Letteratura scientifica selezionata sul tema "Séquençage d'ARNm sur cellules uniques"

Les traitements médicaux de l’hyperplasie bénigne et du cancer de la prostate reposent essentiellement sur l’inhibition de la signalisation androgénique. Bien qu’initialement efficaces, ces traitements sont tôt ou tard confrontés à une résistance thérapeutique. Des données récentes de séquençage d’ARN sur cellules uniques montrent que les cellules luminales survivant à la déprivation androgénique dans ces contextes pathologiques présentent un profil moléculaire semblable à celui de cellules luminales progénitrices, présentes en faible quantité dans un contexte physiologique. Ce profil moléculaire pourrait constituer un hub de résistance à la castration et résulter, en partie, de la reprogrammation des cellules luminales tumorales. L’inhibition thérapeutique de cette plasticité cellulaire constitue une piste prometteuse pour limiter la progression du cancer prostatique.

L'huître du Pacifique, Crassostrea (Magallana) gigas, est un mollusque bivalve d'une importance écologique et économique majeure, et constitue désormais une espèce modèle émergente dans l'étude de l'immunité innée des bivalves. Ces dernières années, les élevages d'huîtres ont été confrontés à des épisodes de mortalités massives, exacerbés par le changement climatique et les activités anthropiques. Ces mortalités, bien que multifactorielles, partagent un point commun : la capacité des pathogènes (virus et bactéries) à échapper aux défenses immunitaires des huîtres, entraînant des septicémies souvent fatales. Alors que chez les vertébrés, et particulièrement l'Homme, les cellules immunitaires sont bien caractérisées, la diversité et la spécialisation fonctionnelle des hémocytes chez C. gigas restent encore une boite noire apprement débattue au sein de la communauté scientifique. Ce manque de connaissances entrave la compréhension des interactions hôte-pathogènes, limitant ainsi le développement de stratégies pour réduire les mortalités en ostréiculture. Dans ce contexte, l'objectif principal de mon projet de thèse a été de caractériser les types hémocytaires circulants de C. gigas, en utilisant des approches cytologiques, fonctionnelles et de transcriptomique sur cellules uniques (scRNA-seq). Ces méthodes ont permis dans un premier temps d'identifier sept types hémocytaires distincts constitutifs chez les animaux naifs. Ces populations hémocytaires ont été caractérisées par leurs propriétés morphologiques, leurs profils d'expression génique et leurs fonctions biologiques spécifiques. De plus, nous avons établi une ontologie des hémocytes, suggérant des voies potentielles de différenciation des lignages cellulaires. Grâce à cet atlas hémocytaire, nous avons alors pu évaluer l'impact différentiel d'une infection par Vibrio aestuarianus sur les populations hémocytaires, à la fois du point de vue cytologique et transcriptomique, révélant des altérations dépendantes de la charge bactérienne circulante. Ces travaux apportent une contribution significative à la compréhension de l'immunité chez C. gigas, en permettant une définition précise des types hémocytaires. Nos résultats proposent un atlas hémocytaire de référence et soulignent l'importance de l'étude de l'homéostasie hémocytaire des mollusques pour mieux comprendre et anticiper les crises ostréicoles lors d'épisodes de mortalité
The Pacific oyster, Crassostrea (Magallana) gigas, is a bivalve mollusk of significant ecological and economic importance, and it has recently emerged as a model species for studying the innate immunity of bivalves. In recent years, oyster farming has been confronted with episodes of massive mortality, exacerbated by climate change and human activities. These mortalities, though multifactorial, share a common factor: the ability of pathogens (viruses and bacteria) to evade the oysters' immune defenses, often leading to fatal septicemia. While immune cells in vertebrates, particularly humans, are well characterized, the diversity and functional specialization of hemocytes in C. gigas remain a black box and are hotly debated within the scientific community. This knowledge gap hampers our understanding of host-pathogen interactions, thus limiting the development of strategies to reduce oyster mortality in aquaculture. In this context, the main objective of my thesis project was to characterize the circulating hemocyte types in C. gigas using cytological, functional, and single-cell transcriptomic approaches (scRNA-seq). These methods first allowed us to identify seven distinct constitutive hemocyte types in naïve animals. These hemocyte populations were characterized based on their morphological properties, gene expression profiles, and specific biological functions. Furthermore, we established a hemocyte ontology, suggesting potential differentiation pathways for the cell lineages. Using this hemocyte atlas, we then assessed the differential impact of Vibrio aestuarianus infection on hemocyte populations, both from a cytological and transcriptomic perspective, revealing alterations dependent on the circulating bacterial load. This work provides a significant contribution to the understanding of immunity in C. gigas, by offering a precise definition of hemocyte types. Our results propose a reference hemocyte atlas and emphasize the importance of studying hemocyte homeostasis in mollusks to better understand and anticipate oyster mortality crises during epizootic episodes

