Warning: settype() expects parameter 2 to be string, array given in /home/mochb/public_html/header.php on line 88 Mégacaryocytopoïèse et plaquettogenèse - NewsDoc - Cours de médecine / annonces gratuites
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La lignée mégacaryocytaire commence au moment où la cellule pluripotente hématopoïétique se détermine en une cellule capable de prolifération, le progéniteur mégacaryocytaire, décelable par sa capacité à donner in vitro des colonies de mégacaryocytes.
Après un certain nombre de mitoses, la cellule arrive à un stade de transition.
Elle va alors augmenter sa taille par un processus tout à fait original en commutant son système de prolifération par mitoses (duplication de l'ADN avec séparation cellulaire [cytokinèse]) en un système de duplication de l'ADN sans cytokinèse appelé endomitose.
Ces endomitoses se font sans séparation du noyau, si bien que le mégacaryocyte reconnaissable morphologiquement est une cellule contenant un seul noyau polylobulé et polyploïde.
Le volume de la cellule et de son cytoplasme va augmenter parallèlement à l'accroissement de la ploïdie amplifiant ainsi la production plaquettaire.
A - Progéniteurs mégacaryocytaires :
Les progéniteurs mégacaryocytaires (cellules non morphologiquement reconnaissables, déterminées vers la lignée mégacaryocytaire) sont détectés par des essais clonaux bâtis sur le même principe que ceux des autres lignées hématopoïétiques.
Cependant dans la plupart des cas, l'identification précise des colonies mégacaryocytaires nécessite l'utilisation soit de marqueurs cytochimiques, soit de marqueurs immunologiques de différenciation.
Ces différentes techniques ont permis de montrer que, comme pour toutes les lignées hématopoïétiques, les progéniteurs mégacaryocytaires sont hétérogènes, hiérarchisés mais finalement constituent un continuum de cellules.
Cette hiérarchie est définie sur des critères in vitro (temps nécessaire à l'obtention des colonies, composition cellulaire et réponse aux cytokines) ainsi que sur le phénotype immunologique des progéniteurs. On distingue trois types principaux de progéniteurs mégacaryocytaires.
- BFU-MK.
Ces cellules sont les progéniteurs les plus primitifs de la lignée mégacaryocytaire.
Elles donnent des colonies composées de plus de 50 cellules, organisées en plusieurs sous-colonies sur le modèle des colonies érythroblastiques dérivées des BFU-E, en 12 jours chez la souris et 21 jours chez l'homme.
Leur fréquence dans la moelle est très faible.
Plus récemment il a été décrit un progéniteur appelé HPP (high proliferative potential)-CFU-MK qui a des propriétés comparables ou identiques à celles des BFU-MK, si ce n'est que la colonie mégacaryocytaire est composée d'un seul amas compact.
- CFU-MK.
Ces cellules, différentes des précédentes par leurs capacités prolifératives moindres, donnent des colonies de mégacaryocytes de 3 à 50 cellules en 5 jours chez la souris et 12 jours chez l'homme.
Les CFU-MK, au contraire des BFU-MK, sont des cellules en cycle. - CFU-MK de densité légère ou LD-CFU-MK. Ces cellules ont été identifiées chez la souris comme un progéniteur de densité cellulaire inférieure à 1 050 g/L.
Elles donnent en 2 à 3 jours des colonies composées d'un petit nombre de mégacaryocytes de ploïdie élevée.
Ces cellules correspondent à un stade de différenciation transitionnel où le progéniteur mégacaryocytaire commute son système de prolifération vers les endomitoses.
L'utilisation des marqueurs de différenciation a permis de mieux préciser cette hiérarchie et de caractériser les cellules transitionnelles.
B - Apport des marqueurs de différenciation :
Les travaux initiaux ont été effectués en se servant de marqueurs cytochimiques : chez la souris des acétylcholinestérases et chez l'homme de la peroxydase plaquettaire.
Les travaux chez la souris avaient montré l'existence dans la moelle d'un compartiment de cellules 2N, acétylcholinestérases positives, donnant in vitro, en quelques jours, des mégacaryocytes polyploïdes.
Le même type de cellules a été identifié dans la moelle humaine et est appelé promégacaryoblaste.
