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L'Atlas biomoléculaire de la moelle osseuse fournit des informations uniques sur l'hématopoïèse
Dernière revue: 14.06.2024
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Des chercheurs du Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) et de la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie ont créé un nouvel atlas de la moelle osseuse puissant qui fournira au public un passeport visuel inédit sur le spectre de l'hématopoïèse saine et malade. Les résultats ont été publiés dans le Cell magazine.
« Pour la première fois, nous disposerons d'un cadre complet pour visualiser l'expression génétique complète et l'organisation spatiale des cellules de la moelle osseuse », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Kai Tang, Ph.D., professeur au département de pédiatrie et chercheur au Center for Children's Cancer Research du CHOP. « Bien que notre article soit fondamental, nous envisageons que l'atlas sera utilisé pour développer de nouveaux tests de diagnostic, identifier de nouvelles cibles pour la thérapie CAR-T et d'autres approches thérapeutiques, et découvrir des biomarqueurs spatiaux de la maladie. »
Bien que l'initiative ait été menée par CHOP et Penn, la recherche fait également partie du programme plus vaste Human BioMolecular Atlas Program (HuBMAP). Le consortium HuBMAP se compose de 42 groupes de recherche différents issus d'universités de 14 États et de quatre pays. Les chercheurs collaborent pour créer la prochaine génération de technologies d'analyse moléculaire et d'outils informatiques qui créeront des cartes de tissus de base et un atlas des fonctions et des relations entre les cellules du corps humain.
« Une recherche de cette ampleur n'est possible que grâce à un formidable effort d'équipe », a déclaré Showik Bandyopadhyay, Ph.D., auteur principal de l'étude et médecin scientifique en formation dans le laboratoire de Tan. « Grâce à la collaboration de plusieurs institutions et consortiums scientifiques, nous avons pu acquérir des connaissances fondamentales sur les éléments constitutifs microscopiques du corps humain. »
Les scientifiques ont longtemps théorisé que même si la majorité de la moelle osseuse est composée de cellules sanguines, un petit pourcentage de cellules non sanguines peut jouer un rôle important dans les maladies de la moelle osseuse chez l'enfant et l'adulte, telles que la leucémie, les troubles myéloprolifératifs ou les syndromes d'insuffisance médullaire. Cependant, avant cette étude, de telles recherches étaient difficiles en raison de problèmes techniques liés à la rareté et à la fragilité de ces cellules.
Cet article est le premier à surmonter ces limitations et à établir un profil complet de la moelle osseuse humaine adulte à l'aide du séquençage d'ARN à cellule unique. Cette technique peut capturer les profils génétiques complets de dizaines de milliers de cellules individuelles, révélant la composition complète des types de cellules qui composent un organe.
Source : Cell (2024). DOI : 10.1016/j.cell.2024.04.013
Dans cette étude, les scientifiques se sont concentrés sur la moelle osseuse, qui régule des processus importants dans le développement des cellules sanguines et l'immunité. Ils ont identifié au moins neuf sous-types de cellules non hématopoïétiques, notamment les cellules stromales, les cellules osseuses et les cellules endothéliales (sanguines), dont au moins trois n'avaient pas été décrites auparavant et qui produisaient d'importants facteurs de soutien. Les chercheurs ont créé une encyclopédie de ces rares cellules non sanguines qui produisent des facteurs considérés comme importants dans l'hématopoïèse humaine, ce qui aidera à mieux comprendre sur quelle communication cellulaire les futures recherches devraient se concentrer.
Leurs résultats mettent en évidence le rôle de plus en plus important de la technologie dans la recherche biomoléculaire actuelle. Les auteurs ont créé un atlas spatial de la moelle osseuse comprenant environ 800 000 cellules en utilisant une nouvelle technique sophistiquée appelée CODEX combinée à l’apprentissage automatique. Cette approche, associée à une annotation manuelle minutieuse de milliers de cellules et de structures, leur a permis de déterminer que la moelle osseuse saine a une organisation spatiale très claire et que les cellules graisseuses sont plus étroitement associées aux cellules hématopoïétiques qu'on ne le pensait auparavant.
"Nous commençons tout juste à réaliser ce qui est possible", a déclaré Tan. "Les recherches futures peuvent s'appuyer sur nos travaux en accélérant la recherche sur la moelle osseuse, dans l'espoir que ces voies numériques mèneront un jour à des avancées médicales dans le traitement de la leucémie aiguë et d'autres maladies de la moelle osseuse."
Ling Qing, Ph.D., un autre auteur principal de cette étude et professeur de chirurgie orthopédique à la Perelman School of Medicine, est d'accord et pense que cette étude aura des résultats à long terme.
« Lorsqu'elles sont appliquées à des échantillons provenant de patients atteints de leucémie, ces techniques détectent l'expansion des cellules mésenchymateuses, un type de cellule non sanguine rare, au niveau du site des cellules cancéreuses dans la moelle osseuse », a déclaré Qing. "Cela indique une nouvelle direction possible pour le traitement futur de la maladie."