À mesure que les gens vieillissent ou tombent malades, leur système immunitaire peut s’épuiser et devenir moins capable de combattre des virus comme la grippe ou le COVID-19. Dans une nouvelle étude sur la souris financée en partie par les National Institutes of Health et publiée dans Avancées scientifiquesdes chercheurs du laboratoire USC Stem Cell de Rong Lu décrivent comment une activité génétique spécifique pourrait potentiellement améliorer la production de cellules immunitaires.
Les cellules souches hématopoïétiques, ou CSH, produisent des cellules sanguines et immunitaires, mais toutes les CSH ne sont pas également productives. Nous voulions comprendre le mécanisme par lequel certaines cellules souches produisent plus de cellules immunitaires, tandis que d’autres cellules souches en produisent moins. »
Rong Lu, PhD, auteur correspondant de l’étude, professeur agrégé de biologie des cellules souches et de médecine régénérative, de génie biomédical, de médecine et de gérontologie à l’USC, et boursier de la Leukemia & Lymphoma Society
Avec cet objectif à l’esprit, le premier auteur Du Jiang, PhD, et ses collègues du Lu Lab de la Keck School of Medicine de l’USC ont mis au point de nouvelles techniques pour comprendre l’association quantitative entre la production de cellules immunitaires et l’expression des gènes chez les souris de laboratoire. Les scientifiques ont étiqueté les cellules souches individuelles avec des « codes-barres » génétiques pour suivre leur production de cellules immunitaires. Ils ont ensuite corrélé le suivi des codes-barres avec les mesures de l’activité d’expression des gènes. Ils ont également développé des approches bioinformatiques innovantes pour caractériser leur association quantitative.
En tirant parti de ces avancées techniques, les scientifiques ont identifié près de 40 gènes, y compris des gènes associés à des maladies telles que le syndrome myélodysplasique, un type de cancer provoqué par des cellules hématopoïétiques anormales, qui sont liés à la production de cellules immunitaires. Ils ont découvert des associations entre l’activité de ces gènes et la quantité et la variété des cellules immunitaires produites. Par exemple, certains gènes sont associés à la production de cellules lymphoïdes, d’autres à des cellules myéloïdes et d’autres encore à un équilibre sain entre divers types de cellules immunitaires.
Quelques gènes ont montré ce que les scientifiques ont décrit comme une « association constante » avec la production de lymphocytes uniquement. En d’autres termes, quel que soit le niveau de production de lymphocytes, l’expression des gènes a toujours été associée à la production de lymphocytes.
Quelques autres gènes avaient une « association discrète » uniquement avec la production de lymphocytes. Cela signifie que l’activité des gènes était associée à la production de lymphocytes dans une plage spécifique de niveaux de production de lymphocytes.
Le plus souvent, les gènes auraient une association « unimodale ou multimodale » avec la production de cellules immunitaires. Dans ces cas, qui impliquaient à la fois des cellules lymphoïdes et myéloïdes, l’activité des gènes n’était associée qu’à la production de cellules immunitaires à un ou plusieurs niveaux spécifiques de production de cellules immunitaires.
« Dans cette étude, nous montrons que la plupart des gènes associés à la production de cellules immunitaires ne sont associés qu’à des niveaux spécifiques de production de cellules immunitaires », a déclaré Jiang, qui a obtenu son doctorat au Lu Lab. « Nos découvertes peuvent éclairer des stratégies pour optimiser la greffe de moelle osseuse ; par exemple, en sélectionnant des cellules de moelle osseuse de donneur avec une activité génétique associée à des niveaux élevés et équilibrés de production de cellules immunitaires.
Les autres auteurs incluent Adnan Y. Chowdhury, Anna Nogalska, Jorge Contreras, Yeachan Lee, Mary Vergel-Rodriguez et Melissa Valenzuela du Lu Lab.
Le projet a été soutenu par un financement fédéral des National Institutes of Health (subventions R00HL113104, R01HL138225, R01HL135292, R01HL135292-S1, R35HL150826 et R01AG080982) et du National Cancer Institute (subvention P30CA014089). Un soutien supplémentaire est venu de la Leukemia & Lymphoma Society (subvention LLS-1370-20), du California Institute for Regenerative Medicine et des Hearst Foundations.