Les travaux plus récents effectués avec divers anticorps, reconnaissant soit les marqueurs de différenciation précoces de l'hématopoïèse, soit les protéines plaquettaires, ont permis de mieux comprendre les différentes étapes de la mégacaryocytopoïèse.
Un premier aspect du travail a consisté à différencier les CFU-MK des BFU-MK par leur phénotype.
Les deux types de cellules expriment le CD34 comme la quasi-totalité des progéniteurs hématopoïétiques. Cependant les CFU-MK, comme la majorité des CFU-GM et des BFU-E, expriment l'antigène HLA-DR alors que cet antigène est peu exprimé sur les BFU-MK.
Les BFU-MK sont également enrichies dans les fractions CD34+ CD38-/faible au même titre que tous les autres progéniteurs primitifs.
Un second aspect du travail a consisté à étudier la différenciation mégacaryocytaire plus terminale avec des anticorps dirigés contre des constituants plaquettaires : soit contre des glycoprotéines (GP) de surface comme les GPIIb/IIIa (intégrine β 3) ou la GPIb, soit contre les protéines des granulations α.
Ces travaux ont montré que certaines protéines plaquettaires étaient relativement spécifiques de la lignée mégacaryocytaire et pouvaient être utilisées pour identifier les cellules de cette lignée.
La GPIIb/IIIa, la GPIb, et le PF4 ne sont détectés, parmi les cellules hématopoïétiques, que dans la lignée mégacaryocytaire.
Dans la moelle, un compartiment très minoritaire de cellules de petite taille (0,8-2,5/104 cellules de moelle) sont reconnues par ces marqueurs.
Les travaux ultérieurs ont confirmé que ces petites cellules 2N ou 4N correspondaient effectivement à un stade précédant immédiatement les endomitoses.
Des observations contradictoires ont été alors rapportées sur la présence des GPIIb/IIIa sur les progéniteurs CFU-MK. Récemment, il a été démontré que le compartiment de cellules CD34+ exprimant la GPIIb/IIIa correspondait soit à des cellules transitionnelles (capables uniquement d'endomitoses), soit à des CFU-MK tardives ayant des capacités faibles de prolifération.
Cependant, il n'est pas totalement exclu que la GPIIb/IIIa ou un de ses constituants soit exprimé plus tôt dans la différenciation, en particulier au niveau d'un progéniteur bipotent érythromégacaryocytaire.
Le compartiment des progéniteurs et celui des cellules exprimant des marqueurs mégacaryocytaires se recoupent donc partiellement.
Ces progéniteurs tardifs sont les cellules qui régulent la production plaquettaire en répondant à la thombopoïétine.
En effet, chez la souris, le compartiment des cellules acétylcholinestérases positives, à l'inverse de celui de l'ensemble des progéniteurs mégacaryocytaires, est dépendant de la masse plaquettaire (augmenté en cas de thrombopénie, diminué en cas de thrombocytose).
Ceci suggère que l'étape principale de la régulation de la mégacaryocytopoïèse a lieu au niveau de la transition des CFU-MK en cellules acétylcholinestérases positives.
C - Compartiment de maturation :
Les mégacaryocytes ont été classés en plusieurs stades de maturation, mais cette maturation est un phénomène continu.
Dans un premier temps, le mégacaryocyte augmente sa ploïdie et peut arrêter la duplication de l'ADN à n'importe quelle étape de 2N à 64N, voire 128N.
Au cours de l'augmentation de la ploïdie, le noyau rond devient encoché puis polylobulé.
La synthèse des différentes organelles (membranes de démarcation et granulations α) commence dès le stade 2N ; mais ce n'est que lorsque le mégacaryocyte arrête ses endomitoses qu'apparaît un développement important de ces organelles.
Les membranes de démarcation sont des systèmes de membranes communiquant avec l'extérieur.
Elles proviennent de l'invagination de la membrane plasmique. Leur rôle est de procurer une réserve de membranes aux mégacaryocytes.
Les granulations α contiennent les principales protéines de stockage de la plaquette. La synthèse de ces protéines et de ces granules commence dès le stade 2N.
Cette synthèse est alors peu active et donne naissance à des progranules localisés près de l'appareil de Golgi.
Ce n'est qu'après la fin des endomitoses que ce processus s'accentue.
