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Posté par Isabelle le Lundi 23/06/2014 à 12:00
Comment une cellule souche voit rouge
De nombreuses situations médicales nécessitent un apport en globules rouges : anémies, accidents de la route ou chimiothérapie. Mais la pénurie de sang est réelle. Des chercheurs du monde entier s’attèlent donc à trouver des solutions pour pallier ces manques avec en ligne de mire (Une mire est un dispositif permettant la mesure des paramètres d'un système de reproduction d'images.) l'espoir de pouvoir créer à l'infini (Le mot « infini » (-e, -s ; du latin finitus, « limité »), est un adjectif servant à qualifier quelque chose qui...) globules rouges, plaquettes, etc., à partir de cellules souches et selon les besoins. Naomi Taylor, directrice de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) Inserm, et son équipe à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) de Génétique Moléculaire de Montpellier (CNRS/Université de Montpellier) viennent de franchir un pas dans cette étape. Ils montrent que deux substances: le glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est symbolisé par Glc. Il est directement assimilable par...) et la glutamine dictent le chemin pour qu'une cellule souche sanguine devienne un globule rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) ou au contraire donne d'autres types de cellules sanguines.


Illustration CNRS
La durée de vie (La vie est le nom donné :) d'une cellule sanguine peut être très variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une...): de plusieurs décennies pour certains lymphocytes à 120 jours pour un globule rouge, 8 jours pour les plaquettes, voire seulement 1 jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) pour les neutrophiles. Il faut donc que l'organisme renouvelle quotidiennement et spécifiquement certaines de ces cellules pour assurer les besoins en sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des animaux. Un humain adulte est doté...) « frais » tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en maintenant l'équilibre entre les différents types de cellules sanguines.

De nombreuses recherches ces dernières décennies se sont concentrées sur l'élucidation du rôle de certaines cytokines pour favoriser la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire avec l'addition, la soustraction et la division .) des cellules souches sanguines et leur différenciation soit en globule rouge, soit en « globules blancs » ou en cellules productrices de plaquettes. C'est ainsi que l'EPO est désormais bien connue pour stimuler et favoriser la multiplication des globules rouges tandis que le GM-CSF, par exemple, stimule la multiplication des cellules du type monocytes/macrophages, les fameuses cellules « nettoyeuses » circulantes. Les cytokines comme l'EPO ou le GM-CSF sont utilisées pour aider à la reconstitution hématopoïétique, après chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les tissus, notamment par incision et suture. Un médecin...), pendant une chimiothérapie anticancéreuse, après une greffe de moelle osseuse (La moelle osseuse est tissu situé au centre des os. Il y en a deux formes: la moelle jaune (tissu adipeux) qui prend le nom de moelle grise en vieillissant et la moelle rouge qui est responsable de...) ou encore lors d'une infection par le VIH, le virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme...) du SIDA par exemple.

Mais il semble que ces cytokines, pourtant déterminantes, ne suffisent pas à assurer l'aiguillage (Dans le monde des chemins de fer, pour faire passer un train d'une voie vers une autre, on utilise des aiguilles.) vers les différentes lignées sanguines. La question se pose alors des paramètres et facteurs complémentaires qui vont orienter plus efficacement les cellules souches hématopoïétiques vers un type cellulaire plutôt qu'un autre.

Au cours de la différenciation, de nombreuses divisions cellulaires ont lieu au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la Municipalité de Skive.) et à mesure que les cellules filles acquièrent leurs caractéristiques propres. Ce processus nécessite non seulement de l'énergie mais aussi des molécules telles que les acides aminés, des nucléotides et des lipides pour synthétiser respectivement les protéines, les ADN, les ARN et les membranes des nouvelles cellules. Dans cette étude, Leal Oburoglu, étudiante du laboratoire en dernière année de thèse, a montré que la glutamine, l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) aminé le plus abondant dans le sang, est indispensable pour qu'une cellule souche sanguine devienne un globule rouge, notamment car elle permet la production des nucléotides. Des tests menés en laboratoire in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la fécondation in...) puis in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in...) chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais aussi de...) ont montré que le blocage de l’utilisation de la glutamine ou de son transporteur (Un transporteur dirige une entreprise commerciale spécialisée dans le transport de personnes, de marchandises, de fonds ou d'énergie. Il exerce,...) empêche les cellules souches sanguines de devenir des globules rouges. Dans ces conditions, les cellules souches sanguines vont alors se différencier en cellules du type monocyte/macrophage.

A l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un...), si on empêche le glucose d'être dégradé pour fournir de l'énergie sous forme d'ATP (glycolyse), il permettra alors la synthèse des nucléotides. Ceci aura pour effet global d'augmenter la fabrication de globules rouges à partir des cellules souches hématopoïétiques (érythropoïèse).

En d'autres termes, l’utilisation coordonnée et ciblée de la glutamine et du glucose vers la synthèse des nucléotides permettrait à la cellule souche de fournir plus de globules rouges.

Pour la première fois, une étude met en lumière que les ressources métaboliques extérieures à la cellule déterminent le devenir de la cellule souche sanguine.

Pour Naomi Taylor et Sandrina Kinet qui ont coordonné cette étude: Il est passionnant de penser qu'on puisse un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les...) faire une différenciation « à la demande » des cellules du sang en influençant l'état métabolique de la cellule ».

Pour plus d'information voir: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1934590914002501

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Source: CNRS