L’épithélium intestinal est un tissu complexe, hautement polarisé, organisé sous forme de cryptes et villosités. Les cellules souches intestinales résident au fond des cryptes où elles prolifèrent et se différencient tout en migrant vers le haut des villosités, ce qui permet le renouvèlement constant de l’épithélium tous les 3 à 5 jours. La maintenance de l’équilibre entre prolifération et différenciation est cruciale pour le développement et le maintien de l’intégrité tissulaire. Cet équilibre est supporté par le microenvironnement et l’organisation caractéristique de l’épithélium qui permet la compartimentation et la protection des cellules souches. Des altérations de ces dernières sont à l’origine d’anomalies du développement ainsi que de la transformation tumorale. L’étude des mécanismes impliqués dans la maintenance et dans la différenciation des cellules souches est donc essentielle pour mieux comprendre l’homéostasie tissulaire. p57/Kip2 est un inhibiteur de cycline/CDK et un potentiel suppresseur de tumeur. p57 est également le gène le plus fréquemment muté ou réprimé dans le syndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS), caractérisé par des anomalies du développement et une prédisposition tumorale durant l’enfance. La génération d’un modèle de souris knock-in (p57CK-) dans lequel p57 ne lie plus les complexes cycline/CDK, a révélé que BWS résulte en partie de la perte de fonctions indépendantes des CDK de p57. Cette étude a également permis de mettre en évidence le rôle essentiel joué par p57 dans le développement intestinal, de manière indépendante de l’inhibition des CDK. Le premier objectif de ce projet de thèse a été d’étudier le rôle de p57 dans la maintenance des cellules souches intestinales. Deux types de cellules souches intestinales ont été décrites jusqu’à présent, les cellules souches prolifératives CBC, responsables du renouvèlement constant de l’épithélium et les cellules souches +4 dites de réserve, mobilisées en cas de dommages afin de régénérer le tissu. J’ai pu mettre en évidence que p57 est impliqué dans la maintenance des cellules souches +4 de manière indépendante de l’inhibition des CDK. Les souris p57KO présentent une augmentation de la prolifération dans les cryptes due à une amplification des cellules progénitrices et de ces cellules souches de réserve +4, alors que les CBC ne sont pas affectées. J’ai également étudié le mécanisme moléculaire par lequel p57 contrôle la prolifération des cellules de la crypte et identifié Ascl2, un facteur de transcription clé dans le maintien des cellules souches, comme nouveau partenaire de p57. Mes données montrent que p57 est capable d’inhiber l’activité transcriptionnelle d’Ascl2, via la formation d’un complexe co-répresseur avec HDAC7 et mSin3a. Ainsi ces travaux ont permis d’identifier une nouvelle fonction de p57 dans les cellules souches intestinales au cours du développement et pourrait expliquer le rôle de p57 dans la tumorigénèse intestinale. Le deuxième objectif de mon projet de thèse a été de développer un nouveau modèle de culture pour l’étude des cellules souches intestinales. En effet, à l’heure actuelle, les études in vitro sont limitées à des modèles 2D ou des systèmes 3D de types organoïdes qui ne récapitulent pas complètement l’architecture 3D, le microenvironnement et la compartimentalisation présente au sein du tissu in vivo. Dans un premier temps, j’ai développé un nouvel hydrogel photopolymérisable compatible avec la culture de lignées cancéreuses colorectales. Ce matériau a ensuite été mis en forme par impression 3D haute résolution afin de fabriquer des supports de culture mimant l’architecture tissulaire l’intestin. Enfin, j’ai pu montrer que ces modèles 3D permettent la croissance des cellules colorectales Caco-2 pendant au moins trois semaines, et que la culture en trois dimensions favorise leur polarisation. Ces modèles 3D pourraient donc constituer une approche alternative aux modèles in vitro actuellement disponible afin d’étudier les mécanismes gouvernant l’homéostasie tissulaire.