En dehors des granulations α, il existe d'autres types de granules comme les granules denses qui contiennent la sérotonine, le calcium et des nucléotides, et un compartiment lysozomial très développé.
D - Plaquettogenèse :
Les mécanismes de la formation plaquettaire par le mégacaryocyte commencent seulement à être connus.
Pendant des années il a été considéré que les membranes de démarcation délimitaient les territoires plaquettaires au sein du cytoplasme du mégacaryocyte.
Dans cette hypothèse, la plaquettogenèse survenait après rupture de la membrane cytoplasmique du mégacaryocyte.
Les travaux anciens de Bessis et plus récents de Radley ont montré qu'en fait avant de libérer des plaquettes, le mégacaryocyte s'allonge, prenant parfois la forme d'une pieuvre.
Cet allongement se fait grâce à la réserve de membrane cytoplasmique que représentent les membranes de démarcation, sous l'action des microtubules qui réorganisent ainsi les organelles du mégacaryocyte.
Ce processus actif est actuellement appelé « formation de proplaquettes ».
A intervalles réguliers le long de ces allongements cytoplasmiques apparaissent des constrictions où se concentrent les microtubules et les microfilaments qui vont ensuite rompre le cytoplasme et aboutir à la formation des plaquettes.
Les plaquettes ne semblent pas être produites directement dans la moelle, mais plutôt dans la circulation vasculaire, soit par passage de ces pseudopodes du mégacaryocyte à travers l'endothélium vasculaire, soit au niveau de la circulation pulmonaire après migration des mégacaryocytes.
Lors de la fragmentation, les proplaquettes ont une forme allongée avec des microtubules orientés de manière longitudinale. Les plaquettes acquièrent leur forme définitive, discoïde, lorsque les microtubules se réorientent de manière circulaire sous la membrane plaquettaire.
Régulation de la mégacaryocytopoïèse :
Les études de la régulation de la mégacaryocytopoïèse ont été largement dominées par le concept d'une régulation humorale par un facteur de croissance appelé TPO. Cette hypothèse de l'existence d'un facteur humoral agissant sur la production plaquettaire a été formulée, il y a 35 ans, suivant le modèle de l'érythropoïétine (Epo).
En effet, une thrombocytopénie induite chez l'animal par des anticorps antiplaquettes ou par d'autres procédés entraîne une augmentation de la production plaquettaire mesurée par des méthodes isotopiques.
En même temps est observée une augmentation du nombre, de la taille, de la ploïdie et de la maturation cytoplasmique des mégacaryocytes médullaires.
Ces effets observés lors d'une thrombocytopénie induite peuvent être entièrement reproduits par injection de plasma ou de sérum d'animaux thrombocytopéniques.
Cependant ce facteur de croissance n'avait jamais pu être isolé et il était resté totalement hypothétique, si bien que pendant plusieurs années, il a été considéré qu'en fait ce facteur de croissance n'existait pas et que la régulation de la production plaquettaire était assurée par l'association de facteurs de croissance non spécifiques de lignées et d'inhibiteurs de la différenciation, eux d'origine plaquettaire, permettant ainsi un rétrocontrôle négatif.
L'isolement récent du ligand de c-mpl a permis de démontrer que l'existence d'un facteur de croissance humoral restreint à la lignée mégacaryocytaire était la bonne hypothèse.
A ce concept d'une régulation humorale s'est ajoutée l'hypothèse d'une régulation survenant à deux étapes de différenciation : une première cytokine appelée MK-CSF, dont le taux serait régulé non par la masse plaquettaire mais par le compartiment mégacaryocytaire, agirait uniquement sur les temps précoces de la différenciation (progéniteurs), pour induire une prolifération.
Une seconde cytokine d'action tardive, régulée par la masse plaquettaire, serait uniquement un facteur de maturation agissant sur la maturation cytoplasmique des mégacaryocytes et leur ploïdisation, et correspondrait à la TPO ou à des molécules apparentées.
L'isolement des divers facteurs de croissance hématopoïétiques a alors montré qu'un très grand nombre de facteurs de croissance non spécifiques de lignée agissaient de manière redondante sur la mégacaryocytopoïèse, avec une intrication entre temps précoces et tardifs, ce qui a largement renforcé cette hypothèse.
