La durée de vie des éléments formés est très brève. Bien qu’un type de leucocyte appelé cellule mémoire puisse survivre pendant des années, la plupart des érythrocytes, leucocytes et plaquettes ne vivent normalement que quelques heures à quelques semaines. L’organisme doit donc former de nouvelles cellules sanguines et plaquettes rapidement et en permanence. Lorsque vous donnez une unité de sang lors d’une collecte (environ 475 ml, soit environ une pinte), votre organisme remplace généralement le plasma donné dans les 24 heures, mais il faut environ 4 à 6 semaines pour remplacer les cellules sanguines. Cela limite la fréquence à laquelle les donneurs peuvent donner leur sang. Le processus par lequel ce remplacement se produit est appelé hémopoïèse, ou hématopoïèse (de la racine grecque haima- = « sang » ; -poiesis = « production »).

Sites de l’hémopoïèse

Avant la naissance, l’hémopoïèse se produit dans un certain nombre de tissus, en commençant par le sac vitellin de l’embryon en développement, et en continuant dans le foie fœtal, la rate, le tissu lymphatique, et finalement la moelle osseuse rouge. Après la naissance, la plupart des hémopoïèses se produisent dans la moelle rouge, un tissu conjonctif situé dans les espaces du tissu osseux spongieux (spongieux). Chez l’enfant, l’hémopoïèse peut se produire dans la cavité médullaire des os longs ; chez l’adulte, le processus est largement limité aux os crâniens et pelviens, aux vertèbres, au sternum et aux épiphyses proximales du fémur et de l’humérus.

Tout au long de l’âge adulte, le foie et la rate conservent leur capacité à générer les éléments formés. Ce processus est appelé hémopoïèse extramédullaire (signifiant hémopoïèse en dehors de la cavité médullaire des os adultes). Lorsqu’une maladie telle que le cancer des os détruit la moelle osseuse, entraînant un échec de l’hémopoïèse, une hémopoïèse extramédullaire peut être initiée.

Différenciation des éléments formés à partir des cellules souches

Tous les éléments formés proviennent des cellules souches de la moelle osseuse rouge. Rappelons que les cellules souches subissent une mitose plus une cytokinèse (division cellulaire) pour donner naissance à de nouvelles cellules filles : L’une d’entre elles reste une cellule souche et l’autre se différencie en un certain nombre de types cellulaires différents. Les cellules souches peuvent être considérées comme occupant un système hiérarchique, avec une certaine perte de la capacité à se diversifier à chaque étape. La cellule souche totipotente est le zygote, ou œuf fécondé. La cellule souche totipotente (toti- = « tout ») donne naissance à toutes les cellules du corps humain. Le niveau suivant est la cellule souche pluripotente, qui donne naissance à de multiples types de cellules du corps et à certaines membranes fœtales de soutien. Au-dessous de ce niveau, la cellule mésenchymateuse est une cellule souche qui ne se développe que dans les types de tissu conjonctif, y compris le tissu conjonctif fibreux, les os, le cartilage et le sang, mais pas l’épithélium, les muscles et le tissu nerveux. Un cran plus bas dans la hiérarchie des cellules souches se trouve la cellule souche hématopoïétique, ou hémocytoblaste. Tous les éléments formés du sang proviennent de ce type spécifique de cellule.

L’hémopoïèse commence lorsque la cellule souche hémopoïétique est exposée à des stimuli chimiques appropriés collectivement appelés facteurs de croissance hémopoïétiques, qui l’incitent à se diviser et à se différencier. L’une des cellules filles reste une cellule souche hématopoïétique, permettant à l’hémopoïèse de se poursuivre. L’autre cellule fille devient l’un des deux types de cellules souches plus spécialisées (figure 1) :

• Les cellules souches lymphoïdes donnent naissance à une classe de leucocytes connus sous le nom de lymphocytes, qui comprennent les différentes cellules T, les cellules B et les cellules tueuses naturelles (NK), qui fonctionnent toutes dans l’immunité. Cependant, l’hémopoïèse des lymphocytes progresse quelque peu différemment du processus pour les autres éléments formés. En bref, les cellules souches lymphoïdes migrent rapidement de la moelle osseuse vers les tissus lymphatiques, notamment les ganglions lymphatiques, la rate et le thymus, où leur production et leur différenciation se poursuivent. Les cellules B sont ainsi nommées car elles arrivent à maturité dans la moelle osseuse, tandis que les cellules T arrivent à maturité dans le thymus.
• Les cellules souches myéloïdes donnent naissance à tous les autres éléments formés, notamment les érythrocytes ; les mégacaryocytes qui produisent les plaquettes ; et une lignée de myéloblastes qui donne naissance aux monocytes et à trois formes de leucocytes granuleux : les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles.

Les cellules souches lymphoïdes et myéloïdes ne se divisent pas immédiatement et se différencient en éléments formés matures. Comme vous pouvez le voir sur la figure 1, il existe plusieurs stades intermédiaires de cellules précurseurs (littéralement, cellules précurseurs), dont beaucoup peuvent être reconnues par leurs noms, qui ont le suffixe -blast. Par exemple, les mégacaryoblastes sont les précurseurs des mégacaryocytes, et les proérythroblastes deviennent des réticulocytes, qui éjectent leur noyau et la plupart des autres organites avant de mûrir en érythrocytes.

