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Le mécanisme nouveau améliore la formation des cellules souche hématopoïétiques

Les cellules souche hématopoïétiques peuvent compléter le niveau de tous les différents types de cellules de notre système de sang. Pour cette raison, les cellules souche hématopoïétiques sont les cellules utilisées dans beaucoup de hémopathies quand les patients ont besoin de greffes.

Ainsi, notre capacité de produire, amplifier et mettre à jour de ces cellules est importante pour la santé des personnes. Le laboratoire d'Eirini Trompouki au Max Planck Institute de l'immunobiologie et de l'Epigenetics à Fribourg, en collaboration avec des scientifiques l'université d'Albert Einstein du médicament, l'université de Trento et l'Académie des sciences chinoise, a découvert un mécanisme nouveau qui améliore la formation de cellule souche hématopoïétique pendant le développement.

Elles ont prouvé que l'ARN des éléments répétitifs, débris des virus intégrés par l'évolution dans le génome de beaucoup d'animaux, est produit pendant le développement hématopoïétique. L'élément répétitif RNAs activent les récepteurs immunisés innés pour induire l'inflammation - le bon genre - et pour augmenter la formation des cellules souche hématopoïétiques embryonnaires.

Les cellules souche hématopoïétiques sont la fondation du système de sang des poissons aux êtres humains et provoquent des leucocytes pour lutter hors circuit des agents pathogènes, des globules rouges pour l'oxygène de transfert aux tissus, et chaque autre type de cellules qui peut être trouvé dans notre sang.

D'une manière primordiale, les cellules souche hématopoïétiques portées pendant le développement sont également la fondation de notre système de sang quand nous sommes des adultes et leur fonctionnement incorrect peut mener aux hémopathies multiples. Par conséquent, les cellules souche hématopoïétiques sont précieuses dans la maladie et la santé et en comprenant les mécanismes qui régissent leur formation pendant le développement peut aider simplement : « effectuez le sang ».

L'ARN répétitif d'élément améliore la formation de HSC

Au cours du processus de l'hématopoïèse embryonnaire dans les zebrafish, le laboratoire d'Eirini Trompouki a trouvé de petits morceaux de l'ARN exprimé d'une partie du génome considéré en tant que « camelote ADN ».

« Contraire à ce que beaucoup de gens croient, les gènes comportent seulement une partie très petite de notre génome. La plus grande partie de elle contient d'autres séquences, parmi lesquelles on sont les débris des virus accumulés dans le génome vertébré au cours des années des infections et de l'évolution. »

De « telles séquences sont par exemple plusieurs types des soi-disant éléments répétitifs qui demeurent habituellement réprimés », chef explique d'Eirini Trompouki, de Max Planck groupe et membre du centre pour des études de signalisation biologiques intégratrices, boîtier de l'excellence à l'université de Fribourg.

Pour vérifier le rôle possible de ces molécules d'ARN dans la formation de cellule souche hématopoïétique, l'équipe avait l'habitude les produits chimiques qui améliorent l'expression des éléments répétitifs ou ont injecté l'ARN répétitif d'une copie d'élément dans des embryons de zebrafish.

Ces expériences ont eu comme conséquence une augmentation des numéros de cellule souche hématopoïétique produits dans les embryons injectés. La prochaine question de l'équipe était comment faites les éléments répétitifs exercent leur fonctionnement dans le développement hématopoïétique ?

Ils ont présumé que, puisque ces RNAs sont les débris viraux, ils pourraient être détectés par les protéines de cellules qui sont normalement employées pour détecter des viraux infection quotidiens.

Un des détecteurs principaux du viral infection est la famille équipement Équipement Je du récepteur (RLR), qui détermine une réaction d'hôte une fois activée par un tel agent pathogène. Eirini et son équipe ont pensé qu'afin de les montrer que des éléments répétitifs sont détectés par RLRs ont dû prouver que l'augmentation des numéros de HSC, observés sur l'admission ou l'overexpression chimique des éléments répétitifs ne devrait pas se produire si RLRs sont manquant des cellules.