Enfin, des données in vitro ont suggéré que des facteurs plaquettaires pouvaient également jouer un rôle important dans la régulation négative de la production plaquettaire.
A - Mpl et isolement de son ligand, la thrombopoïétine :
1- v-mpl et c-mpl :
Une approche utilisant le proto-oncogène c-mpl s'est révélée particulièrement fructueuse.
Le proto-oncogène c-mpl est l'homologue cellulaire de l'oncogène v-mpl transduit dans le génome du rétrovirus murin MPLV (myeloproliferative leukemia virus).
Ce virus provoque chez les souris un syndrome myéloprolifératif qui se développe sans temps de latence. MPLV a la propriété d'infecter in vivo de nombreux types de progéniteurs hématopoïétiques, les rendant indépendants de facteurs de croissance pour leur prolifération et leur différenciation.
L'étude moléculaire du génome de MPLV a révélé que ce virus avait transduit un oncogène (v-mpl) dont la séquence présente des homologies et analogies avec les récepteurs de la superfamille des cytokines.
L'obtention des ADNc des proto-oncogènes c-mpl murin et humain a confirmé l'hypothèse que v-mpl correspondait à la forme tronquée dans le domaine extracellulaire d'un récepteur de facteur de croissance hématopoïétique, dont le ligand restait inconnu.
Chez la souris, l'ARNm de c-mpl est détecté en northern blot dans les tissus hématopoïétiques, à l'exclusion du thymus.
Chez l'homme, le transcrit de c-mpl est mis en évidence, par les techniques de RT-PCR, dans la population cellulaire CD34+, les mégacaryocytes et les plaquettes.
Il est absent de toutes les autres lignées hématopoïétiques normales, mais est trouvé en faible quantité dans les cellules endothéliales. D'autre part, l'ARNm de c-mpl est également trouvé dans la quasi-totalité des lignées leucémiques continues de phénotype mégacaryocytaire.
Plus récemment, des études ont été réalisées avec un anticorps monoclonal dirigé contre le domaine extracellulaire de ce récepteur (Mpl-R) suivies d'analyses au cytomètre de flux.
Au niveau des cellules CD34+, seule une petite fraction exprime le récepteur.
Ces cellules CD34+ dans leur majorité expriment la GpIIb/IIIa et donnent des colonies de mégacaryocytes de petite taille. Mpl-R est également détectable sur les mégacaryocytes et les plaquettes.
Le récepteur peut être immunoprécipité sur les plaquettes et correspond à une protéine de 82 kDa.
L'ensemble de ces résultats évoquait très fortement que Mpl-R était le récepteur d'une cytokine agissant électivement sur la mégacaryocytopoïèse.
La structure du promoteur proximal de c-mpl a des analogies avec ceux des autres gènes spécifiques de la lignée mégacaryocytaire comme celui de la GPIIb et du PF4, avec la présence de sites GATA et Ets.
La fonction de Mpl-R a été étudiée initialement par la technique des oligonucléotides antisens, qui permet d'inhiber spécifiquement la synthèse d'une protéine.
L'addition d'oligonucléotides antisens de l'ARNm de c-mpl dans des cultures de progéniteurs hématopoïétiques inhibe spécifiquement la croissance des progéniteurs mégacaryocytaires lorsqu'ils sont stimulés par l'IL-3 en présence de plasma normal ou de sérum de sujets aplasiques.
En revanche, aucune inhibition n'est observée lorsqu'une combinaison de cytokines est utilisée.
Ces résultats suggéraient fortement que le ligand de Mpl-R était un facteur humoral qui jouait un rôle important dans la régulation de la mégacaryocytopoïèse.
Plus récemment, la fonction précise de Mpl-R a pu être clairement établie par la technique de recombinaison homologue, qui a permis d'obtenir des souris déficientes pour Mpl-R.
Les souris homozygotes et hétérozygotes sont viables.
Les souris hétérozygotes n'ont aucune anomalie. En revanche, les souris homozygotes ont sélectivement un chiffre de plaquettes diminué de 85 %.
Ces résultats démontrent de manière certaine que le ligand de Mpl-R est le facteur de croissance régulant de manière homéostatique la production plaquettaire.