Facteurs de croissance hémopoïétiques

Le développement des cellules souches aux cellules précurseurs aux cellules matures est à nouveau initié par les facteurs de croissance hémopoïétiques. Il s’agit notamment des suivants :

• L’érythropoïétine est une hormone glycoprotéique sécrétée par les cellules fibroblastiques interstitielles des reins en réponse à un faible taux d’oxygène. Elle incite à la production d’érythrocytes. Certains athlètes utilisent de l’érythropoïétine synthétique pour améliorer leurs performances (ce qu’on appelle le dopage sanguin) afin d’augmenter le nombre de globules rouges et, par conséquent, l’apport d’oxygène aux tissus de l’organisme. L’érythropoïétine est une substance interdite dans la plupart des sports organisés, mais elle est également utilisée médicalement dans le traitement de certaines anémies, spécifiquement celles déclenchées par certains types de cancer, et d’autres troubles dans lesquels une augmentation du nombre d’érythrocytes et des niveaux d’oxygène est souhaitable.
• La thrombopoïétine, une autre hormone glycoprotéique, est produite par le foie et les reins. Elle déclenche le développement des mégacaryocytes en plaquettes.
• Les cytokines sont des glycoprotéines sécrétées par une grande variété de cellules, notamment la moelle osseuse rouge, les leucocytes, les macrophages, les fibroblastes et les cellules endothéliales. Elles agissent localement comme des facteurs autocrines ou paracrines, en stimulant la prolifération des cellules progénitrices et en aidant à stimuler la résistance non spécifique et spécifique à la maladie. Il existe deux grands sous-types de cytokines appelés facteurs de stimulation des colonies et interleukines.
  • Les facteurs de stimulation des colonies (FSC) sont des glycoprotéines qui agissent localement, comme des facteurs autocrines ou paracrines. Certains déclenchent la différenciation des myéloblastes en leucocytes granulaires, à savoir les neutrophiles, les éosinophiles et les basophiles. On parle alors de LCR granulocytaires. Un LCR différent induit la production de monocytes, appelés LCR monocytaires. Les granulocytes et les monocytes sont stimulés par le GM-CSF ; les granulocytes, les monocytes, les plaquettes et les érythrocytes sont stimulés par le multi-CSF. Des formes synthétiques de ces hormones sont souvent administrées aux patients atteints de diverses formes de cancer qui reçoivent une chimiothérapie afin de relancer leur taux de globules blancs.
  • Les interleukines sont une autre classe de molécules de signalisation des cytokines importantes dans l’hémopoïèse. On pensait initialement qu’elles étaient sécrétées uniquement par les leucocytes et qu’elles communiquaient uniquement avec d’autres leucocytes, et elles ont été nommées en conséquence, mais on sait maintenant qu’elles sont produites par une variété de cellules, y compris la moelle osseuse et l’endothélium. Les chercheurs soupçonnent désormais les interleukines de jouer d’autres rôles dans le fonctionnement de l’organisme, notamment la différenciation et la maturation des cellules, la production de l’immunité et l’inflammation. À ce jour, plus d’une douzaine d’interleukines ont été identifiées, et d’autres suivront probablement. Elles sont généralement numérotées IL-1, IL-2, IL-3, etc.

Affets indésirables du dopage sanguin

Le simple fait d’augmenter le nombre de globules rouges dans le sang peut être associé au syndrome d’hyperviscosité qui se caractérise par une augmentation de la viscosité du sang et une diminution du débit cardiaque et de la vitesse du flux sanguin, ce qui entraîne une réduction de l’apport périphérique en oxygène. Cela augmente les risques de crise cardiaque, d’accident vasculaire cérébral, de phlébite et d’embolie pulmonaire, qui ont été observés dans les cas où une trop grande quantité de sang est réintroduite dans la circulation sanguine. Étant donné que le dopage sanguin augmente le volume des globules rouges, il introduit effectivement une condition appelée polyglobulie, un trouble sanguin qui a des conséquences néfastes connues telles que les crises cardiaques ou les accidents vasculaires cérébraux. La contamination du sang pendant la préparation ou le stockage est un autre problème. En 2002, une contamination a été observée dans une transfusion de globules rouges sur 500 000. La contamination du sang peut entraîner une septicémie ou une infection qui affecte l’ensemble du corps.

-Wikipedia

Prélèvements et greffes de moelle osseuse

Parfois, un fournisseur de soins de santé demandera une biopsie de la moelle osseuse, un test de diagnostic d’un échantillon de moelle osseuse rouge, ou une greffe de moelle osseuse, un traitement dans lequel la moelle osseuse saine d’un donneur – et ses cellules souches – remplace la moelle osseuse défectueuse d’un patient. Ces tests et procédures sont souvent utilisés pour aider au diagnostic et au traitement de diverses formes graves d’anémie, comme la thalassémie majeure et la drépanocytose, ainsi que de certains types de cancer, en particulier la leucémie.