Les technologies d'analyse à l'échelle de la cellule unique ont vu le jour il y a quelques années et sont depuis en constante évolution. Ces technologies permettent de mieux comprendre le fonctionnement d'ensemble de cellules très hétérogènes. Elles permettent par exemple de découvrir et suivre des sous types cellulaires, avec des applications en cancérologie ou encore en neurobiologie. Nous avons développé une technologie pour étudier le profil d'expression de gènes d'intérêt au niveau d'une cellule unique, en utilisant la microfluidique en gouttes. En limitant le nombre de gènes étudiés comparé aux technologies commerciales de transcriptome entier, l’approche ciblée a plusieurs avantages potentiels : gagner en profondeur de séquençage, augmenter le nombre de cellules étudiées, optimiser la détection pour les bas niveaux d’expression, tout en réduisant la complexité des données et des coûts. Le ciblage est parfois indispensable, notamment lorsque les ARNs ne portent pas de séquence d’amorce générique, comme dans le cas des ARNs viraux. Deux applications sont présentées : l'analyse de l'inflammation des cellules immunitaires du cerveau aux premières étapes du développement, ainsi que l'étude de la recombinaison génétique chez le virus
Single cells technologies were introduced a few years ago and have been dramatically evolving ever since. These technologies have revolutionized biology, making it possible to better understand how heterogeneous cell systems works. For example, they permit to discover and follow cell subtypes, with applications in oncology or neurobiology. We have developed a technology to study the expression profile of genes of interest at the level of a single cell, using droplet-based microfluidics. By limiting the number of genes studied compared to commercial whole-transcriptome technologies, the targeted approach has several potential benefits: gaining deeper sequencing, increasing the number of cells studied, optimizing detection for low levels of expression, while reducing the complexity of data and costs. Targeting is sometimes essential, especially when the RNAs do not carry a generic primer sequence, as in the case of viral RNAs. Two applications are presented: the analysis of inflammation of the immune cells of the brain in the early stages of development, as well as the study of genetic recombination in the virus

Les progrès technologiques en séquençage haut débit et en manipulation cellulaire permettent d'analyser simultanément et indépendamment le contenu de nombreuses cellules (ARN, ADN,...). Cette révolution "omique" offre un nouveau cadre pour revisiter la "Théorie Cellulaire", essentiellement basée sur des caractéristiques morphologiques et fonctionnelles. Les nombreuses modalités cellulaires désormais accessibles au niveau de la cellule unique, telles que leur transcriptome, leur localisation spatiale, leurs trajectoires développementales, enrichissent considérablement cette définition, et établissent un contexte totalement renouvelé pour réévaluer la définition de "types" ou d’"états" cellulaires ainsi que leurs interactions. \Mon travail de thèse a été de mettre en place des approches statistiques appropriées pour analyser ces données transcriptomiques sur cellule unique caractérisées par une forte variance, la présence d'un pourcentage élevé de valeurs nulles et un grand volume de données. Mon travail s’est focalisé sur le modèle expérimental central de mon laboratoire d’accueil, l'épithélium des voies respiratoires humaines. Les voies respiratoires humaines sont bordées d'un épithélium pseudo-stratifié composé principalement de cellules basales, sécrétrices, à gobelet et multiciliées. Les voies respiratoires constituent en outre un véritable écosystème cellulaire, dans lequel la couche épithéliale interagit étroitement avec les cellules immunitaires et mésenchymateuses. Cette coordination entre les cellules assure une bonne défense du système respiratoire et sa correcte régénération en cas d'agressions extérieures. Une meilleure compréhension des situations cellulaires normales et pathologiques peut améliorer les approches pour lutter contre