2- Isolement du ligand de Mpl (Mpl-L, TPO) et clonage :
Pour caractériser le ligand de Mpl (Mpl-L), quatre équipes différentes ont utilisé une technologie identique. Elles sont parties de l'hypothèse que Mpl-R, au même titre que le récepteur du G-CSF et de l'Epo, était capable à la fois de lier un ligand et de transduire un signal.
Trois équipes ont ensuite suivi une approche identique.
Elles ont déterminé la présence du ligand de Mpl dans le sérum d'animaux rendus aplasiques par irradiation, puis deux équipes ont réussi à purifier à partir de sérum le ligand de Mpl-L par chromatographie d'affinité utilisant le récepteur soluble.
La molécule a alors été partiellement séquencée dans sa partie N-terminale pour dériver des oligonucléotides dégénérés.
L'ADNc a ensuite été cloné à partir de banques de foie foetal à la fois chez la souris, le rat, le chien, le porc et l'homme.
La troisième équipe a choisi un abord original et élégant mais à haut risque.
Elle a dérivé par mutagenèse des clones de Ba/F3/mpl indépendants de facteurs de croissance, avec l'espoir que l'un d'entre eux avait acquis cette indépendance à la suite de l'apparition d'un système de stimulation autocrine par Mpl-L.
Cette hypothèse s'est vérifiée exacte pour un des clones obtenus. L'ADNc a été ensuite cloné par expression à partir de ce clone.
Deux autres équipes ont également réussi à isoler directement la TPO à partir de sérum d'animaux thrombocytopéniques sans se servir de c-mpl.
Le séquençage de ces deux molécules a révélé qu'il s'agissait du ligand de Mpl.
Suivant les équipes cette même molécule est appelée soit Mpl-L, soit TPO, soit MGDF (megakaryocyte growth and development factor), soit megapoietin.
3- Structure du ligand de Mpl (TPO) :
L'ADNc de Mpl-La une taille d'environ 1,8 kb. Les séquences déduites en acides aminés sont très homologues entre espèces (70-80 %).
Il s'agit d'une protéine de 353 acides aminés chez l'homme, d'un poids moléculaire de 35 000 à 38 000. La partie N-terminale est très hydrophobe et correspond à un signal peptide de 21 acides aminés.
La protéine mature contient deux domaines distincts. Un premier domaine N-terminal de 153 acides aminés qui contient l'activité biologique.
Ce domaine a une homologie importante avec l'Epo et est séparé du second domaine par une séquence de deux acides aminés basiques (Arg-Arg).
Ce second domaine de 179 acides aminés n'a aucune homologie avec une autre cytokine ; sa séquence est moins conservée que celle du premier domaine entre les différentes espèces et contient six sites potentiels de N-glycosylation.
Cette partie de la molécule serait indispensable à la sécrétion de la TPO.
4- Structure du gène du ligand de Mpl (TPO) :
Le gène de Mpl-L est situé sur le chromosome 3 chez l'homme en 3q26-27.
Il faut souligner que diverses leucémies myéloïdes ou myélodysplasies associées à une anomalie caryotypique en 3q21q26 ont une thrombocytose. Cependant le gène de Mpl-L ne semble pas directement impliqué dans cette translocation.
Il comprend sept exons s'étendant sur 8 kb. Seuls les exons de 3 à 7 codent la protéine.
L'exon 7 code entièrement le domaine non cytokine de Mpl-L ainsi que la partie C terminale du domaine ayant une homologie avec l'érythropoïétine.
La jonction entre les deux domaines de Mpl-L ne correspond donc pas à un intron.
Dans l'ensemble, la structure du gène de Mpl-L est proche de celle du gène de l'Epo, suggérant que ces deux gènes dérivent d'un gène ancestral commun.
5- Site de production et régulation de la synthèse de Mpl-L (TPO) :
Par northern blot, des transcrits de Mpl-L sont détectés essentiellement dans le foie et le rein chez la souris.
Le foie est l'organe principal de synthèse chez l'homme. Cependant les transcrits de Mpl-L sont également détectés dans de nombreux autres organes tels le muscle, les testicules, le cerveau et la moelle osseuse. Dans la moelle, les cellules qui synthétisent le Mpl-L sont les cellules stromales.
Il existe plusieurs formes d'ARNm dont certains, par épissages alternatifs ou délétions, codent des formes inactives de Mpl-L.