Auparavant, lorsqu’un prélèvement ou une greffe de moelle osseuse était nécessaire, la procédure nécessitait l’insertion d’une aiguille de gros calibre dans la région proche de la crête iliaque des os du bassin (os coxae). Cet emplacement a été préféré, car sa situation proche de la surface du corps le rend plus accessible, et il est relativement isolé de la plupart des organes vitaux. Malheureusement, la procédure est assez douloureuse.

Maintenant, le prélèvement direct de la moelle osseuse peut souvent être évité. Dans de nombreux cas, les cellules souches peuvent être isolées en quelques heures seulement à partir d’un échantillon de sang du patient. Les cellules souches isolées sont ensuite cultivées en utilisant les facteurs de croissance hémopoïétiques appropriés, puis analysées ou parfois congelées pour une utilisation ultérieure.

Pour une personne nécessitant une greffe, un donneur compatible est essentiel pour empêcher le système immunitaire de détruire les cellules du donneur – un phénomène connu sous le nom de rejet tissulaire. Pour traiter les patients avec des greffes de moelle osseuse, il est d’abord nécessaire de détruire la moelle malade du patient par radiothérapie et/ou chimiothérapie. Les cellules souches de la moelle osseuse du donneur sont ensuite perfusées par voie intraveineuse. À partir de la circulation sanguine, elles s’établissent dans la moelle osseuse du receveur.

Revue de chapitre

Par le processus d’hémopoïèse, les éléments formés du sang sont continuellement produits, remplaçant les érythrocytes, les leucocytes et les plaquettes à durée de vie relativement courte. L’hémopoïèse commence dans la moelle osseuse rouge, avec des cellules souches hématopoïétiques qui se différencient en lignées myéloïdes et lymphoïdes. Les cellules souches myéloïdes donnent naissance à la plupart des éléments formés. Les cellules souches lymphoïdes ne donnent naissance qu’aux différents lymphocytes désignés comme cellules B et T, et cellules NK. Les facteurs de croissance hématopoïétiques, notamment l’érythropoïétine, la thrombopoïétine, les facteurs de stimulation des colonies et les interleukines, favorisent la prolifération et la différenciation des éléments formés.

Autocontrôle

Réponds à la ou aux questions ci-dessous pour voir dans quelle mesure tu comprends les sujets abordés dans la section précédente.

Glossaire

biopsie de la moelle osseuse : test diagnostique d’un échantillon de moelle osseuse rouge

greffe de moelle osseuse : traitement dans lequel la moelle osseuse saine d’un donneur avec ses cellules souches remplace la moelle osseuse malade ou endommagée d’un patient

facteurs de stimulation des colonies (FSC) : glycoprotéines qui déclenchent la prolifération et la différenciation des myéloblastes en leucocytes granuleux (basophiles, neutrophiles et éosinophiles)

cytokines : classe de protéines qui agissent comme des molécules de signalisation autocrine ou paracrine ; dans le système cardiovasculaire, elles stimulent la prolifération des cellules progénitrices et aident à stimuler la résistance non spécifique et spécifique à la maladie

érythropoïétine (EPO) : glycoprotéine qui déclenche la production de GR par la moelle osseuse ; sécrétée par le rein en réponse à un faible taux d’oxygène

hémocytoblaste : cellule souche hématopoïétique qui donne naissance aux éléments formés du sang

hémopoïèse : production des éléments formés du sang

facteurs de croissance hémopoïétique : signaux chimiques comprenant l’érythropoïétine, la thrombopoïétine, les facteurs de stimulation des colonies et les interleukines qui régulent la différenciation et la prolifération de cellules progénitrices sanguines particulières

cellule souche hémopoïétique : type de cellule souche pluripotente qui donne naissance aux éléments formés du sang (hémocytoblaste)

interleukines : molécules de signalisation qui peuvent fonctionner dans l’hémopoïèse, l’inflammation et les réponses immunitaires spécifiques

cellules souches lymphoïdes : type de cellules souches hémopoïétiques qui donne naissance aux lymphocytes, y compris diverses cellules T, cellules B et cellules NK, qui fonctionnent toutes dans l’immunité

cellules souches myéloïdes : type de cellule souche hématopoïétique qui donne naissance à certains éléments formés, notamment les érythrocytes, les mégacaryocytes qui produisent les plaquettes, et une lignée de myéloblastes qui donne naissance aux monocytes et à trois formes de leucocytes granulaires (neutrophiles, éosinophiles et basophiles)

cellule souche pluripotente : cellule souche qui dérive de cellules souches totipotentes et qui est capable de se différencier en de nombreux types de cellules, mais pas tous

cellule souche totipotente : cellule souche embryonnaire qui est capable de se différencier en n’importe quelles cellules du corps et en toutes ; permettant le développement complet d’un organisme

thrombopoïétine : hormone sécrétée par le foie et les reins qui incite le développement des mégacaryocytes en thrombocytes (plaquettes)

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