Anatomie et Physiologie sans limites

Développement du sang

Les cellules souches hématopoïétiques résident dans la moelle osseuse et ont la capacité unique de se différencier en tous les types de cellules sanguines matures.

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) résident dans la moelle osseuse et ont la capacité unique de donner naissance à tous les différents types de cellules sanguines matures.

Le rôle des CSH

Les CSH se renouvellent automatiquement. Lorsqu’elles prolifèrent, au moins certaines de leurs cellules filles restent sous forme de CSH, de sorte que le pool de cellules souches ne s’épuise pas. Les autres filles des CSH, les cellules progénitrices myéloïdes et lymphoïdes, peuvent chacune s’engager dans l’une des voies de différenciation alternatives menant à la production d’un ou plusieurs types spécifiques de cellules sanguines, mais ne peuvent pas s’auto-renouveler. C’est l’un des processus vitaux du corps. Le développement de différentes cellules sanguines des CSH aux cellules matures est appelé hématopoïèse.

Hematopoiesis: A comprehensive diagram showing the development of different blood cells from hematopoietic stem cell to mature cells.

Les cellules sanguines sont divisées en trois lignées:

• Les érythrocytes sont des globules rouges porteurs d’oxygène dérivés de progéniteurs myéloïdes communs.
• Les lymphocytes sont la pierre angulaire du système immunitaire adaptatif. Communément appelés globules blancs, ils sont dérivés de progéniteurs lymphoïdes communs. La lignée lymphoïde est principalement composée de lymphocytes T et de lymphocytes B.
• Les myélocytes, qui comprennent les granulocytes, les mégacaryocytes et les macrophages, sont dérivés de progéniteurs myéloïdes communs et jouent des rôles aussi divers que l’immunité innée, l’immunité adaptative et la coagulation du sang.

Emplacements

Chez les embryons en développement, la formation de sang se produit dans des agrégats de cellules sanguines dans le sac vitellin, appelés îlots de sang. Au fur et à mesure que le développement progresse, la formation de sang se produit dans la rate, le foie et les ganglions lymphatiques. Lorsque la moelle osseuse se développe, elle finit par assumer la tâche de former la plupart des cellules sanguines de l’organisme entier. Cependant, la maturation, l’activation et une certaine prolifération des cellules lymphoïdes se produisent dans les organes lymphoïdes secondaires, tels que la rate, le thymus et les ganglions lymphatiques. Chez les enfants, l’hématopoïèse se produit dans la moelle des os longs, tels que le fémur et le tibia. Chez l’adulte, il se produit principalement dans le bassin, le crâne, les vertèbres et le sternum.

Maturation

À mesure qu’une cellule souche mûrit, elle subit des changements dans l’expression des gènes qui limitent les types cellulaires qu’elle peut devenir et la rapprochent d’un type cellulaire spécifique. Ces changements peuvent souvent être suivis en surveillant la présence de protéines à la surface de la cellule. Chaque changement successif rapproche la cellule du type de cellule final et limite encore son potentiel pour devenir un type de cellule différent.

Détermination

La détermination des cellules semble être dictée par l’emplacement de la différenciation. Par exemple, le thymus fournit un environnement idéal pour que les thymocytes se différencient en une variété de lymphocytes T fonctionnels. Pour les cellules souches et autres cellules sanguines indifférenciées de la moelle osseuse, les cellules sanguines sont déterminées au hasard en fonction de types cellulaires spécifiques. Le microenvironnement hématopoïétique prévaut sur certaines cellules pour survivre et certaines pour effectuer une apoptose et mourir. En régulant cet équilibre entre les types cellulaires, la moelle osseuse peut modifier la quantité de cellules différentes à produire.

Facteur de croissance hématopoïétique

La production de globules rouges et blancs est régulée avec une grande précision chez l’homme en bonne santé et la production de granulocytes augmente rapidement pendant l’infection. Les facteurs stimulant les colonies (CSF) sont des glycoprotéines sécrétées qui se lient aux protéines réceptrices à la surface des cellules souches hématopoïétiques, activant ainsi les voies de signalisation intracellulaires qui peuvent provoquer la prolifération des cellules et la différenciation en un type spécifique de cellule sanguine.

L’érythropoïétine est nécessaire pour qu’une cellule progénitrice myéloïde devienne un érythrocyte. D’autre part, la thrombopoïétine différencie les cellules progénitrices myéloïdes en mégacaryocytes, qui produisent des plaquettes.

Développement de la vascularisation

Le développement du système circulatoire se produit initialement par le processus de vasculogenèse. La vasculogenèse est la formation d’une vascularisation précoce, définie par des facteurs génétiques. Des îlots de sang se forment dans le sac vitellin d’un embryon par différenciation cellulaire des hémangioblastes en cellules endothéliales. Ensuite, le plexus capillaire se forme lorsque les cellules endothéliales migrent vers l’extérieur des îles sanguines et forment un réseau aléatoire de brins continus. Ces brins subissent ensuite un processus appelé luménisation, le réarrangement spontané des cellules endothéliales d’un cordon solide dans un tube creux. Les systèmes artériels et veineux humains se développent à partir de différentes zones embryonnaires. Alors que le système artériel se développe principalement à partir des arcs aortiques, le système veineux provient de trois veines bilatérales pendant les semaines 4 à 8 du développement humain.

Stades de développement vasculaire: Le système vasculaire en croissance dans l’embryon est mis en évidence en orange.

L’angiogenèse contribue également à la complexité du réseau initial; les bourgeons endothéliaux se forment par un processus de type extrusion provoqué par l’expression du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF). Ces bourgeons endothéliaux s’éloignent du vaisseau parent pour former de plus petits vaisseaux filles atteignant un nouveau territoire. L’angiogenèse est généralement responsable de la colonisation des systèmes organiques individuels par les vaisseaux sanguins, tandis que la vasculogenèse établit les canalisations initiales du réseau.