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Depuis 2015, la filière laitière doit se réorganiser pour continuer à produire en absence de quotas et de nouveaux défis apparaissent. En effet, la demande mondiale pour le lait et les produits laitiers augmente d’année en année, notamment en Chine. D’autre part, cette filière doit également répondre aux attentes de la société vis-à-vis de l’impact environnemental lié à l’élevage de bovins. Dans ce contexte, la recherche sur la fonction de lactation chez la vache laitière et notamment sur le fonctionnement de la glande mammaire apparaît comme un levier important dans la compréhension de l’adaptation des animaux à ces nouvelles pratiques d’élevage.

Comprendre la plasticité de la glande mammaire à partir des cellules qui la compose

La production du lait chez la vache est assurée par la glande mammaire, un organe dynamique et complexe, composé de nombreux types cellulaires intégrés dans un micro-environnement matriciel. Le lait est secrété au sein des alvéoles de la glande mammaire par les cellules épithéliales. On peut ainsi distinguer les cellules épithéliales luminales qui synthétisent les constituants du lait, les cellules épithéliales basales présentes au niveau des canaux galactophores et les cellules myo-epithéliales localisées en bordure des acini et servant à l’éjection du lait. D’autres populations de cellules bordent ces cellules épithéliales : les fibroblastes qui permettent le soutien des cellules entre elles (production de matrice extracellulaire), les adipocytes stockant les réserves et les cellules endothéliales qui apportent les nutriments à la glande mammaire. Toutes ces populations contribuent par leur fonction à la production du lait.

Les capacités proliférative et régénérative du tissu mammaire au cours des cycles reproductifs et des lactations font de la glande mammaire un organe unique lui permettant de renouveler 50 % de ses cellules au cours d’une lactation (Capuco et al., 2001). Il existe dans l’épithélium mammaire des cellules souches capables de s’auto-renouveler et qui participent grandement à la plasticité du tissu pendant les cycles de reproduction (gestation, lactation, involution). Il a été établi que les cellules souches épithéliales étaient capables de se différencier en cellules progénitrices, des cellules engagées dans une voie de différenciation mais gardant des capacités de prolifération importantes, et que ces cellules donnaient naissance aux cellules épithéliales différenciées responsables de la synthèse du lait (Capuco et al., 2012).
Le rôle des cellules souches mammaires adultes et leurs progénitrices a été largement étudiée dans les modèles murins et humains. Cependant, le devenir et la plasticité de ces cellules au cours d’un cycle de lactation ne sont pas encore caractérisés chez la vache laitière. Ainsi, le lignage et la caractérisation fonctionnelle des populations épithéliales mammaires, de la cellule souche aux cellules différenciées permettrait d’établir précisément le phénotype de la glande mammaire en fonction d’un stade physiologique particulier.

Les objectifs de la thèse

• d’identifier des marqueurs de surface spécifiques des différents types cellulaires présents au sein de la glande mammaire
• d’isoler et caractériser in vitro ces différents types cellulaires à partir d’explants mammaires
• d’étudier leur potentiel de différenciation/dédifférenciation/transdifférenciation in vitro

La finalité de ce projet est d'identifier des marqueurs des cellules souches mammaires pour prédire et déceler le potentiel laitier. Ce projet fournira ainsi des données pour notre compréhension de la fonction des cellules souches chez les ruminants et  contribuera au développement de biomarqueurs pour l'amélioration de la mammogenèse et de la production laitière.

Laurence Finot, technicienne de laboratoire dans l’UMR travaille sur ce sujet de thèse depuis le mois de septembre 2015 pour une durée de 3 ans. Elle est encadrée par Frédéric Dessauge dans l’équipe lactation.

Bibliographie

• Capuco AV, Wood DL, Baldwin R, McLeod K and Paape MJ 2001. Mammary cell number, proliferation, and apoptosis during bovine lactation: relation to milk production and effect of bST. Journal of Dairy Science 84, 2177-2187. (DOI)
• Capuco AV, Choudhary RK, Daniels KM, Li RW and Evock-Clover CM 2012. Bovine mammary stem cells: cell biology meets production agriculture. Animal 6:3, 382-393. (DOI)

Contact

Laurence Finot, laurence.finot[at]rennes.inra.fr (doctorante)
Frédéric Dessauge, frederic.dessauge[at]rennes.inra.fr (encadrant)