des pathologies telles que la maladie pulmonaire obstructive chronique, l'asthme ou la mucoviscidose.J'ai d'abord pu caractériser au niveau de la cellule unique la séquence précise et spécifique des événements conduisant à la régénération fonctionnelle de l'épithélium, en utilisant un modèle 3D de cellules humaines. J'ai identifié des hiérarchies de lignées cellulaires et j'ai pu reconstruire les différentes trajectoires possibles de différentiation cellulaire. J'ai confirmé des trajectoires cellulaires décrites précédemment, mais j'ai aussi découvert une nouvelle trajectoire reliant les cellules à gobelet aux cellules multiciliées, identifiant de nouvelles populations cellulaires et de nouvelles interactions moléculaires impliquées dans le processus de régénération de l'épithélium sain des voies aériennes humaines. J'ai ensuite construit un atlas des différents types cellulaires qui tapissent les voies respiratoires humaines saines, du nez jusqu’à la 12ième génération de bronches. Le profilage de 10 volontaires sains a généré un ensemble de données de 77 969 cellules, provenant de 35 emplacements distincts, qui comprend plus de 26 types cellulaires épithéliaux, immunitaires et mésenchymateuses. Cet atlas illustre l'hétérogénéité cellulaire présente dans les voies respiratoires. Son analyse révèle une différence d'expression des gènes entre le nez et les voies respiratoires pulmonaires que j’ai caractérisé dans les cellules suprabasales, sécrétrices et multiciliées. Mes travaux ont également permis d'améliorer la caractérisation de certaines populations de cellules rares, comme les cellules "hillock", déjà décrites chez la souris. En conclusion, mon travail contribue à une meilleure compréhension des dynamiques de différenciation et d'hétérogénéité cellulaire dans les voies respiratoires humaines saines. La ressource ainsi constituée sera extrêmement utile dans tout projet futur visant à analyser avec précision les conditions spécifiques des maladies respiratoires
Improvements made in nucleic acid sequencing and cell handling technologies now offer the opportunity to analyze simultaneously the content of numerous single cells (RNA, DNA, ...) by global and unbiased approaches. This single-cell ‘omics’ revolution provides a new framework to revisit the “Cell Theory”, elaborated over several centuries, and essentially based on morphological and functional features. The many cell modalities now accessible at single- cell level, such as their transcriptome, spatial localization, developmental trajectories, enrich considerably this definition, and set a renewed context to precisely reassess the definition of ‘cell types’, ‘cell states’ as well as their different interactions and fates.My thesis work initially set up ad hoc approaches and statistical framework to analyze appropriately these single-cell data, which deeply differ from standard bulk RNA-seq. High variance, presence of a huge percentage of null values, large volume of data are among the specific characteristics of these datasets. My work was centered on the main experimental model of my host laboratory, e.g. the human airway epithelium. Human airways are lined by a pseudostratified epithelium mainly composed of basal, secretory, goblet and multiciliated cells. Airways also constitute a true cellular ecosystem, in which the epithelial layer interacts closely with immune and mesenchymal cells. This coordination between cells ensures proper defense of the respiratory system and its correct regeneration in case of external aggression and injuries. A better understanding of the operating sequences in normal and physiopathological situations is relevant in pathologies such as chronic obstructive pulmonary disease, asthma or cystic fibrosis.First, I characterized at a single cell level the precise and cell-specific sequence of events leading to functional regeneration of the epithelium, using a 3D model of human cells. I then built a single-cell atlas of the different cell types that are lining healthy human airways from the nose to the 12th generation of bronchi.By applying computational and statistical approaches, I have identified cell lineage hierarchies and was able to reconstruct a comprehensive cell trajectory roadmap in human airways. I not only confirmed previously described cell lineages, but I have also discovered a novel trajectory that links goblet cells to multiciliated cells, identifying novel cell populations and molecular interactors involved in the process of healthy human airway epithelium regeneration. The profiling of 12 healthy volunteers then generated a dataset of 77,969 cells, derived from 35 distinct locations. The resulting atlas is composed of more than 26 epithelial, immune and stromal cell types demonstrating the cellular heterogeneity present in the