DANS UN CONTEXTE où les besoins en sang augmentent plus vite que le nombre de donneurs et où les problèmes de sécurité se posent avec l’émergence de nouveaux agents infectieux, les résultats de l’étude menée par Luc Douay (directeur de recherche de l’unité Prolifération et différenciation des cellules souches, unité mixte de recherche INSERM UPMC, hôpital Saint-Antoine) représentent un véritable espoir (1).
Des travaux préalables ont été réalisés chez la souris. Les chercheurs ont mis en culture, avec des facteurs de croissance spécifiques (SCF ou Stem Cell Factor, EPO, hydrocortisone…) qui régulent la prolifération et la maturation vers les globules rouges (GR) matures, des cellules souches hématopoïétiques (CSH CD34+) provenant du sang circulant d’un donneur humain. Les milliards de GR ainsi obtenus se sont montrés fonctionnels en termes de déformabilité, de contenu enzymatique, de capacité de leur hémoglobine à fixer-libérer de l’oxygène et, enfin, d’expression des antigènes de groupe sanguin. Puis l’équipe de recherche a démontré, sur quatre modèles de souris, que les GR obtenus par culture pouvaient atteindre leur maturation complète dans l’organisme.
Chez un volontaire.
C’est sur la base de ces données biologiques, estimées comme suffisantes, que le test a ensuite été réalisé chez un homme volontaire. Ses propres cellules souches ont été mises en culture avec les facteurs de croissance et marquées au chrome radioactif (Cr51). Puis les cellules ont été réinjectées chez le volontaire. Le taux de survie de ces GR dans la circulation sanguine du sujet était compris entre 94 et 100 % après cinq jours, et entre 41 et 63 % après vingt-six jours, ce qui est comparable à la demi-vie moyenne des globules rouges natifs normaux (vingt-huit jours). L’efficacité transfusionnelle des globules rouges réinjectés n’a pas pu être évaluée dans cette étude, du fait de la quantité injectée ; mais pour les auteurs du travail, leur survie in vivo témoigne de leur qualité et de leur fonctionnalité. Ce premier succès chez l’homme prouve qu’il est possible d’utiliser pour la transfusion des GR obtenus in vitro.
L’un des objectifs des recherches futures est d’exploiter au maximum les capacités de prolifération-différenciation des CSH pour atteindre la maturité aussi rapidement que possible. Et si les cellules souches périphériques présentent bien sûr un intérêt pour la production de GR autologues, les chercheurs estiment, sur la base de leur expérience, que les cellules dérivées du sang de cordon constituent la meilleure source pour la production de GR. Elles génèrent en effet de cinq à dix fois plus de GR que les CSH périphériques et ont, en outre, une meilleure capacité de prolifération pour une capacité similaire à perdre leur noyau. Le recours aux cellules dérivées de sang de cordon pourrait permettre, dans les conditions expérimentales de l’étude, de générer de 4 à 30 millions de GR à partir d’une seule cellule.
Dans un premier temps, cette approche pourrait offrir une solution aux patients porteurs de groupes rares ou aux sujets polyimmunisés, qui représentent de 1 à 3 % de la population transfusée.
Et, à terme, la production de GR à partir de cellules souches pourrait constituer une alternative aux produits classiques de la transfusion sanguine.
(1) Marie-Catherine Giarratana et coll. Blood, édition en ligne du 1er septembre 2011 ; doi :10.1182/blood-2011-06-362038.
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