Ces formes représentent environ 50 % de la quantité totale d'ARNm de Mpl-L produite par le foie ou le rein.
Le taux plasmatique de Mpl-L est dépendant de la masse plaquettaire et mégacaryocytaire.
L'hypothèse la plus vraisemblable, basée sur le modèle de l'Epo, semblait que la synthèse de Mpl-L dépendait directement de ces deux paramètres.
En fait, la plupart des expériences étudiant l'expression des ARNm de Mpl-L dans les différents organes après induction d'une thrombopénie ou d'une thrombocytose montrent que cette synthèse est constitutive et n'est pas influencée par la masse plaquettaire. Cette hypothèse est confortée par les résultats obtenus chez les souris déficientes en Mpl-L après recombinaison homologue.
Les souris homozygotes ont une thrombopénie très profonde alors que les souris hétérozygotes ont un chiffre de plaquettes diminué de moitié.
La fixation de Mpl-L sur son récepteur au niveau des plaquettes et des mégacaryocytes, suivie de son internalisation et de sa possible dégradation, expliquerait donc la relation inverse entre la masse plaquettaire et mégacaryocytaire et le taux plasmatique de Mpl-L.
Le rôle de la forme soluble plasmatique du récepteur Mpl-R dans cette régulation reste inconnu.
6- Activité biologique de Mpl-L/TPO :
Biologiquement, Mpl-L a à la fois les propriétés de ce qui avait été appelé MK-CSF et d'un facteur de différenciation. Un récepteur soluble recombinant à partir de c-mpl est capable d'inhiber totalement l'activité MK-CSF des sérums d'animaux irradiés ainsi que leur effet sur les endoréplications.
La molécule Mpl-L recombinante est capable d'induire la formation de colonies de mégacaryocytes à partir de moelle non séparée et d'induire une différenciation mégacaryocytaire à partir des cellules CD34+.
Cependant, l'activité prolifératrice de Mpl-L est faible, avec la formation de colonies majoritairement de petite taille (1 à 10 cellules).
En revanche, Mpl-L agit en synergie avec plusieurs cytokines et en particulier avec le facteur Steel.
Cependant à l'échelle unicellulaire, dans des cultures sans sérum, Mpl-L recombinant est capable d'induire la prolifération des progéniteurs mégacaryocytaires CD34+ GpIIb/IIIa+ ou GpIIb/IIIa-. L'IL-3 et le facteur Steel ont un effet synergique avec Mpl-L essentiellement sur cette dernière population.
Parmi les différentes cytokines, Mpl-L s'avère donc être le principal MK-CSF.
Cependant il n'est pas indispensable car une association de trois cytokines (facteur Steel, IL-3 et IL-6) a approximativement les mêmes effets. Mpl-L a également les principales propriétés qui étaient attribuées à la TPO.
In vitro Mpl-L est capable d'induire la polyploïdisation des mégacaryocytes et leur maturation cytoplasmique.
Ce processus aboutit à la formation de plaquettes in vitro.
Cependant Mpl-L ne semble pas induire la formation de plaquettes mais la favorise en améliorant le processus de maturation cytoplasmique des mégacaryocytes.
L'injection de Mpl-L (50 ng/j) chez la souris augmente de quatre fois le nombre de plaquettes en 7 jours.
Des traitements plus prolongés et à des doses plus élevées peuvent entraîner une augmentation de 10 fois le nombre des plaquettes.
Les mêmes effets ont maintenant été rapportés chez le rat, le chien, les primates et plus récemment chez l'homme en pathologie.
Cet effet thrombopoïétique in vivo est beaucoup plus élevé que celui des autres cytokines.
Enfin, il faut souligner que Mpl-L agit in vitro sur les plaquettes en les rendant plus activables par certains agonistes comme la thrombine.
Cet effet est médié par la phosphorylation de plusieurs substrats, dont son récepteur, par la tyrosine kinase Jak2.
En revanche, aucun effet de Mpl-L sur les fonctions plaquettaires n'a été observé lors d'injection in vivo.
Nonobstant son action majeure sur la lignée mégacaryocytaire, Mpl-L n'est pas spécifique de la lignée mégacaryocytaire.
