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Des scientifiques découvrent un signal clé pour la production de sang artificiel
Dernière revue: 15.07.2025
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Les scientifiques se rapprochent un peu plus de la création de sang artificiel: la découverte d'un signal clé, CXCL12, pourrait rendre la production de globules rouges plus efficace.
Les scientifiques travaillent depuis des décennies sur la production artificielle de sang. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Constance et de l'Université Queen Mary de Londres ont franchi une étape majeure grâce à une nouvelle découverte.
En Allemagne, environ 15 000 unités de sang sont nécessaires chaque jour, la plupart provenant de donneurs. La recherche sur des méthodes alternatives d'obtention du sang, notamment la production artificielle de masse, est en cours depuis de nombreuses années, mais son utilisation est encore loin d'être généralisée. Le principal problème réside dans les mécanismes extrêmement complexes et mal compris par lesquels l'organisme produit naturellement ce liquide vital.
Identification d'un signal clé pour la formation des globules rouges
Le Dr Julia Gutjahr, biologiste à l'Institut de biologie cellulaire et d'immunologie de Thurgovie de l'Université de Constance, étudie les mécanismes de l'hématopoïèse. Avec des collègues de l'Université Queen Mary de Londres, elle a identifié un signal moléculaire – la chimiokine CXCL12 – qui déclenche l'expulsion du noyau des précurseurs des globules rouges. Il s'agit d'une étape clé du développement des globules rouges.
« L'étape finale de la transformation de l'érythroblaste en globule rouge est l'expulsion du noyau. Ce processus, propre aux mammifères, laisse place à l'hémoglobine, impliquée dans le transport de l'oxygène », explique Gutjahr.
Bien que le processus de maturation des cellules souches en globules rouges soit presque optimisé, on ne savait pas jusqu'à présent quels facteurs déclenchent l'expulsion du noyau.
« Nous avons découvert que la chimiokine CXCL12, principalement présente dans la moelle osseuse, peut initier ce processus en combinaison avec plusieurs autres facteurs. En ajoutant CXCL12 aux érythroblastes au bon moment, nous avons pu induire artificiellement l'expulsion nucléaire », explique Gutjahr.
Qu’est-ce que cela signifie pour la production de sang artificiel?
Cette découverte constitue une avancée scientifique majeure qui pourrait améliorer considérablement l'efficacité de la production de sang artificiel à l'avenir. Cependant, des recherches supplémentaires sont encore nécessaires.
Depuis 2023, Gutjahr dirige ses propres groupes de recherche à l'Institut de biologie cellulaire et d'immunologie de Thurgovie et continue d'étudier le rôle de CXCL12.
« Nous étudions actuellement comment utiliser CXCL12 pour optimiser la production artificielle de globules rouges humains », explique Gutjahr.
Outre des applications pratiques dans la production industrielle de globules rouges, les résultats de l'étude apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes cellulaires: contrairement à d'autres cellules, qui migrent lorsqu'elles sont stimulées par CXCL12, chez les érythroblastes, ce signal est transporté à l'intérieur de la cellule, jusqu'à son noyau. Là, il accélère la maturation cellulaire et favorise l'expulsion du noyau.
« Notre étude montre pour la première fois que les récepteurs de chimiokines agissent non seulement à la surface de la cellule mais aussi à l'intérieur de celle-ci, ouvrant des perspectives complètement nouvelles pour la biologie cellulaire », a déclaré le professeur Antal Roth de l'Université Queen Mary.
Optimiser la production pour une large application
Aujourd'hui, les cellules souches restent la méthode la plus efficace pour produire du sang artificiel: l'expulsion du noyau se produit dans environ 80 % des cellules. Cependant, les sources de cellules souches sont limitées (sang de cordon, moelle osseuse de donneur), ce qui rend la production de masse impossible.
Des scientifiques ont récemment réussi à reprogrammer différents types de cellules en cellules souches et à les utiliser pour générer des globules rouges. Cette méthode offre une source quasi illimitée de cellules, mais elle est plus longue et moins efficace: seulement 40 % des cellules expulsent leur noyau.
« Nos nouvelles découvertes sur le rôle clé du CXCL12 nous donnent l’espoir que son utilisation améliorera considérablement l’efficacité de la production de globules rouges à partir de cellules reprogrammées », note Gutjahr.
Si la production de masse devient possible, un large éventail d’applications émergera: la production ciblée de groupes sanguins rares, l’élimination des pénuries de sang de donneurs et la possibilité de recréer le propre sang d’un patient pour le traitement spécialisé de diverses maladies.
L'étude est publiée dans la revue Science Signaling.