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Posté par Isabelle le Vendredi 08/09/2017 à 12:00
Les vésicules extracellulaires: de nouveaux régulateurs des cellules souches du sang
Les cellules souches hématopoïétiques (CSH), sont intimement régulées par des cellules stromales selon des mécanismes encore peu connus. Une équipe de l'Institut de biologie Paris-Seine montre que les cellules stromales sécrètent des vésicules extracellulaires qui sont spécifiquement capturées par les CSH et dont le contenu régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) leurs propriétés. Cette étude qui ouvre la voie au ciblage des CSH normales et pathologiques par des molécules d'intérêt thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.), a été publiée le 3 juillet 2017 dans la revue The Journal of Cell Biology.


Figure: Microscopie électronique à transmission d'une cellule stromale supportrice des CSH. Un éclairage du cytoplasme révèle la présence de nombreux corps multi-vésiculaires. L'agrandissement de ces structures montre qu'ils contiennent des vésicules de plus petite taille qui sont sécrétées par les cellules stromales. Leur marquage (en vert) prouve qu'elles sont capturées par les cellules souches hématopoïétiques (dont la membrane plasmique est marquée en rouge).
© Sophie Gournet

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) constituent une rare population de cellules localisées dans la 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 l'hématopoïèse: cette...) chez l'adulte, responsable de la production tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de la vie (La vie est le nom donné :) des différentes lignées de cellules sanguines. Leur dérèglement peut également être à l'origine de diverses pathologies du système sanguin telles que les leucémies. Il est maintenant bien établi que les CSH résident dans des microenvironnements (appelés 'niches') constitués de cellules stromales. Ces dernières jouent un rôle essentiel dans la survie, l'auto-renouvellement et la différenciation des CSH. Décrypter le dialogue (Le dialogue est une communication entre deux ou plusieurs personnes ou groupes de personnes. Il doit y avoir au minimum un émetteur et un récepteur. Une donnée émise, c'est le message. Un code, c'est la langue et/ou le jargon. Un...) moléculaire qui s'établit entre les CSH et les cellules stromales en conditions physiologiques et pathologiques constitue un enjeu de tout premier plan en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) et en médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie),...) régénérative. Ce dialogue, qui met en jeu des molécules de signalisation et des processus de remodelage de la matrice extracellulaire et d'adhésion (En physique, l'adhésion est l'ensemble des phénomènes physico-chimiques qui se produisent lorsque l’on met en contact intime deux matériaux, dans le but de créer une résistance mécanique...) cellulaire, reste très largement méconnu.

Afin de mieux comprendre comment les cellules stromales régulent l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des CSH, les chercheurs de 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 institut.) de Biologie Paris-Seine ont utilisé des lignées de cellules stromales se différenciant clairement sur le plan fonctionnel par leur capacité unique à soutenir de façon robuste ou non les CSH ex vivo. Une lignée supportrice permet de conserver des CSH fonctionnelles en culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) pendant plusieurs jours (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...) alors qu'une lignée non supportrice entraine la perte de la capacité CSH et la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les organismes vivants,...) des cellules. En utilisant des approches de microscopie électronique, de cytométrie en flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les domaines suivants :) et de biologie moléculaire, les chercheurs révèlent que les deux types de cellules stromales (supportrices et non supportrices) produisent des vésicules extracellulaires (VE). De façon importante, les CSH capturent, selon un mécanisme encore inconnu, uniquement les VE sécrétées par les cellules stromales supportrices à la fois ex vivo et in vivo. Des approches de séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides...) à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne broadband) fait référence à des capacités d'accès à internet supérieures à celle de l'accès analogique par...) couplées à des analyses bioinformatiques montrent que les VE capturées par les CSH contiennent une signature moléculaire d'une grande complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique,...), incluant des ARN longs et courts, différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau des...) de la signature moléculaire de la cellule d'origine. Enfin, la combinaison (Une combinaison peut être :) de tests biologiques appropriés et l'analyse du transcriptome des CSH exposées ou non aux VE, montre que celles-ci régulent le potentiel des CSH (vraisemblablement en les protégeant de la mort cellulaire programmée) et influencent largement leur profil d'expression génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité...).

Cette étude met donc en évidence le rôle majeur joué par les VE d'origine stromale dans le dialogue entre les CSH et leur microenvironnement. Identifier les molécules transmises aux CSH via les VE et comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans l'adressage spécifique des VE vers les CSH constituent les prochains défis à relever par les chercheurs. Ces recherches devraient permettre des avancées majeures en médecine régénérative pour délivrer dans les CSH des molécules d'intérêt thérapeutique et/ou des facteurs permettant de les amplifier ex vivo à des fins de thérapie cellulaire (Dans le cadre des biothérapies, la thérapie cellulaire vise à soigner des cellules ou à soigner un organisme par l'apport de cellules modifiées ou au statut...).

Référence publication:
Extracellular vesicles of stromal origin target and support hematopoietic stem and progenitor cells.
Stik G, Crequit S, Petit L, Durant J, Charbord P, Jaffredo T, Durand C.
J Cell Biol. 2017 Jul 3;216(7):2217-2230. doi: 10.1083/jcb.201601109.

Contacts chercheurs:
- Charles Durand
- Stik Grégoire
- Pierre Charbord
- Thierry Jaffredo

Laboratoire de Biologie du Développement
CNRS UMR7622 - Inserm U 1156 – Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) P. et M. Curie
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Source: CNRS-INSB