En effet, Mpl-L a un effet synergique avec de nombreuses cytokines sur des progéniteurs déterminés, notamment sur les BFU-E en association avec l'Epo.
Son action la plus remarquable en association avec d'autres cytokines concerne ses capacités à mettre en cycle, seule ou en association, les progéniteurs hématopoïétiques les plus primitifs chez la souris et chez l'homme.
B - Autres facteurs de croissance non spécifiques de lignée agissant sur la mégacaryocytopoïèse :
1- IL-3 et GM-CSF : MK-CSF
L'obtention des facteurs de croissance hématopoïétiques recombinants a montré qu'au moins deux cytokines qui ont une activité très large sur l'hématopoïèse, l'IL-3 et le GM-CSF, étaient capables d'induire la formation de colonies mégacaryocytaires.
Ces deux cytokines agissent à la fois sur les CFU-MK et les BFU-MK.
L'effet de l'IL-3 est beaucoup plus net que celui du GM-CSF. Une protéine de fusion GM-CSF/IL-3 (PIXY 321) a plus d'effets sur la mégacaryocytopoïèse in vitro que chaque cytokine utilisée séparément.
L'IL-3 agit directement sur les progéniteurs mégacaryocytaires mais elle est capable d'entraîner la synthèse et la sécrétion d'IL-6 par le mégacaryocyte, expliquant probablement ses effets sur la différenciation tardive du mégacaryocyte.
L'IL-3 n'a pas encore été utilisée chez l'homme de manière intensive. Elle augmente le chiffre de plaquettes après certaines chimiothérapies.
Une synergie a été également observée in vivo entre le GM-CSF et l'IL-3 chez le primate. La protéine de fusion GM-CSF/IL-3 est également plus efficace que l'IL-3 seule.
2- Cytokines de la famille de l'IL-6 : facteurs de polyploïdisation et de maturation :
Plusieurs cytokines ont des actions très proches [IL-6, LIF, IL-11, Oncostatin M, Ciliary neurotrophic factor (CNTF) et cardiotrophine] sur de nombreux types cellulaires.
Cette redondance est liée au fait que les récepteurs de chacune de ces cytokines sont des structures complexes mais qui contiennent une même chaîne de transduction, la Gp 130.
Les études sur l'IL-6 ont montré qu'in vitro cette cytokine entraînait une augmentation de la taille des mégacaryocytes, de leur ploïdie, de la maturation cytoplasmique et de la synthèse de protéines ainsi que de leur nombre.
Injectée in vivo, l'IL-6 accroît la production plaquettaire en entraînant une augmentation à la fois du nombre de CFU-MK et des mégacaryocytes, de la taille des mégacaryocytes et de leur ploïdie.
Cependant, il existe des différences très importantes entre les espèces.
Chez la souris et les primates, l'IL-6 a un effet majeur sur la ploïdie, dont le mode passe de 16N à 64N alors que chez le chien aucun effet sur la ploïdie n'est observé.
L'IL-6 n'est pas une cytokine impliquée dans l'homéostase plaquettaire, mais est un médiateur de la réaction inflammatoire agissant sur la lignée mégacaryocytaire. LIF, Oncostatine M et IL-11 ont des effets proches de ceux de l'IL-6 sur la mégacaryocytopoïèse. Injectée in vivo chez l'animal normal, l'IL-6 a des effets beaucoup plus importants que ceux de la TPO sur les fonctions plaquettaires.
3- Facteur Steel : facteur synergique
Le facteur Steel, ou Stem cell factor (SCF) ou ligand de kit, est une cytokine qui a un effet synergique en association avec la plupart des autres facteurs de croissance hématopoïétiques. Son action prédomine sur l'érythropoïèse comme facteur synergique de l'Epo.
Cependant le facteur Steel joue également un rôle dans la mégacaryocytopoïèse, comme le montrent les anomalies des mégacaryocytes et de leur régulation après traitement par la 5-fluoro-uracile chez les souris W (génétiquement déficientes en son récepteur : c-kit) ou les souris Steel (génétiquement déficientes en ce facteur de croissance).
In vitro, le facteur Steel a un effet synergique avec le GM-CSF, l'IL-3 et la TPO sur l'efficacité de clonage des progéniteurs mégacaryocytaires et la taille des colonies.