airways. Its analysis has revealed a strong proximo-distal gradient of expression in suprabasal, secretory, or multiciliated cells between the nose and lung airways. My work has also improved the characterization of rare cells, including “hillock” cells that have been previously described in mice.In conclusion, this work probably represents one of the first single-cell investigations in human airways. It brings original contributions to our understanding of differentiation’s dynamics and cellular heterogeneity in healthy human airways. The resulting resource will be extremely useful for any future single-cell investigators and also for establishing a very useful joint between clinical and biological works. As such, it will constitute a reference in any future project aiming to precisely analyze specific disease conditions

Lors du développement, la coordination d’évènements moléculaires et cellulaires mène à la production du cortex qui orchestre les fonctions sensori-motrices et cognitives. Son développement s’effectue par étapes : les cellules gliales radiaires (RGs) – les cellules souches neurales (NSCs) du cerveau en développement – et les cellules progénitrices de la zone ventriculaire (VZ) et de la zone sous ventriculaire (SVZ) génèrent séquentiellement des vagues distinctes de nouveaux neurones qui formeront les différentes couches corticales. Autour de la naissance, les RGs changent de devenir et produisent des cellules gliales. Cependant, une fraction persiste tout au long de la vie dans la SVZ qui borde le ventricule, perdant au passage leur morphologie radiale. Ces NSCs produisent ensuite les différents sous types d’interneurones du bulbe olfactif ainsi que des cellules gliales en fonction de leur origine spatiale dans la SVZ. Ces observations soulèvent d’importantes questions non résolues sur 1) le codage transcriptionnel régulant la régionalisation de la SVZ, 2) le potentiel des NSCs postnatales dans la réparation cérébrale, et 3) le lignage et les spécificités transcriptionnelles entre les NSCs et leur descendants. Mon travail de doctorat repose sur une étude transcriptionnelle des domaines de la SVZ postnatale. Celle-ci soulignait le fort degré d’hétérogénéité des NSCs et progéniteurs et identifiait des régulateurs transcriptionnels clés soutenant la régionalisation. J’ai développé des approches bio-informatiques pour explorer ces données et connecter l’expression de facteurs de transcription (TFs) avec la genèse régionale de lignages neuraux distincts. J’ai ensuite développé un modèle d’ablation ciblée pour étudier le potentiel régénératif des progéniteurs postnataux dans divers contextes. Finalement, j’ai participé au développement d’une procédure pour explorer et comparer des progéniteurs pré et postnataux à l’échelle de la cellule unique. Objectif 1 : Des expériences de transcriptomique et de cartographie ont été réalisées pour étudier la relation entre l’expression régionale de TFs par les NSCs et l’acquisition de leur devenir. Nos résultats suggèrent un engagement précoce des NSCs à produire des types cellulaires définis selon leur localisation spatiale dans la SVZ et identifient HOPX comme un marqueur d’une sous population biaisé à générer des astrocytes. Objectif 2 : J’ai mis au point un modèle de lésion corticale qui permet l’ablation ciblée de neurones de couches corticales définies pour étudier la capacité régénérative et la spécification appropriée des progéniteurs postnataux. Une analyse quantitative des régions adjacentes, incluant la région dorsale de la SVZ, a révélé une réponse transitoire de progéniteurs définis. Objectif 3 : Nous avons développé la lignée de souris transgénique Neurog2CreERT2Ai14, qui permet le marquage de cohortes de progéniteurs glutamatergiques et de leurs descendants. Nous avons montré qu’une large fraction de ces progéniteurs persiste dans le cerveau postnatal après la fermeture de neurogénèse corticale. Ils ne s’accumulent pas pendant le développement embryonnaire mais sont produits par des RGs qui persistent après la naissance dans la SVZ et qui continuent de générer des neurones corticaux, bien que l’efficacité soit faible. Le séquençage d’ARN sur cellule unique a révélé une dérégulation transcriptionnelle qui corrèle avec le déclin progressif observé in vivo de la neurogénèse corticale. Ensemble, ces résultats soulignent le potentiel des études transcriptomiques à résoudre mais aussi à soulever des questions fondamentales comme les changements trancriptionnels intervenant dans une population de progéniteurs au cours du temps et participant aux changements de leur destinée. Cette connaissance sera la clé du développement d’approches novatrices pour recruter et promouvoir la génération de types cellulaires spécifiques, incluant les sous-types neuronaux dans un contexte pathologique
