Thèse: Les cancers pelviens ont une prévalence élevée et sont principalement traités par radiothérapie. Si elle permet un contrôle de la tumeur, la radiothérapie peut également provoquer des lésions aux tissus sains environnants, entrainant des complications invalidantes définies comme une maladie à part entière, la «Pelvic Radiation Disease» ou PRD. Aujourd'hui, il n'existe pas de traitement curatif pour cette pathologie fibrosante. Ce projet vise à étudier le microenvironnement du côlon après irradiation afin d'identifier, à terme, des cibles thérapeutiques pour la prise en charge des séquelles coliques de la PRD. Pour ce projet, un modèle de souris développant des lésions coliques fibrosantes similaires à celles observées chez les patients atteints de PRD a été mis au point. Il consiste en une irradiation colorectale localisée en dose unique de 26Gy. Nous avons défini 2 temps d'étude post-irradiation : à 2 semaines afin d'étudier les effets aigus de l'irradiation ainsi que le processus de régénération et 12 semaines pour étudier la fibrose. Des études histologiques ont permis de caractériser les lésions muqueuses avec un ulcère profond à 2 semaines, et des remaniements fibreux à 12 semaines. Aux 2 temps étudiés, un processus de prolifération accru et désordonné a été observé ainsi qu'un déficit en protéines de jonctions épithéliales suggérant un défaut de la fonction de barrière. Nous avons démontré l'impact du microenvironnement colique irradié sur les processus de prolifération et de différenciation épithélial par un système de coculture avec des organoïdes coliques suivi par vidéo-microscopie. Nos résultats ont permis de valider les observations in vivo, à savoir une prolifération accrue des organoïdes en présence de stroma issus de souris 12 semaines post-irradiation. Afin de caractériser les cellules mésenchymateuses du stroma après irradiation, des expériences de séquençage d'ARN sur cellule unique (à partir de cellules coliques triées EpCAM-CD45- et issues de colon total) et de transcriptomique spatiale ont été réalisées. Elles ont mis en évidence un nouveau marqueur, Edil3, spécifique de la population stromale majeure du côlon. Ce nouveau marqueur nous a permis de mieux caractériser cette population cellulaire en termes de fonction et de localisation au niveau du côlon sain. Nous avons proposé de la nommer Mésitocytes. Au temps précoce, nous avons établi que cette population pouvait se différencier vers un profil pro-inflammatoire appelé « IAF » pour «Inflammation-Associated Fibroblasts». Nous avons également observé une augmentation de l'expression de transcrits impliqués dans des fonctions cruciales telles que l'homéostasie épithéliale, l'angiogenèse et l'inflammation par la majorité des cellules mésenchymateuses. Les résultats montrent l'importance des signaux moléculaires prolifératifs issus des cellules endothéliales lymphatiques et des cellules musculaires lisses, notamment Grem-1. L'analyse de la phase chronique après irradiation, confirme l'augmentation des signaux prolifératifs par les cellules du stroma. De plus, un nouveau type de cellules fibroblastique associé à la fibrose a été observé, caractérisé par profil transcriptionnel différent des IAF observés en phase précoce. L'étude de l'impact de l'irradiation sur le compartiment épithélial a mis en évidence des modifications importantes au niveau de la population de colonocytes et l'émergence de cellules épithéliales avec un phénotype « revival », déjà décrit dans la littérature. De façon intéressante, ces populations ont des localisations spécifiques au niveau des cryptes en régénération. Nous avons également établi l'importance de gènes tels que Lypd8 et Anxa1 dans la progression des cellules épithéliales proliférantes vers un phénotype «revival». Des observations intéressantes issues des analyses de transcriptomique spatiale permettent également d'émettre des hypothèses quant au rôle des cellules immunitaires dans le processus de régénération épithélial.