Le ligand de FLT3 aurait également une action synergique avec les autres cytokines sur la mégacaryocytopoïèse.
4- Autres facteurs de croissance hématopoïétiques :
L'Epo a été considérée comme un possible MK-CSF. Actuellement, la plupart des preuves expérimentales sont plus en faveur d'un rôle maturationnel de l'Epo.
Cependant, l'Epo a une activité synergique avec la TPO sur la formation des colonies mégacaryocytaires.
In vivo, les injections d'Epo à dose moyenne ont un effet très faible et controversé sur la production plaquettaire.
A très fortes doses, l'Epo injectée pendant une période brève entraîne une augmentation du chiffre des plaquettes, et pendant une période longue une thrombocytopénie interprétée comme un effet de compétition au niveau d'un progéniteur commun érythroblastique et mégacaryocytaire.
Chez le chien, l'Epo est capable d'activer de manière très importante les fonctions plaquettaires et les thrombopénies induites par l'Epo pourraient être liées à une consommation plaquettaire.
Il a été également montré que les plaquettes étaient capables de fixer spécifiquement le G-CSF et exprimaient donc le récepteur au G-CSF.
Des facteurs de croissance non hématopoïétiques agissent également sur la mégacaryocytopoïèse.
Les FGF ont un effet à la fois direct et indirect sur la différenciation mégacaryocytaire.
Chez l'homme, l'activité MK-CSF du FGFb sur la formation des colonies mégacaryocytaires est totalement bloquée par des anticorps anti-GM-CSF et anti-IL-3.
Le FGFb augmenterait la synthèse d'IL-6 par les mégacaryocytes.
Chez la souris, la majorité des effets du FGFb semble être liée à la synthèse d'IL-6.
Il faut souligner que les mégacaryocytes synthétisent à la fois le FGFb et son récepteur.
5- Facteurs inhibiteurs :
Ils pourraient participer à la régulation physiologique de la mégacaryocytopoïèse.
Dès le début des techniques de culture il est apparu que, contrairement à la lignée granuleuse, la formation des colonies de mégacaryocytes était partiellement inhibée par le sérum. En revanche, le plasma ou le sérum dérivé de plasma pauvre en plaquettes n'avaient pas cet effet inhibiteur.
Ces résultats suggéraient très fortement la libération, par les plaquettes activées, d'un ou de plusieurs facteurs inhibiteurs.
Cinq protéines différentes pourraient être impliquées dans cette inhibition : le TGF-β, le PF4, la β-thromboglobuline, le CTAP-III et une glycoprotéine encore mal identifiée.
L'effet inhibiteur du TGF-β sur la mégacaryocytopoïèse n'est en rien spécifique.
En effet, une même action inhibitrice est observée sur les progéniteurs primitifs des autres lignées hématopoïétiques.
Injecté in vivo, le TGF-β1 entraîne une thrombocytopénie sévère ainsi qu'une anémie.
Cependant, les animaux ne synthétisant plus de TGF-β1 après recombinaison homologue n'ont pas de thrombocytose.
Le PF4, la β-thromboglobuline, le CTAP-III appartiennent à une même famille de cytokines, les chimiokines, et ces trois molécules se fixent à l'héparine.
L'action inhibitrice du PF4 est maintenant bien documentée et serait liée à une structure peptidique Asn-Gly-Arg-Lys-Ile-Cys-Leu-Asp-Leu-Glu-Ala-Pro commune à ces trois molécules.
L'action du PF4 prédomine au niveau des temps précoces de la mégacaryocytopoïèse.
Injecté in vivo, le PF4 entraînerait spécifiquement une thrombocytopénie.
En dehors de ces inhibiteurs d'origine plaquettaire, des molécules comme les interférons et le TNF-α inhibent la mégacaryocytopoïèse in vitro.
En conclusion, la caractérisation du ligand de Mpl-L, encore appelé TPO, régulateur physiologique de la lignée plaquettaire, devrait avoir maintenant des conséquences importantes, à la fois fondamentales, en facilitant l'étude de la biologie du mégacaryocyte, et cliniques en procurant une cytokine permettant de diminuer ou de raccourcir les thrombopénies secondaires, qu'elles soient liées aux diverses chimiothérapies ou observées au décours des greffes de moelle.