During development, a remarkable coordination of molecular and cellular events leads to the generation of the cortex, which orchestrates most sensorimotor and cognitive functions. Cortex development occurs in a stepwise manner: radial glia cells (RGs) - the neural stem cells (NSCs) of the developing brain - and progenitor cells from the ventricular zone (VZ) and the subventricular zone (SVZ) sequentially give rise to distinct waves of nascent neurons that form cortical layers in an inside-out manner. Around birth, RGs switch fate to produce glial cells. A fraction of neurogenic RGs that lose their radial morphology however persists throughout postnatal life in the subventricular zone that lines the lateral ventricles. These NSCs give rise to different subtypes of olfactory bulb interneurons and glial cells, according to their spatial origin and location within the postnatal SVZ. These observations raise important unresolved questions on 1) the transcriptional coding of postnatal SVZ regionalization, 2) the potential of postnatal NSCs for cellular regeneration and forebrain repair, and 3) the lineage relationship and transcriptional specificities of postnatal NSCs and of their progenies. My PhD work built upon a previously published comparative transcriptional study of defined microdomains of the postnatal SVZ. This study highlighted a high degree of transcriptional heterogeneity within NSCs and progenitors and revealed transcriptional regulators as major hallmarks sustaining postnatal SVZ regionalization. I developed bioinformatics approaches to explore these datasets further and relate expression of defined transcription factors (TFs) to the regional generation of distinct neural lineages. I then developed a model of targeted ablation that can be used to investigate the regenerative potential of postnatal progenitors in various contexts. Finally, I participated to the development of a pipeline for exploring and comparing select populations of pre- and postnatal progenitors at the single cell level. Objective 1: Transcriptomic as well as fate mapping were used to investigate the relationship between regional expression of TFs by NSCs and their acquisition of distinct neural lineage fates. Our results supported an early priming of NSCs to produce defined cell types depending of their spatial location in the SVZ and identified HOPX as a marker of a subpopulation biased to generate astrocytes. Objective 2: I established a cortical lesion model, which allowed the targeted ablation of neurons of defined cortical layers to investigate the regenerative capacity and appropriate specification of postnatal cortical progenitors. Quantitative assessment of surrounding brain regions, including the dorsal SVZ, revealed a transient response of defined progenitor populations. Objective 3: We developed a transgenic mouse line, i.e. Neurog2CreERT2Ai14, which allowed the conditional labeling of birth-dated cohorts of glutamatergic progenitors and their progeny. We used fate-mapping approaches to show that a large fraction of Glu progenitors persist in the postnatal forebrain after closure of the cortical neurogenesis period. Postnatal Glu progenitors do not accumulate during embryonal development but are produced by embryonal RGs that persist after birth in the dorsal SVZ and continue to give rise to cortical neurons, although with low efficiency. Single-cell RNA sequencing revealed a dysregulation of transcriptional programs, which correlates with the gradual decline in cortical neurogenesis observed in vivo. Altogether, these data highlight the potential of transcriptomic studies to unravel but also to approach fundamental questions such as transcriptional changes occurring in a population of progenitors over time and participating to changes in their fate potential. This knowledge will be key in developing innovative approaches to recruit and promote the generation of selected cell types, including neuronal subtypes in pathologies

Les cancers pelviens ont une prévalence élevée et sont principalement traités par radiothérapie. Si elle permet un contrôle de la tumeur, la radiothérapie peut également provoquer des lésions aux tissus sains environnants, entrainant des complications invalidantes définies comme une maladie à part entière, la «Pelvic Radiation Disease» ou PRD. Aujourd'hui, il n'existe pas de traitement curatif pour cette pathologie fibrosante. Ce projet vise à étudier le microenvironnement du côlon après irradiation afin d'identifier, à terme, des cibles thérapeutiques pour la prise en charge des séquelles coliques de la PRD. Pour ce projet, un modèle de souris développant des lésions coliques fibrosantes similaires à celles observées chez les patients atteints de PRD a été mis au point. Il consiste en une irradiation colorectale localisée en