Mélanie Debiais-Thibaud – PEPS ExoMod 2016
CARTI-VERT
Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse
chez les vertébrés cartilagineux
Mélanie Debiais-Thibaud – PEPS ExoMod 2016
Les partenaires
ISE-M : Institut des Sciences de l’Evolution, Montpellier UMR5554 Mélanie Debiais-Thibaud (MCU) Renaud Lebrun (IR CNRS, CT-scan) Camille Martinand-Mari (CR1 CNRS) EGCE : Evolution Génomes Comportement Ecologie, Gif/Yvette UMR9191 Véronique Borday-Birraux (MCU) Didier Casane (PU) Isabelle Germon (AI CNRS)
Mélanie Debiais-Thibaud – PEPS ExoMod 2016
La question
Squelette cartilagineux sans mâchoire
Squelette osseux
Os (au pluriel)
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Os dermique et périchondral
Os endochondral
La question Os (au pluriel)
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Os endochondral = Condensation du mésenchyme
Différenciation des chondroblastes/cytes Matrice cartilagineuse (collagène Type II) Vascularisation, dégradation du cartilage
Minéralisation
Os (au pluriel) La question
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Os dermique et périchondral
Os endochondral
La question Os (au pluriel)
Squelette « cartilagineux »
???
Mélanie Debiais-Thibaud – PEPS ExoMod 2016
La question Os (au pluriel)
Cartilages (au pluriel aussi !) Calcification prismatique (tesserae) - calcification aréolaire - de l’os ?
Tesserae
Cartilage Peignoux-Deville et al 1982
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Quelles sont les voies de différenciation cellulaire (chondrocytes, ostéoblastes, ostéocytes) conservées entre chondrichthyens et ostéichthyens et qui pourraient être issue de la première émergence de l’os périchondral et dermique ?
La question Os (au pluriel)
Gómez-Picos and Eames 2015
Réseau Sox9 Réseau Runx2
Col2 Col11
Col1 SPARC
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Le modèle La petite roussette Scyliorhinus canicula
10cm long hatchling Day 175 (13°C)
Plateforme Elevage + Distribution à la station de Roscoff
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Le modèle
Elevage Station Marine de l’Environnement Littoral – Sète
Système fermé, température contrôlée 17°C
Pêche Pêcheurs au chalut, Grau-du-roi Populations méditerranéennes
Croissance Aquarium au labo – Suivi de la croissance des embryons (5 mois) Température contrôlée 17 °C
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Résultats
Objectifs Année 1 1. Table de développement de référence pour le développement du squelette 2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ) Objectifs Année 2 1. Choix des candidats facteurs de signalisation / voies de régulation (in situ) 2. Tests fonctionnels (pharmaco) sur embryons en cours de croissance
3-4 cm
10 cm
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Résultats 1. Table de développement de référence pour le développement du squelette
CT-scan, juvenile 24cm
6cm embryo - alcian/alizarine
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Résultats 1. Table de développement de référence pour le développement du squelette
7 cm
7,5 cm
8 cm
10 cm Enault et al, in review
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Résultats
6,7cm
7,1cm
7,5cm
Enault et al, in review
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Résultats
Enault et al, in prep
4,2cm
5cm 6,2cm 6,7cm 7,6cm
Première ligne de radiaux
1. Table de développement de référence pour le développement du squelette
Seconde ligne de radiaux
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Résultats
CT-scan, éclos 10cm
Ecailles placoïdes
Dents
Tesserae: « cartilage prismatique »
Cartilage de Meckel
Eclos 10cm – alcian alizarine
2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ)
Enault et al, 2015
Tesserae
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Résultats
Arc neural
Tube neural
Centre vertébral
Minéralisation de surface
Calcification aréolaire
Matrice cartilagineuse
Embryon 6cm - alcian/alizarine
2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ)
Enault et al, 2015
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Résultats 2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ)
Embryon de 7cm
Cellules enfermées dans la matrice minéralisée Ostéocytes ?
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Résultats
Adulte 20cm Cartilage peu calcifié
Cartilage calcifié
Matrice très minéralisée
Os lamellaire ?
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Résultats 2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ)
Enault et al, 2015
ch
nt **
*
Col2a1 Col11a1 Col11a2
Expression des collagènes
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Résultats 2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ)
Enault et al, 2015
ch
nt **
*
Col2a1 Col11a1 Col11a2
Col1a1 Col1a2
Expression des collagènes Rien dans la calcification aréolaire !
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Résultats 2. Caractérisation moléculaire de la squelettogenèse (in situ)
Enault et al, 2015
Réseau Sox9 Réseau Runx2
Col2 Col11
Col1 SPARC
Chondrocytes ok
Possibles ostéocytes des arcs neuraux GRN partiel pour la calcification aréolaire Gros problème = aucune expression dans les tesserae !
Minéralisation des arcs neuraux = ossification périchondrale ? Seule différence : pas d’invasion des tissus vascularisés
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Le bilan
Recherche de marqueurs complémentaires : Col10, Osterix, ne sont pas retrouvés dans la banque de RNAseq Candidats : Runx, Bglap, Ihh, Mmp Marquage anticorps anti-Sox9 pour suivi de la lignée des chondroblastes
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Le bilan
ok ok
ok
partiel partiel
À mettre en place
Obtention du matériel biologique Elevage
UMR5554 : MDT
Identification, clonage des séquences Bioinformatique, biologie
moléculaire UMR9191 : DC, IG
Analyse des séries de développement
CT-scan UMR5554 : MDT, RL
Analyse des patrons d’expression
Coupes histologiques Hybridation in situ
UMR5554 : MDT, CMM
Analyse des patrons d’expression
Immuno-histochimie Microscopie confocale
IG, VBB, CMM
Analyse des fonctions Traitements pharmacologiques UMR9191 : IG, VBB, MDT, CMM
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Le bilan
Remerciements : - Sébastien Enault (thèse 2012- 2015) - 4 étudiants de projets tuteurés 2015 – Marie Buysse, Pierre-Antoine Vernet, Mélanie
Burette et Mehdi Taleb
- Plateforme d’histologie RHEM
- Plateforme microscopie et CT-scan, MRI
PEPS Exomod 2015