Les globules rouges portent de l'oxygène des poumons à tous les autres organes, et les cellules souches formant le sang doivent faire environ 200 milliards de nouvelles globules rouges chaque jour pour maintenir l'oxygène.
Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont supposé que la production de sang avait eu lieu dans la moelle osseuse. Mais maintenant, les chercheurs de l'UCSF montrent que cela se produit également dans les poumons.
Ils ont trouvé des cellules souches hématopoïétiques (CSH) dans le tissu pulmonaire humain qui fabriquent des globules rouges, ainsi que des mégacaryocytes, qui produisent les plaquettes qui forment des caillots sanguins. Les résultats apparaissent le 27 février Sang.
L'œuvre, qui a été soutenue par le National Heart, Lung et Blood Institute (NHLBI) des National Institutes of Health (NIH), suggère que les poumons pourraient être une puissante source de transplantations de cellules souches vitales.
Pendant des décennies, les greffes de moelle osseuse ont été une lynchpin dans le traitement des cancers comme la leucémie. Les CSH pulmonaires pourraient s'avérer être un deuxième réservoir significatif de ces précieuses cellules souches. «
Mark Looney, MD, professeur de médecine et de médecine de laboratoire à l'UCSF et auteur principal du journal
De la souris à l'homme
En 2017, l'équipe de l'UCSF a trouvé des cellules dans le poumon de la souris faisant 50% des plaquettes de la souris.
Ils ont également découvert des cellules souches pulmonaires chez la souris qui ont fait tous les constituants du sang, y compris les globules rouges, les mégacaryocytes et plusieurs types de cellules immunitaires.
Le groupe de Looney voulait prouver que cela se produisait également chez les gens. Ils ont donc obtenu des échantillons donnés de poumon, de moelle osseuse et de sang, et ont comparé ce qu'ils ont trouvé dans chaque tissu.
Crératignant un volume de tissu pulmonaire de taille de golf, les scientifiques ont trouvé des cellules souches dans le poumon qui ressemblaient fortement aux CSH bien connus de la moelle osseuse. Étonnamment, les CSH ont été trouvés à des taux similaires dans les poumons et la moelle osseuse.
« Les CSH pulmonaires n'étaient pas des seuls – ils étaient une présence fiable dans les poumons », a déclaré Catharina Conrad, MD, PhD, boursier postdoctoral dans le laboratoire de Looney et premier auteur du journal. « Mais nous avions encore besoin de savoir qu'ils étaient réellement capables de faire du sang. »
Ainsi, les scientifiques ont amadalisé les CSH des poumons et de la moelle osseuse pour mûrir dans les boîtes de Pétri et ont constaté que les CSH pulmonaires étaient productifs tout comme les CSH de la moelle osseuse.
« Les deux types de CSH ont prospéré dans notre expérience de cellules souches standard, mais les colonies HSC pulmonaires ont fait plus de globules rouges et de mégacaryocytes, tandis que les colonies de moelle osseuse avaient tendance à faire plus de cellules immunitaires », a déclaré Looney.
Les CSH pulmonaires humains pourraient également restaurer la moelle osseuse chez les souris déficientes en HSC. La découverte a confirmé la découverte antérieure de Looney que le poumon de souris et la moelle osseuse se complétaient dans la production de sang, même en envoyant des cellules souches pour se restaurer.
« Nous pensons que ces CSH pourraient être un réservoir d'hématopoïèse dans un organe particulier, dans ce cas le poumon, qui est activé chaque fois que le corps a besoin de plus de partie du sang, que ce soit des plaquettes, des globules rouges ou des cellules immunitaires », a déclaré Looney.
Apprendre à connaître le nouveau HSC en ville
Pour montrer que les CSH pulmonaires résidaient vraiment dans le poumon et n'étaient pas seulement des évasion de la moelle osseuse, Conrad et Looney ont cherché les CSH dans les échantillons de tissus pulmonaires humains.
Ils les ont trouvés entre les vaisseaux sanguins dans un arrangement qui rappelait ce qui est observé dans la moelle osseuse.
« Ils semblent vraiment y vivre et ne passaient que passer », a déclaré Conrad.
Enfin, l'équipe a analysé la production de greffes de moelle osseuse de routine, qui commencent aujourd'hui par un tirage au sang d'un donneur suivi d'un écran pour les cellules souches.
Remarquablement, près d'un cinquième des cellules souches isolées pour la greffe de moelle osseuse portait la signature des CSH pulmonaires – ce qui suggère que les cellules des « transplantations de moelle osseuse » ne sont pas seulement à partir de la moelle osseuse.
Il y a beaucoup plus à apprendre sur les CSH pulmonaires. Les différentes piscines de CSH pourraient-elles jouer différents rôles thérapeutiques en médecine? Pourquoi les poumons eux-mêmes ont-ils besoin de faire du sang?
« Les poumons sont essentiels à la circulation sanguine, il est donc alléchant de voir les CSH pulmonaires comme un réservoir d'urgence pour la production de globules rouges et de plaquettes », a déclaré Looney. « Maintenant que nous savons qu'ils existent, cela ouvre de nombreuses nouvelles opportunités pour une thérapie, la transplantation de cellules souches hématopoïétiques, qui est très couramment utilisée pour les patients ayant besoin. »
