Le rôle insoupçonné de la circulation sanguine

QUE LE COEUR se mette à battre très tôt chez l’embryon avant qu’une circulation soit nécessaire restait une curiosité jusqu’à présent. Deux équipes américaines de Boston, travaillant au Children’s Hospital, au Women’s Hospital et au Harvard Stem Cell Institute, viennent d’élucider ce mystère en mettant en lumière un rôle étonnant de la circulation sanguine au cours de l’embryogénèse. Il est apparu qu’à ce stade, chez la souris et le poisson, le flux sanguin stimulait la production de cellules souches hématopoïétiques au sein de l’intima aortique.

Pour mener leurs travaux, le Dr Leonard Zon et ses collègues ont choisi les poissons zèbres, une espèce qui présente une propriété très utile aux chercheurs : les embryons sont transparents et agglutinés par centaines, facilitant ainsi grandement l’observation scientifique. Sur un modèle d’embryons mutants dépourvus de circulation sanguine, appelés « silent heart », il s’est avéré que le nombre de cellules souches hématopoïétiques était anormalement bas. De plus, certains composés du sang se sont révélés capables de stimuler la production de ces cellules souches avant même la mise en fonction circulatoire : les donneurs de monoxyde d’azote (NO). Chez ces alevins mutés, les chercheurs ont ainsi constaté qu’en augmentant la concentration de NO, il y avait davantage de cellules souches hématopoïétiques. À l’inverse en inhibant la production de NO, leur quantité était encore plus faible.

Forces de cisaillement.

Parallèlement, l’ équipe du Dr George Daley a étudié la stimulation mécanique de la circulation sanguine sur des cellules souches d’embryons de souris. En s’exerçant à la surface des cellules de l’intima aortique, les forces de cisaillement ont ainsi entraîné in vitro l’expression de marqueurs spécifiques témoignant de la production de cellules pluripotentes hématopoïétiques. En réalisant la même expérience sur un modèle muté dépourvu de circulation sanguine, les chercheurs ont constaté que ces forces mécaniques permettaient de restaurer le nombre de cellules souches sanguines. Il est apparu de plus que l’effet des forces de cisaillement était amoindri si la production de NO était inhibée. De façon concordante avec la première équipe, ce gaz semble ainsi jouer un rôle prépondérant dans la production de cellules souches hématopoïétiques. Ces propriétés régulatrices et stimulantes du NO suggèrent qu’il pourrait être utilisé au cours de maladies hématologiques, en particulier lors des greffes de moelle.

Nature, édition avancée du 13 mai 2009. Cell, édition avancée du 13 mai 2009.