Project

L’Hydre est un petit animal qui repousse tout partie manquante à la suite d’une amputation, la tête du côté apical dotée d’un système nerveux dense, et le disque basal, plus simple, de l’autre côté. Grâce aux nouveaux outils récemment développés dans le laboratoire, la cytométrie en flux pour étudier les variations du cycle cellulaire des différentes populations de cellules souches, et le séquençage de nouvelle génération pour le contrôle génétique de la régénération, nous proposons d’analyser dans ce projet quatre aspects de la régénération:

1) les signaux immédiatement produits au niveau de la blessure, pour comprendre comment ces signaux induisent les programmes de régénération,

2) les caractères spécifiques des programmes qui permettent la régénération de la tête ou du pied, mais aussi les variations du programme de régénération de la tête en fonction du niveau de bisection le long du corps,

3) la plasticité des cellules souches épithéliales après bisection, lorsque le tissu gastrique devient un centre organisateur, ou après élimination des cellules souche interstitielles,

4) les régulateurs de la résistance à la mort cellulaire des cellules souches épithéliales. Les gènes candidats seront également testés dans les cellules de mammifères.

Les résultats attendus devraient nous aider à comprendre d’une part l’impact des conditions homéostatiques qui précèdent l’amputation sur l’initiation d’un programme de régénération, d’autre part le rôle de la plasticité cellulaire dans un programme de régénération. Finalement la compréhension des mécanismes de résistance à la mort cellulaire est un élément essentiel de la lutte contre la récurrence du cancer.

Our laboratory is using the Hydra model system to investigate the mechanisms of regeneration as this little animal easily regrows any missing part after bisection, on the apical side the rather complex head region, and on the other side the basal disk. Thanks to the tools we recently generated, namely flow cytometry to study the cell cycling behaviors of the different stem cell populations in Hydra, and Next Generation Sequencing to investigate the genetic control of regeneration, we propose now to investigate four aspects of regeneration in Hydra,

1) the signals immediately produced upon injury, which activate or modulate the regeneration programs,

2) the specific features of the head and foot regenerative programs, but also the variations in the head regenerative program when initiated from distinct levels along the body column,

3) the changes undergone by the epithelial stem cells when the digestive tissue acquires an organizing activity after bisection, or when the interstitial cells are eliminated,

4) the molecular properties of the epithelial stem cells that allow them to resist to cell death. The genes that will be identified as candidate regulators of cell death resistance in the Hydra epithelial stem cells will also be tested in mammalian cells.

The results obtained in this study should help understand how the control of cell plasticity allows the emergence of regenerative programs in animals, but also how the homeostatic conditions that precede bisection impact on the choice between several developmental programs in a relatively complex organism as Hydra. Finally understanding the mechanisms of cell death resistance is a major task to face cancer recurrence.