Rôle des basses concentrations en oxygène dans la préservation et la quiescence des cellules souches hématopoïétiques

L'hématopoièse siège dans la moelle osseuse et assure la production continue des cellules sanguines à partir des cellules souches hématopoiétiques (CSH). Les CSH sont caractérisées par leur capacité de greffe hématopoiétique à long terme, et leur maintien à vie dépend de 2 équilibres fonctionnels majeurs : autorenouvellement/différentiation et quiescence/prolifération. La différenciation hématopoiétique suit schématiquement le gradient en oxygène (O2) médullaire, les CSH se trouvant à proximité de l'endoste dans des zones peu oxygénées, et les progéniteurs engagés dans des zones médullaires juxta-vasculaires plus oxygénées (4-5 % d'O2). Ces concentrations d'O2 sont primordiales dans le contrôle et la préservation de l'homéostasie hématopoiétique. Nous avons montré que la culture à 0,9 % d'O2 maintient des progéniteurs primitifs et des CSH capables de reconstitution hématopoiétique, alors que la culture à 20 % d'O2 entraîne leur disparition. Cette disparition est indépendante d'une boucle de VEGF autocrine ou paracrine, et non modifiée par l'addition de VEGF165 exogène. Certains de nos clients inattendus suggèrent que des molécules mimétiques de "l'hypoxie", présentes dans certains milieux, permettent le maintien voire l'expansion des CSH en culture à 20 % d'O2. D'autre part, à très basses concentrations d'oxygène (0,1 % d'O2), les cellules hématopoiétiques primitives entrent en quiescence. Nous avons montré sur une lignée hématopoiétique primitive (FDCP-mix) que cette quiescence est associée à une hypophosphorylation de la protéine du rétinoblastome (pRb) et une augmentation de p27, sans induction d'apoptose.Haematopoiesis occurs in the bone marrow and allows the permanent and controlled production of peripheral blood cells from haematopoietic stem cell (HSC). HSC are characterized by their long term hematopoietic reconstitution capacity, and their maintenance depends on 2 major functional equilibriums : self-renewal vs differentiation, and quiescence vs proliferation. Haematopoietic differentiation follows the oxygen (O2) gradient in the bone marrow : most primitive cells reside in low oxygenated endosteal areas, while differentiated haematopoietic cells are located in more oxygenated (4-5 % O2) juxta-vascular areas. These oxygen tensions are central in control and preservation of hematopoietic homeostasis. We confirm that culture at 0,9 % O2 maintains primitive progenitors and haematopoietic stem cell capable of hematopoietic reconstitution, while culture at 20 % O2 makes them disappear. Hypoxia-related HSC preservation is independent of a paracrine or autocrine VEGF loop, and is not modified by VEGF165 addition in the culture, whatever the O2 concentration. Furthermore, some of our unexpected results suggest that some media contain hypoxia-mimicking molecules that could maintain and even expend HSC in 20 % O2 culture. In addition, very low oxygen tension (0,1 % O2) induces primitive haematopoietic cell quiescence. We showed that in an haematopoietic primitive cell line (FDCP-mix), this quiescence is associated with retinoblastoma (Rb) protein hypophosphorylation and increased p27 expression, without apoptosis induction.BORDEAUX2-BU Santé (330632101) / SudocSudocFranceF