Résumé
Les modèles d’étude de l’épithélium bronchique humain sont limités. Les cellules pluripotentes induites (iPS), capables d’un auto-renouvellement illimité et d’une capacité de différenciation en tous les types de tissus de l’organisme offrent un modèle unique de modélisation in vitro des étapes précoces du développement pulmonaire normal et pathologique. Cependant, cette approche nécessite une très bonne connaissance du développement embryonnaire et fœtal du poumon humain.
Chaque étape du développement pulmonaire est reproduite in vitro au décours du processus de différenciation dirigée et nécessite une induction reproductible et robuste définie par une combinaison de marqueurs protéiques. Le protocole a été adapté pour les lignées PSCs utilisées au laboratoire et modifié selon la littérature [1,2]. L’étape APS est caractérisée par la présence de MIXL1, BRACHYURY et l’extinction des marqueurs de la pluripotence, le DE par une combinatoire CXCR4/SOX17 et les progéniteurs bronchiques vAFE par l’expression de NKX2.1 et l’absence du marqueur de différenciation hépatocytaire alpha-FP.
Les résultats de différenciation dirigée des iPS vers un épithélium bronchique que nous avons réalisés montrent une induction robuste de DE en cytométrie en flux (n=6) : CXCR4>95 % et une étape de ventralisation de l’AFE ayant permis d’obtenir>80 % de progéniteurs bronchiques NKX2.1+ en cytométrie en flux, AFP négatif (marqueur de différenciation hépatocytaire) (n=3). La maturation de ces a permit d’obtenir un épithélium NKX2.1+ exprimant les marqueurs de différenciation bronchique FOXJ1 et CFTR en RT-PCR.
La différenciation dirigée permet d’obtenir en une semaine des progéniteurs bronchiques NKX2.1+ avec une excellente pureté, étape nécessaire à la production de cellules bronchiques à partir d’iPS. Reproduire un épithélium bronchique différencié et fonctionnel issu des iPS permettra de comprendre le développement normal et pathologique de l’épithélium bronchique.