Une vague transitoire d'hématopoïèse périnatale chez les vertébrés
Publié par Isabelle le 08/11/2019 à 14:00
Source: CNRS INSB

L'un des principaux défis de la médecine régénérative est de produire des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Dans le cadre d'une collaboration avec l'Institut Ubrecht (Pays Bas) les chercheurs démontrent l'existence d'une nouvelle vague (Une vague est un mouvement oscillatoire de la surface d'un océan, d'une mer ou d'un lac. Les vagues sont générées par le vent et ont une amplitude...) hématopoïétique à partir de cellules endothéliales hématogènes résidentes de 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...) du foetus tardif et du jeune adulte. Cette vague fait la jonction (La Jonction est un quartier de la ville de Genève (Suisse), son nom familier est "la Jonquille") entre la fin de l'hématopoïèse embryonnaire et le début de l'hématopoïèse médullaire chez le poulet (Un poulet est une jeune volaille, mâle ou femelle, de la sous-espèce Gallus gallus domesticus, élevé pour sa chair.) et 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 nombreuses espèces...). Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Nature Cell Biology.

Les greffes de CSH sont la réponse thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.) aux traitements de certaines hémopathies malignes ainsi qu'aux soins radio ou chimiothérapiques nécessaires pour traiter les tumeurs solides. La production contrôlée de CSH à partir de précurseurs pluripotents reste très difficile à réaliser in vitro et nécessite donc une meilleure compréhension de la production de CSH durant le développement.

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) sont des cellules multipotentes qui résident dans la moelle osseuse (MO) chez l'adulte et qui sont responsables de la production journalière de toutes les cellules hématopoïétiques.

L'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou zygote jusqu’au stade...) se développe en utilisant un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) de cellules hématopoïétiques issues d'une annexe embryonnaire, le sac vitellin, et cette production est nécessaire et suffisante pour assurer sa survie. Les premières CSH sont produites très tôt au cours du développement, en petit nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) à partir de cellules endothéliales spécialisées, qualifiées d'hématogènes (CEH), via une transition cellulaire, dite endothélio-hématopoïétique (TEH), qui se produit dans l'aorte de l'embryon. Ce petit pool de CSH est ensuite amplifié dans le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du creux épigastrique puis atteint l'hyponcondre et...) foetal avant d'aller coloniser, en fin de gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de l'œuf et la...), la moelle osseuse (MO) via un processus qui verra son plein fonctionnement quelques semaines après la naissance.

Pour savoir comment le foetus et le jeune adulte comblent cette "dépression hématopoïétique", les chercheurs ont utilisé une combinaison (Une combinaison peut être :) d'approches d'embryologie expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit d'approches de recherche basées sur...), génétiques, transcriptomiques et fonctionnelles en utilisant les modèles poulet et souris. A l'aide de microchirurgie, de marquages génétiques et d'imageries in vivo, ils ont identifié les somites comme sources du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) vasculaire de la MO. De manière inattendue, ils ont constaté que certaines cellules endothéliales dérivées des somites portaient un potentiel hématogène, i.e. des cellules capables de produire des CSH et des progéniteurs hématopoïétiques multipotents chez le foetus tardif / jeune adulte, via une TEH. Les cellules hématopoïétiques issues de cette TEH se caractérisent par une signature moléculaire spécifique proche des cellules endothéliales subissant une TEH et/ou des CSH récemment formées dans l'aorte embryonnaire. Elles présentent une expression proéminente de certains membres de la voie de signalisation Notch, de gènes spécifiques de l'endothélium et des facteurs de transcription impliqués dans la TEH.

Ces résultats démontrent donc l'existence d'une production hématopoïétique transitoire périnatale. Des CSH et des progéniteurs hématopoïétiques peuvent être générés de novo au cours des stades embryonnaires tardifs ou après la naissance, à partir de cellules endothéliales hématogènes d'origine somitique via une TEH similaire à celle qui se produit dans l'aorte de l'embryon. De plus cette vague hématopoïétique transitoire pourrait également contribuer à préparer les niches médullaires à accueillir les CSH amplifiées dans le foie foetal.

L'identification de toutes les étapes de la genèse des cellules souches hématopoïétiques ainsi que des événements moléculaires la contrôlant présente un intérêt fondamental et pourrait ouvrir des pistes pour la thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une personne souffrant d'un problème de santé, dans le but de l'aider à guérir, de minimiser ou de soulager ses...) de troubles hématopoïétiques.


© Thierry Jaffredo.
Figure: A-C: Localisation et devenir du mésoderme de la lame latérale (LPM, bleu) et du mésoderme pré-somitique (PSM, vert) à trois temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) représentatifs et équivalents du développement du poulet et de la souris. A: PSM et LPM dans des embryons de souris de 1,5 et E9 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 début (par rapport à minuit heure...) embryonnaires (E). LPM: mésoderme situé latéralement et ventralement par rapport au PSM. B: le PSM se subdivise en somites, qui donnent naissance aux muscles, aux vaisseaux et aux vertèbres. Les CE hémogéniques de l'aorte et les clusters hématopoïétique associés proviennent exclusivement de la LPM. C: chez les jeunes adultes, les os et la moelle proviennent de la LPM, le système vasculaire du PSM. La plupart des cellules souches et progéniteurs hématopoïétiques (CSPH) présents dans la moelle osseuse proviennent de l'aorte. Nous montrons une production de novo par l'endothélium de la moelle osseuse dérivé du PSM.

Pour en savoir plus:
In vivo generation of haematopoietic stem/progenitor cells from bone marrow-derived haemogenic endothelium
Yvernogeau L, Gautier R, Petit L, Khoury H, Relaix F, Ribes V, 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...) H, Charbord P, Michèle Souyri M, Robin C, Jaffredo T.
Nature Cell Biology, 4 Nov 2019 https://doi.org/10.1038/s41556-019-0410-6

Contact chercheur:
Thierry Jaffredo
Chercheur CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au Laboratoire de 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...) du développement (IBPS) - (CNRS / Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du théologien du XIIIe siècle Robert de Sorbon, le fondateur du collège de Sorbonne,...) Universités)
thierry.jaffredo at upmc.fr
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