En effet, l'équipe a prouvé que l'injection de la même copie répétitive d'ARN d'élément ne pourrait pas augmenter le développement de cellule souche hématopoïétique dans les embryons RLR-déficients de zebrafish, qui prouvé que l'influence des ces RNAs sur le rétablissement de cellule souche hématopoïétique dépend de la présence et du fonctionnement de RLRs.

Fonctionnements de RLRs dans l'hématopoïèse

Les chercheurs raison alors pour laquelle si le fonctionnement des éléments répétitifs dans l'hématopoïèse dépend de RLRs, alors l'ablation de RLRs devrait avoir un choc sur la biologie de cellule souche hématopoïétique.

La famille de RLR inclut trois membres différents, à savoir RIG-I, MDA5 et LGP2. Dans leurs expériences, l'équipe a montré à cela l'absence du l'Équipement-Je ou du Mda5 sévèrement réduit les nombres de cellules souche hématopoïétiques nées dans des embryons de zebrafish.

Au contraire, l'absence du troisième membre de la famille, Lgp2, a augmenté les nombres de cellules souche hématopoïétiques.

« Dans chaque organisme, pour que chaque procédé soit mis à jour dans des limites saines normales et particulièrement pendant le développement, nous avons besoin toujours d'une position de commutateur le procédé en circuit, mais également d'une position de commutateur le procédé hors circuit ou le contenant. Dans ce cas, il semble que la famille de RLR peut fonctionner comme système indépendant qui concerne les mécanismes de régulation positifs et négatifs », dit Stelios Lefkopoulos sur le bivalent de la famille de récepteur dans l'hématopoïèse.

L'ARN répétitif déclenche les détecteurs viraux

Connaissant le rôle de RLRs dans l'hématopoïèse, l'équipe ensuite a abordé la question comment ces récepteurs règlent le rétablissement de cellule souche hématopoïétique.

Ils ont trouvé cela quand ils réduits les niveaux du l'Équipement-Je ou du Mda5 dans leurs expériences, les signes inflammatoires avantageux pour des cellules souche hématopoïétiques downregulated, alors que quand ils réduits les niveaux Lgp2 ces signes upregulated.

Ces observations expliquées comment l'Équipement-Je ou les Mda5 induisent normalement, alors que Lgp2 nuit l'hématopoïèse de développement.

Tous ces événements constituent une hématopoïèse de modulation de mécanisme nouveau. Les cellules souche hématopoïétiques proviennent des embryons des cellules endothéliales de l'aorte. Elle semble pour cette raison celle pendant le passage d'un type de cellules à l'autre, différents éléments répétitifs sont exprimées. On peut spéculer que tandis que ce passage se produit, des éléments répétitifs neuf exprimés sont détectés par RLRs et ainsi, participent activement à former le destin de développement en orchestrant des signes d'inflammation. »

Eirini Trompouki, Max Planck Institute d'immunobiologie et Epigenetics

Un mécanisme universel du rétablissement et de l'intégrité de tissu ?

Depuis les éléments répétitifs et le RLRs sont également exprimés en d'autres cellules de non-sang, il pourrait être possible qu'un mécanisme assimilé puisse être pertinent dans plus d'installations et de conditions telles que d'autres tissus, cellules souche ou pour l'hématopoïèse adulte.

La « nature ne met jamais à jour par l'évolution quelque chose qui est inutile ; ces éléments répétitifs ont été mis à jour dans les génomes vertébrés pour une raison, et nous savons maintenant que cela RLRs de commande et hématopoïèse de développement de réglementation est l'un d'entre eux, » indique Stelios Lefkopoulos.

Source:
Journal reference:

Lefkopoulos, S., et al. (2020) Repetitive Elements Trigger RIG-I-like Receptor Signaling that Regulates the Emergence of Hematopoietic Stem and Progenitor Cells. Immunity. doi.org/10.1016/j.immuni.2020.10.007.