Controle des stades precoces de l'hematopoiese humaine par le tgf-1 contribution a la caracterisation phenotypique et fonctionnelle d'une sous-population de progeniteurs primitifs quiescents possedant un potentiel hematopoietique important

par Nicolas Fortunel

Thèse de doctorat en Sciences biologiques fondamentales et appliquées

Sous la direction de Jacques Hatzfeld.

Soutenue en 2000

à Paris 11 .

mots clés

Résumé

L'hematopoiese est un processus dynamique qui assure le renouvellement continuel de grandes quantites de cellules sanguines matures, a partir d'un compartiment restreint de cellules souches et de progeniteurs indifferencies. Un reseau de regulation complexe integrant des signaux a la fois positifs et negatifs intervient pour controler precisement cette production et maintenir l'homeostasie du tissu hematopoietique. En situation physiologique in vivo, les cellules les plus primitives du systeme hematopoietique sont principalement dans un etat de quiescence ou presentent une faible activite de division, malgre leur fort potentiel de proliferation. Le tgf-1 pour transforming growth factor-1 semble etre un bon candidat pour controler cet etat de quiescence. En effet, des alterations au niveau de sa voie de signalisation sont souvent associees a la transformation neoplasique de cellules hematopoietiques precoces. Cependant, les mecanismes par lesquels le tgf-1 controle le cycle cellulaire et le developpement des progeniteurs hematopoietiques restent incompletement caracterises. Une analyse des profils de dose-reponse au tgf-1 a ete realisee sur differents types de progeniteurs hematopoietiques, depuis le stade de progeniteur erythro-myeloide multipotent possedant un fort potentiel de proliferation jusqu'a celui de progeniteur plus tardif unipotent. Lorsque de tres faibles concentrations de tgf-1 sont utilisees (10-30 pg/ml), son effet anti-proliferatif est preferentiellement cible sur les progeniteurs les plus primitifs. De plus, l'utilisation d'anticorps bloquants diriges contre le tgf-1 lui meme (anti-tgf-1) ou contre son recepteur de type ii a la surface des cellules (anti-tr-ii) permet la mise en cycle d'une population cellulaire primitive non detectee dans un test de culture a court terme classique de 2 a 3 semaines. Suite a un traitement par un anti-tgf-1 ou un anti-tr-ii, ces progeniteurs, que nous appelons cellules hpp-q pour high proliferative potential-quiescent (hpp-q) cells, entrent dans une phase de division active et donnent naissance a des clones macroscopiques. Des etudes moleculaires ont montre que le tgf-1 maintient les cellules hpp-q dans un etat de faible activite mitotique via une modulation negative de l'expression de plusieurs recepteurs de cytokines (flt3, ril-6, mpl) a la surface des cellules, empechant ainsi une reponse rapide a leurs ligands respectifs (fl, il-6, tpo). Inversement, l'effet de l'anti-tgf-1 se traduit par une modulation positive de l'expression de ces recepteurs, ce qui accroit la sensibilite des cellules hpp-q aux facteurs de croissance mitogeniques. En plus de sa capacite a inhiber la proliferation des progeniteurs hematopoietiques primitifs, le tgf-1 semble ralentir leur engagement vers la differenciation. Nous avons en effet observe que, lorsqu'il est associe a une combinaison de facteurs de croissance stimulant non seulement la proliferation mais aussi la maturation, le tgf-1 augmente le niveau d'expression du marqueur d'immaturite cd34 a la surface des progeniteurs. De plus, il favorise le maintien d'une sous-population de cellules qui conservent un phenotype cd34 f o r t apres 3 a 4 divisions successives, alors qu'elles echappent a son effet anti-proliferatif. Ces resultats suggerent que le tgf-1 participe a la gestion de la reserve de cellules hematopoietiques primitives, en controlant de facon independante leur proliferation et leur etat d'immaturite.

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