L’hypoxie influence le stock de cellules souches hématopoïétiques

Le micro-environnement médullaire, on le sait, conditionne le devenir des cellules souches hématopoïétiques (SCH), notamment l’influence de molécules comme les cytokines ou les molécules d’adhésion qui peuvent orienter vers la différenciation cellulaire. Les facteurs physico-chimiques sont moins étudiés et pourtant les travaux du professeur Zoran Ivanovic vont dans le sens d’un contrôle de l’homéostasie hématopoïétique (équilibre entre auto-renouvellement des cellules souches et leur différenciation) par les concentrations locales basses en oxygène.

Le professeur associé Zoran Ivanovic (Université Bordeaux II), qui venait donner aujourd’hui un séminaire au Généthon (Evry, 91), travaille depuis 15 ans sur les CSH et sur le maintien de leur équilibre au sein de la moelle osseuse.

Les expériences in vivo étant difficiles à réaliser, l’équipe de Z. Ivanovic travaille surtout sur des cultures cellulaires cultivées in vitro dans des chambres pressurisées reproduisant des conditions différentes d’atmosphère plus ou moins riche en oxygène.

Les différentes expériences réalisées sur des cellules murines et humaines sont principalement axées sur l’étude des cellules précurseurs hématopoïétiques CD34+ purifiées en cytométrie de flux.

Les résultats vont majoritairement dans le sens d’un contrôle par le taux d’oxygène du milieu de culture, de l’équilibre entre le stock de cellules souches primitives et le nombre de cellules précurseurs clonogéniques (celles qui vont se différencier en cellules spécialisées).

Pour résumer les expériences présentées, on peut dire que sous 20% d’oxygène ( «les conditions des cultures cellulaires classiques», a fait remarquer le professeur), les CSH vont dans le sens de la différenciation cellulaire, avec un épuisement des SCH primitives.

Sous 1% d’oxygène (conditions expérimentales artificielles mais qui existent dans certains tissus, notamment dans les niches médullaires reproduisant des micro-environnements d’hypoxie), la tendance est à une différenciation limitée et un auto-renouvellement des CSH, donc à une préservation de leur stock.

Z. Ivanovic est convaincu que chaque partie de l’organisme possèdent des concentrations en oxygène particulières influençant la différenciation des cellules souches (plus d’autres facteurs comme par exemple l’interleukine 3).

Sa théorie est que dans la moelle osseuse se succèdent des nids médullaires créant des conditions d’hypoxie différentes (niches), conduisant les cellules souches à entrer en différenciation de manière graduelle et rythmée, tout en permettant le maintien des stocks de CSH.

«La plasticité cellulaire en fonction des concentrations en oxygène représente selon le professeur une voie à exploiter dans la recherche sur la thérapie cellulaire, surtout quand on sait que certaines valeurs en O₂ conditionnent l’orientation de cellules souches en cellules musculaires squelettiques», a conclu Ivanovic.

Source: Généthon 26 juin 2002, Evry

PI