Une étude publiée dans Nature par des chercheurs du Wellcome Sanger Institute et de l’Université de Zurich a révélé comment l’âge du donneur affecte le succès à long terme des greffes de cellules souches, résolvant ainsi un mystère vieux de 50 ans concernant le comportement cellulaire après la greffe.
En suivant le comportement des cellules souches transplantées jusqu’à trois décennies après la transplantation, cette recherche offre de nouvelles informations qui pourraient améliorer la sélection des donneurs et les résultats pour les patients.
Comprendre les greffes de cellules souches
Les greffes de cellules souches, souvent appelées greffes de moelle osseuse, sont des procédures vitales utilisées pour traiter des maladies graves liées au sang, notamment certains cancers comme la leucémie et le lymphome. Ces troubles peuvent perturber le fonctionnement normal du sang et du système immunitaire d’une personne, les rendant souvent inefficaces ou nocifs pour l’organisme. Plus d’un million de personnes Dans le monde entier, on diagnostique chaque année un cancer du sang et, pour ces patients, une greffe de cellules souches pourrait être la seule option curative. En 2021, plus de 22 000 des greffes de cellules hématopoïétiques ont été réalisées aux États-Unis.
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Pour cette procédure, le patient subit d’abord une chimiothérapie ou une radiothérapie pour détruire les cellules défectueuses de sa moelle osseuse. Des cellules souches hématopoïétiques saines provenant d’un donneur sont ensuite perfusées dans la circulation sanguine du patient. En cas de succès, ces cellules souches se déplacent jusqu’à la moelle osseuse et entament le processus complexe de régénération de l’ensemble du sang et du système immunitaire, produisant les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes nécessaires au bon fonctionnement immunitaire et à la circulation.
Bien que les greffes de cellules souches soient utilisées depuis plus d’un demi-siècle, leurs résultats varient considérablement. Des facteurs tels que la compatibilité des donneurs, l’âge et les différences génétiques peuvent affecter le succès de la greffe, ce qui en fait une procédure complexe et à enjeux élevés, avec un potentiel de complications. Historiquement, la compréhension de la communauté médicale du comportement à long terme de ces cellules transplantées chez les patients a été limitée. Maintenant, auteur principal Dr Michael Spencer Chapmandirecteur de l’informatique de la santé au Wellcome Sanger Institute, et son équipe révèlent de nouvelles informations sur le fonctionnement des greffes au niveau cellulaire.
« Lorsque vous recevez une greffe, c’est comme donner un nouveau départ à votre système sanguin, mais qu’arrive-t-il réellement à ces cellules souches ? Jusqu’à présent, nous pouvions seulement introduire les cellules et ensuite simplement surveiller la formule sanguine pour détecter des signes de guérison. » dit Chapman.
Comment l’âge du donneur affecte le succès de la greffe
L’équipe a analysé les séquences génomiques de plus de 2 800 échantillons de sang prélevés sur 10 paires de frères et sœurs donneur-receveur jusqu’à 9 à 31 ans après la greffe.
Lors de greffes provenant de donneurs plus jeunes (âgés de 18 à 47 ans), jusqu’à 30 000 cellules souches ont été greffées avec succès et ont continué à contribuer à la production sanguine à long terme. En revanche, les greffes de donneurs plus âgés (âgés de 50 à 66 ans) ont été multipliées par dix, avec seulement entre 1 000 et 3 000 cellules souches survivant et conservant leur fonction au fil du temps.
Les cellules souches greffées ont conservé la capacité de produire divers types de cellules sanguines, notamment des cellules myéloïdes et des lymphocytes B et T ; cependant, l’équipe a découvert que les clones individuels favorisaient souvent un type de cellule sanguine mature par rapport à d’autres, ce qui pouvait influencer l’adaptabilité du système immunitaire après la greffe. De plus, les cellules souches transplantées ont montré 10 à 15 ans de vieillissement accéléré de la diversité clonale par rapport aux cellules du donneur, principalement en raison d’un déclin de la diversité des cellules souches.
Cellules myéloïdes
Les cellules myéloïdes comprennent divers types de cellules, tels que les globules rouges (qui transportent l’oxygène), les plaquettes (qui aident à la coagulation du sang) et divers types de globules blancs impliqués dans les réponses immunitaires et l’inflammation.
Lymphocytes B
Les lymphocytes B sont un type de globules blancs qui jouent un rôle dans le système immunitaire adaptatif. Ils sont responsables de la production d’anticorps qui ciblent et neutralisent spécifiquement les agents pathogènes comme les bactéries et les virus. Ils se transforment également en cellules B mémoire, qui assurent une immunité à long terme.
Lymphocytes T
Les lymphocytes T sont un autre type de globules blancs essentiels à la réponse immunitaire adaptative. Ils participent à la reconnaissance et à la destruction des cellules infectées ou cancéreuses et comprennent divers sous-types, tels que les lymphocytes T auxiliaires (qui aident d’autres cellules immunitaires) et les lymphocytes T cytotoxiques (qui tuent directement les cellules infectées).
En cartographiant les mutations somatiques et les changements épigénétiques dans les cellules transplantées qui subissent des pressions de sélection, l’étude suggère que l’identification de voies génétiques clés pourrait contribuer à améliorer la diversité et la résilience des cellules greffées. Cette idée pourrait guider les améliorations futures dans les stratégies de sélection des donneurs et de conditionnement avant la transplantation.
Identifier des gènes pour améliorer les greffes de cellules souches
« Dans cette étude, nous avons retracé des décennies de changements dans un seul échantillon, révélant comment certaines populations cellulaires disparaissent tandis que d’autres dominent, façonnant le sang d’un patient au fil du temps. C’est passionnant de comprendre ce processus de manière aussi détaillée », dit Chapman.
« La recherche souligne que l’âge est plus qu’un simple chiffre : c’est un facteur important dans le succès d’une greffe. Nous espérons continuer à explorer d’autres facteurs qui affectent la dynamique à long terme des cellules souches hématopoïétiques afin d’affiner la sélection des donneurs ainsi que les environnements de la moelle osseuse du receveur pour une fonction optimale à long terme des cellules souches. dit auteur principal Dr Markus Manz, le directeur du département d’oncologie médicale de l’Université de Zurich.
L’équipe espère que leurs recherches leur permettront d’identifier les gènes porteurs de mutations somatiques ou de changements épigénétiques enrichis à différentes étapes de la procédure de transplantation.
« Nous pensons qu’il sera possible de trouver les gènes responsables de permettre à certaines cellules souches de mieux prospérer que d’autres – ces gènes pourraient alors en théorie être exploités pour améliorer le succès de la procédure de transplantation. » dit auteur correspondant Dr Peter Campbellchef de groupe senior et responsable du cancer, du vieillissement et des mutations somatiques au Wellcome Sanger Institute.
Les résultats démontrent que l’âge du donneur a un impact considérable sur les résultats de la transplantation. Cela correspond à la décision prise par l’association caritative de transplantation de cellules souches hématopoïétiques. Antoine Nolanpour abaisser l’âge de recrutement de leur registre de cellules souches à 16 ans, dans le but de fournir à davantage de patients ayant besoin d’un donneur non apparenté les meilleurs résultats de transplantation possibles.
Référence: Spencer Chapman M, Wilk CM, Boettcher S et al. Dynamique clonale après transplantation allogénique de cellules hématopoïétiques. Nature. Publié en ligne le 30 octobre 2024. doi :10.1038/s41586-024-08128-y
Cet article est une reprise d’un communiqué de presse délivré par l’Institut Wellcome Sanger. Le matériel a été modifié pour la longueur et le contenu.