dose unique de 26Gy. Nous avons défini 2 temps d'étude post-irradiation : à 2 semaines afin d'étudier les effets aigus de l'irradiation ainsi que le processus de régénération et 12 semaines pour étudier la fibrose. Des études histologiques ont permis de caractériser les lésions muqueuses avec un ulcère profond à 2 semaines, et des remaniements fibreux à 12 semaines. Aux 2 temps étudiés, un processus de prolifération accru et désordonné a été observé ainsi qu'un déficit en protéines de jonctions épithéliales suggérant un défaut de la fonction de barrière. Nous avons démontré l'impact du microenvironnement colique irradié sur les processus de prolifération et de différenciation épithélial par un système de coculture avec des organoïdes coliques suivi par vidéo-microscopie. Nos résultats ont permis de valider les observations in vivo, à savoir une prolifération accrue des organoïdes en présence de stroma issus de souris 12 semaines post-irradiation. Afin de caractériser les cellules mésenchymateuses du stroma après irradiation, des expériences de séquençage d'ARN sur cellule unique (à partir de cellules coliques triées EpCAM-CD45- et issues de colon total) et de transcriptomique spatiale ont été réalisées. Elles ont mis en évidence un nouveau marqueur, Edil3, spécifique de la population stromale majeure du côlon. Ce nouveau marqueur nous a permis de mieux caractériser cette population cellulaire en termes de fonction et de localisation au niveau du côlon sain. Nous avons proposé de la nommer Mésitocytes. Au temps précoce, nous avons établi que cette population pouvait se différencier vers un profil pro-inflammatoire appelé « IAF » pour «Inflammation-Associated Fibroblasts». Nous avons également observé une augmentation de l'expression de transcrits impliqués dans des fonctions cruciales telles que l'homéostasie épithéliale, l'angiogenèse et l'inflammation par la majorité des cellules mésenchymateuses. Les résultats montrent l'importance des signaux moléculaires prolifératifs issus des cellules endothéliales lymphatiques et des cellules musculaires lisses, notamment Grem-1. L'analyse de la phase chronique après irradiation, confirme l'augmentation des signaux prolifératifs par les cellules du stroma. De plus, un nouveau type de cellules fibroblastique associé à la fibrose a été observé, caractérisé par profil transcriptionnel différent des IAF observés en phase précoce. L'étude de l'impact de l'irradiation sur le compartiment épithélial a mis en évidence des modifications importantes au niveau de la population de colonocytes et l'émergence de cellules épithéliales avec un phénotype « revival », déjà décrit dans la littérature. De façon intéressante, ces populations ont des localisations spécifiques au niveau des cryptes en régénération. Nous avons également établi l'importance de gènes tels que Lypd8 et Anxa1 dans la progression des cellules épithéliales proliférantes vers un phénotype «revival». Des observations intéressantes issues des analyses de transcriptomique spatiale permettent également d'émettre des hypothèses quant au rôle des cellules immunitaires dans le processus de régénération épithélial
Pelvic cancers are highly prevalent and are mainly treated with radiotherapy. While radiation therapy may control the tumor, it can also cause damage to surrounding healthy tissue, leading to disabling complications defined as a disease “pelvic radiation disease” (PRD). Currently, there is no curative treatment for this fibrosing pathology. The aims of this project are to study the colonic microenvironment after irradiation with a view to identify new therapeutic targets to improve the management of the colonic sequelae of PRD. For this project, a mouse model developing fibrosing colonic lesions similar to those observed in PRD patients was developed. It consists of localized colorectal irradiation with a single dose of 26Gy. We defined 2 post-irradiation study periods: 2 weeks to study the acute effects of irradiation and the regeneration process, and 12 weeks to study fibrosis. Histological studies characterized the mucosal lesions, with a deep ulcer at 2 weeks and fibrous remodeling at 12 weeks. At the 2 time points studied, an increased and disorganized proliferative process was observed, as well as a deficit in epithelial junction proteins, suggesting a defect in barrier function. We demonstrated the impact of the irradiated colonic microenvironment on epithelial proliferation and differentiation processes using a co-culture system with colonic organoids monitored by video microscopy. Our results validated in vivo observations of increased organoid proliferation in the presence of stroma derived from mice 12 weeks post-irradiation.To characterize stromal mesenchymal cells after irradiation, single-cell RNA sequencing experiments (using