Dans une étude récente publiée dans le Journal de médecine expérimentale, des chercheurs aux États-Unis ont utilisé des modèles de souris pour comprendre comment la fragmentation du sommeil affecte les réponses immunologiques et les modifications épigénétiques des cellules souches et progénitrices hématopoïétiques (HSPC). Ils ont également mené un essai de restriction du sommeil chez l’homme pour déterminer la programmation HPSC et l’hématopoïèse.
Étude : Le sommeil exerce des effets durables sur la fonction et la diversité des cellules souches hématopoïétiques. Crédit d’image : Yuganov Konstantin/Shutterstock
Sommaire
Arrière plan
La privation de sommeil est connue pour avoir un impact sur la santé humaine à différents niveaux. Des études ont montré que le sommeil est nécessaire au fonctionnement optimal du système immunitaire, influençant les résultats des maladies cardiovasculaires (MCV), les maladies neurodégénératives et le cancer. Le sommeil est connu pour jouer un rôle dans la modulation de la synthèse de diverses molécules de signalisation de l’inflammation et de la réponse immunitaire.
La recherche sur la privation de sommeil et les maladies chez la souris a montré qu’un sommeil suffisant réduit le cycle des HPSC dans la moelle osseuse, limitant la leucocytose. Il a également été observé qu’il réduisait les lésions dans les maladies cardiovasculaires athéroscléreuses chez la souris et l’homme en abaissant les concentrations sanguines de monocytes et de neutrophiles.
Malgré la pléthore de preuves liant le sommeil à divers résultats de maladies et à la santé globale, la perturbation chronique du sommeil est un problème prédominant de l’ère moderne. Des découvertes récentes qui suggèrent que le sommeil de rattrapage ne compense pas le sommeil perturbé soulignent davantage le rôle du sommeil sur la santé humaine. Cependant, les mécanismes cellulaires et épigénétiques par lesquels le manque de sommeil affecte le système immunitaire restent inexplorés.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont quantifié les états de sommeil et d’éveil et les périodes de transition en mesurant les signaux d’électroencéphalographie (EEG) et d’électromyographie (EMG) du cerveau et du muscle, respectivement, dans des modèles de souris soumis à la fragmentation du sommeil.
L’épigénome des cellules progénitrices hématopoïétiques a été profilé pour comprendre les mécanismes intrinsèques à la tige de la façon dont le sommeil médie l’hématopoïèse. Cela comprenait la mesure de l’activité de l’histone désacétylase (HDAC) dans les cellules progénitrices hématopoïétiques de souris fragmentées en sommeil. De plus, des tests de séquençage de la chromatine accessible à la transposase (ATAC-seq) ont été effectués sur des souris qui ont reçu un sommeil habituel, un sommeil fragmenté et un sommeil fragmenté, suivi d’un sommeil de récupération.
Les leucocytes circulants ont été analysés par cytométrie en flux. Le dosage immuno-enzymatique (ELISA) a été utilisé pour mesurer les taux de facteur de stimulation des colonies de granulocytes (G-CSF), de facteur de stimulation des colonies de macrophages (M-CSF), de facteur de nécrose tumorale alpha (TNFα), d’interleukine 6 (IL- 6) et l’interleukine 1 bêta (IL-1β).
Résultats
Les résultats ont indiqué que la fragmentation du sommeil intensifie les transitions veille-sommeil, augmentant par conséquent l’hématopoïèse et provoquant une acétylation des histones qui altère l’épigénome des HSPC chez la souris. Pendant la récupération du sommeil, bien que l’hématopoïèse ait diminué, l’empreinte épigénétique des HSPC est restée, provoquant des réponses inflammatoires accrues aux défis immunitaires ultérieurs.
À l’aide d’un système de suivi fluorescent multicolore, les chercheurs ont découvert que la diversité clonale hématopoïétique diminuait avec le sommeil interrompu. Les essais de restriction du sommeil chez l’homme ont révélé une augmentation des monocytes et des HSPC dans le sang et une réduction de l’acétylation des histones HSPC. Les auteurs pensent que le sommeil fragmenté a augmenté les signaux myéloïdes HSPC. Les résultats de l’ELISA ont également montré que l’augmentation de la HPSC médiée par le sommeil est contrôlée par des signaux hypothalamiques hypocrétinergiques, le sommeil fragmenté entraînant des niveaux élevés d’IL-6.
Des recherches antérieures ont montré que les troubles du sommeil tels que l’insomnie et l’apnée obstructive du sommeil (AOS) provoquaient des modifications épigénétiques dans les leucocytes circulants, le système cardiovasculaire, altéraient la méthylation de l’acide désoxyribonucléique (ADN) dans le foie et les tissus musculaires et provoquaient un vieillissement épigénétique rapide des leucocytes sanguins. . Les résultats de cette étude ont fourni la preuve que ces modifications épigénétiques sont partiellement maintenues et ont un impact sur la fonction immunitaire future et la pathologie de la maladie.
L’étude basée sur un modèle murin a indiqué que même lorsqu’elle est suivie de 10 semaines de sommeil de récupération, 16 semaines de fragmentation du sommeil entraînent des niveaux élevés de monocytes, des cellules souches hématopoïétiques contenant Lin–Sc1+c-Kit+ (LSK) et plasma IL-6 et TNFα. Ces changements se sont également avérés intrinsèques aux cellules hématopoïétiques, avec des expériences de transfert de moelle osseuse provoquant des réponses inflammatoires agressives et une augmentation de la production de monocytes et de l’hématopoïèse de la moelle osseuse.
conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude suggèrent que les fluctuations de la qualité et de la durée du sommeil provoquent des changements épigénétiques soutenus dans les HSPC et réduisent la diversité hématopoïétique clonale, entraînant des réponses inflammatoires exagérées aux infections ultérieures. Les auteurs pensent que les résultats ont mis en évidence l’importance de bonnes habitudes de sommeil au début de la vie, ce qui pourrait réduire la gravité future de la maladie, en particulier pour les maladies inflammatoires telles que les maladies cardiovasculaires et le cancer.
Alors que des études antérieures ont identifié des mutations génétiques qui entraînent la prolifération des cellules souches hématopoïétiques, la présente étude a démontré que le stress induit par la privation de sommeil sur le système hématopoïétique entraîne une prolifération similaire de cellules souches hématopoïétiques et des réponses immunitaires exagérées ultérieures sans la présence de mutations conductrices.
La privation de sommeil est un problème chronique, en particulier chez les jeunes adultes. L’étude souligne l’importance d’établir des habitudes de sommeil saines tôt dans la vie pour maintenir un système immunitaire fonctionnant normalement.
