Role of the post-transcriptional regulators Pumilio1 and Pumilio2 in murine hematopoietic stem cells

Rôle des régulateurs post-transcriptionnels Pumilio 1 et Pumilio 2 dans les cellules souches hématopoïétiques murines Les propriétés centrales des cellules souches sont la pluripotence et la capacité d'auto-renouvellement. Les cellules souches hématopoïétiques (CSHs) sont dotées de ces caractéristiques qui leur permettent de générer toutes les cellules du compartiment hématopoïétique, tout en maintenant en parallèle leur compartiment. Nous menons des approches visant à amplifier ex vivo les CSHs en les activant par HOXB4 exogène (CSHs humaines) ou via la signalisation Notch/DLL-4 (CSHs murines). Or deux analyses transcriptomiques indépendantes de ces deux modes d'activation ont de manière étonnante convergé sur une augmentation de l'expression de deux gènes jamais identifiés auparavant comme étant impliqués dans le maintien des CSHs : Pumilio1 (Pum1) et Pumilio2 (Pum2). Pum1 et Pum2 sont des régulateurs post-transcriptionnels appartenant à la famille Pumilio-FBF (PUF) des protéines liant l'ARN. Bien qu'il ait été établi que le rôle princeps de ces protéines PUF est de soutenir la prolifération des cellules souches chez les Invertébrés, jusqu'à présent on ne sait rien du rôle de Pum1 et Pum2 dans les CSH humaines et murines.Pour toutes ces raisons, nous avons étudié le rôle et les mécanismes d'action de Pum1 et Pum2 dans les CSH murines et humaines en utilisant l'interférence ARN (ARNi). L'invalidation de Pum1 ou de Pum2 dans les CSHs murines conduit à une réduction de l'expansion et du potentiel clonogénique ex vivo, associée à une apoptose accrue et l'arrêt du cycle cellulaire en phase G0/G1. L'invalidation concomitante de Pum1 et Pum2 majore ces effets ce qui suggère un effet coopératif entre les deux protéines. L'expansion et le potentiel clonogénique des CSH invalidées pour Pum1 sont restaurés suite à l'expression forcée de Pum1 (insensible au shRNA utilisé), validant ainsi la spécificité de nos shRNAs. Par contre la surexpression de Pum1 dans les CSHs invalidées pour Pum2 ne restaure pas leurs fonctions, soulignant le rôle non redondant de chaque protéine. En outre, lorsque les CSHs invalidées pour Pum1 ou Pum2 sont inoculées à des souris irradiées létalement de suivre le potentiel hématopoïétique à long terme, seules quelques rares cellules de la moelle osseuse issues des CSH KD pour Pum1 ou Pum2 sont mises en évidence après 4 mois de reconstitution, contrairement aux CSH contrôles. Des résultats identiques ont été obtenus en invalidant Pum1 ou Pum2 dans les CSH humaines.En conclusion, nos résultats démontrent l'implication des facteurs Pumilio dans le maintien du potentiel souche, l'expansion et la survie des CSHs murines et humaines. L'identification des facteurs Pumilio et de leurs cibles comme nouveaux régulateurs des CSHs permettra d'envisager de nouveaux outils en vue de perspectives thérapeutiques.