Soutenance de thèse de Marie Simon

La soutenance de thèse aura lieu le Vendredi 24 avril 2026 à 13h30 dans l’amphithéâtre Jacques Poly du bâtiment 440 du centre INRAE de Jouy-en-Josas. La soutenance aura lieu en français.

Transfert intercellulaire des vésicules extracellulaires mammaires : analyse spatiale tridimensionnelle et perturbation induite par l’exposition à des nanoparticules de dioxyde de titane
 

Ses travaux ont réalisés au sein de l'équipe EFISA de l'UMR GABI 

Encadrante :
•    Anne Burtey, Chargé de recherche (GABI, INRAE)

Résumé :
Les vésicules extracellulaires (VEs) sont des particules de taille nano- à micrométrique délimitées par une bicouche lipidique, sécrétées par tous types cellulaires et impliquées dans la communication intercellulaire. Elles peuvent provenir de la membrane plasmique notamment enrichie en tétraspanine CD9, ou des corps multivésiculaires, enrichis-en CD63. Bien que les VEs soient décrites comme des messagers longue distance et envisagées comme vecteurs thérapeutiques, la dynamique spatiale de leur transfert intercellulaire reste peu comprise.
Dans ce travail de thèse, j’ai développé une approche de coculture utilisant la lignée cellulaire mammaire humaine MCF-7 afin d’étudier le transfert direct de marqueurs de VEs endogènes ou fusionnés à des protéines fluorescentes, CD9, CD81 et CD63, depuis des cellules donneuses vers des cellules acceptrices marquées par des colorants fluorescents non transférables. L’imagerie confocale 3D à haute résolution, associée à des méthodes automatisées de détection et de quantification de la fluorescence, a permis d’identifier des structures ponctiformes positives pour les marqueurs de VEs colocalisant avec les colorants cytosoliques, suggérant une sécrétion et une internalisation des VEs par les cellules acceptrices. Le transfert de VEs s’accumulait préférentiellement à proximité des cellules donneuses, y compris en conditions de flux, indiquant que le transfert était accru à courte distance. L’analyse spatiale 3D a révélé que le transfert des trois tétraspanines suivait un gradient décroissant rapidement sur une distance d’environ 20 µm. De plus, le transfert présentait une double polarisation spatiale, latérale (x, y), orientée vers un côté des cellules donneuses, et verticale (z), avec une accumulation dans les plans basaux. L’analyse simultanée de CD9 et CD81 a révélé que le transfert de CD81 était plus efficace que celui de CD9, tandis que CD9 était préférentiellement enrichi dans les régions basales, où il colocalisait fréquemment avec CD81. L’imagerie en temps réel de GFP-CD63 a également montré une colocalisation avec mCherry-CD9 dans les plans basaux, suggérant une origine membranaire d’une partie des marqueurs détectés en basal. Enfin, la déplétion de la syntenine-1 dans les cellules donneuses, un régulateur connu de la biogenèse des VEs, a diminué le taux global de transfert des VEs, comme attendu, mais a aussi atténué les polarisations latérales et verticales observées.
Dans une seconde partie, j’ai étudié comment les voies de biogenèse des VEs peuvent être affectées par l’exposition de cellules épithéliales mammaires aux nanoparticules (NPs) de dioxyde de titane (TiO2), qui sont des polluants environnementaux largement utilisés dans l’ensemble des secteurs industriels. Dans une étude récente, nous avons détecté leur présence dans le lait humain et animal, sans toutefois aborder les mécanismes sous-jacents à leur sécrétion par la glande mammaire. Après avoir déterminé les doses subtoxiques dans les cellules MCF-7, j’ai montré que les TiO2-NPs se localisaient dans des compartiments intracellulaires CD63-positifs, dont la taille était significativement augmentée par rapport à celle observée dans les cellules non exposées. Par ailleurs, CD9 était moins détecté à la surface cellulaire et se retrouvait localisé dans des compartiments internes CD63-positifs. L’analyse du sécrétome des cellules MCF-7 exposées aux TiO2-NPs, combinée à la spectroscopie Raman et à la microscopie électronique en transmission, a suggéré que les VEs mammaires peuvent transporter des TiO2-NPs.
Dans l’ensemble, ce travail a révélé des caractéristiques spatiales inattendues du transfert des marqueurs de VEs entre cellules mammaires et suggère que les voies de biogenèse des VE peuvent être modifiées lors de l’exposition aux TiO2-NPs, mettant en évidence un rôle potentiel des VEs dans le transport intercellulaire des NPs.

Jury :
•    Julien Saint-Pol, rapporteur, maître de conférences (LBHE, Université d’Artois)
•    Sylvain Bohic, rapporteur, chargé de recherche (STROBE, INSERM, Grenoble)
•    Christel Brou, examinatrice, directrice de recherche (Institut Pasteur, CNRS, Paris)
•    Anne Couturier-Tarrade, examinatrice, directrice de recherche (BREED, INRAE, Jouy-en-Josas)