EpCAM-CD45-sorted colonic cells and from whole colon) and spatial transcriptomics were performed. They revealed a new marker, Edil3, specific for the major stromal population of the colon. This new marker allowed us to better characterize this cell population in terms of function and localization in the healthy colon. We proposed to call them mesitocytes. In the early stages, we found that this population could differentiate towards a pro-inflammatory profile called "IAF" for "Inflammation-Associated Fibroblasts". We also observed increased expression of transcripts involved in critical functions such as epithelial homeostasis, angiogenesis and inflammation by the majority of mesenchymal cells. The results demonstrate the importance of proliferative molecular signals from lymphatic endothelial cells and smooth muscle cells, particularly Grem-1. Analysis of the chronic phase after irradiation confirms the increase in proliferative signals from stromal cells. In addition, a new fibroblast cell type associated with fibrosis was observed, characterized by a transcriptional profile different from that of the IAF observed in the early phase. The study of the effects of irradiation on the epithelial compartment revealed significant changes in the colonocyte population and the appearance of epithelial cells with a "revival" phenotype, already described in the literature. Interestingly, these populations have specific localizations in regenerating crypts. We also established the importance of genes such as Lypd8 and Anxa1 in the progression of proliferating epithelial cells towards a "revival" phenotype. Interesting observations from spatial transcriptomic analyses also allow us to hypothesize the role of immune cells in the epithelial regeneration process

La caractérisation d’échantillons biologiques s’effectue très souvent au microscope optique. Or, il est techniquement difficile d’isoler quelques cellules rares parmi une culture hétérogène en se basant strictement sur des caractéristiques observables au microscope, comme la localisation, la morphologie ou le déplacement, car il n’existe pas nécessairement de marqueur moléculaire unique qui leur sont associés. Afin de répondre à cet enjeux, le laboratoire dans lequel j’ai effectué mon stage de maîtrise a récemment développé la Single Cell Magneto Optical Capture (scMOCa), qui utilise des réactifs communs et un laser de faible puissance pour attacher des billes ferromagnétiques à la membrane plasmique cellulaire et permet d’isoler magnétiquement les cellules d’intérêt. Le présent ouvrage rapporte l’application de la scMOCa à la migration de cellules métastatiques ainsi que les adaptations apportées à la technique nécessaires à la réalisation du projet. Notamment, le volume de cellules uniques capturé a été augmenté d’un facteur d’environ 250 grâce à l’automatisation de la technique et à l’étude du photoblanchiement de la fluorescéine, phénomène à la base de la scMOCa. Brièvement, l’expérience consiste à capturer les cellules uniques présentant les phénotypes migratoires les plus importants, définis par l’analyse de leur trajectoire, parmi une culture hétérogène de cellules métastatique. Les résultats de l’expérience démontrent une conservation des phénotypes migratoires après plusieurs mitoses. Aussi, l’expression génétique relative fait ressortir des gènes et groupes de gènes propres à la migration cellulaire.
The characterization of biological samples depends heavily on the optical microscope. However, it is technically challenging to isolate rare cells among a heterogeneous culture solely based on visual inspection at the microscope. Indeed, characteristics like location, morphology or displacement do not necessairly have specific related molecular markers. In order to solve this issue, the laboratory where I accomplished my master internship developped the Single Cell Magneto Optical Capture (scMOCa) wich uses commun reagents and a low powered laser to attach ferromagnetic beads on the cell plasma membrane and isolate the cells of interest with magnetic tools. The present work reports the application of scMOCa to the metastatic cell migration and the implemented adaptations to the technique in order to carry out the project, especially by increasing the number of single cells being isolated by a factor of 250. This adaptation requiered the study of photobleaching, phenomenon at the foundation of scMOCa. Briefly, the experiment consists to capture the cells presenting the most important migratory phenotypes, defined by their track analysis, among a heterogeneous metastatic cell culture. The experimental results show that the migratory phenotypes are preserved after several cell divisions. Also, the relative gene expression highlights some genes and gene groups owned to cellular migration.