible RNA. However, it was an organoid model overexpressing ASCL2 that enabled me to investigate the role of ASCL2 in the esophagus. Indeed, differentiation of organoids overexpressing ASCL2 was impaired, and proliferation was reduced. My results suggest that ASCL2 could be an important regulator of differentiation. It could also be a repressor of differentiation and proliferation.