Aspects cellulaires et moléculaires de l'émergence des cellules souches hématopoïétiques : implication de RUNX1/AML1

Understanding the cellular and molecular aspects of Haematopoietic Stem Cell emergence and their regulation by RUNX1/AML1

¹ UPMC, CNRS UMR7622, Laboratoire de Biologie du Développement, 9, quai Saint-Bernard, 75252 Paris Cedex 05
² UPCG, CNRS FRE 2463 INSERM U640, Unité de Pharmacologie Chimique et Génétique, Faculté de Pharmacie, 4, avenue de l'Observatoire, 75270 Paris Cedex 06

Auteur de correspondance : jaffredo@ccr.jussieu.fr

Reçu : 1 Février 2005

Résumé

Chez l'embryon de vertébré, le plancher de l'aorte est le site majeur de production des Cellules Souches Hématopoïétiques (CSH) assurant le renouvellement des cellules sanguines chez l'adulte. Les CSH sont produites à partir des Cellules Endothéliales (CE) via une cascade complexe d'événements moléculaires qui sont, à l'heure actuelle, encore peu compris. Le facteur de transcription RUNX1/AML1 et son cofacteur CBFβ, impliqués dans 20 % des leucémies myéloïdes aiguës, semblent contrôler ce processus. L'étude détaillée de l'expression de RUNX1 et des facteurs associés au cours de la production des CSH chez l'embryon d'oiseau, nous permet d'envisager les cascades moléculaires impliquées. Cependant, la fonction de RUNX1 est finement régulée à plusieurs niveaux et les mécanismes moléculaires sousjacents sont difficiles à analyser par les approches génétiques classiques. Afin d'offrir de nouvelles possibilités d'étude, nous avons mis au point une technique permettant de cibler l'arbre vasculaire et les CE hémogéniques in vivo. Le transfert de gène est réalisé par lipofection après inoculation par injection intra-cardiaque chez l'embryon d'oiseau. Cette méthode a été optimisée pour permettre de mener des expériences de gain ou de perte de fonction de manière simple et efficace. Combiné aux avantages expérimentaux de l'embryon d'oiseau, ce nouveau système d'analyse génétique nous permet d'étudier en détail la fonction de RUNX1 dans la production des CSH à partir des CE.

Abstract

In the vertebrate embryo, the ventral wall of the aorta is the major site of Haematopoietic Stem Cell (HSC) production. HSC, which are at the basis of the adult blood cells hierarchy, are generated from Endothelial Cells (EC) through a complex cascade of molecular events. The transcription factor RUNX1/AML1 and its cofactor CBFβ, disrupted in 20% of acute myeloid leukaemia cases, are thought to control this process. A detailed gene expression analysis of RUNX1 and its associated factors in the chick embryo, prompted us to speculate on the molecular cascades involved in HSC production. The function of RUNX1 is however tightly regulated at several levels, rendering analysis through classical genetic approaches very difficult to manage. To offer new possibilities of investigation, we have designed a technique to target the blood forming system in vivo. Gene transfer was achieved by lipofection following delivery by intra-cardiac injection in the avian embryo. This method was optimised to allow a wide range of functional analysis, either by gain or loss of function, in a simple and efficient manner. In combination with experimental advantages of the avian embryo, this new system of genetic analysis allows us to perform a detailed study of RUNX1 function in HSC production from EC.