Série de blogs d’été en collaboration avec le 3RCC Partie 2: Exploration des cellules souches sanguines: Perspectives de l’imagerie du poisson zèbre  du poisson-zèbre

Une cellule souche est un type de cellule pouvant se transformer en différents types de cellules spécialisées du corps humain. Les cellules souches jouent ainsi un rôle clé dans la régénération et la réparation des tissus. Elles sont logées dans des endroits spécifiques, que l’on appelle des «niches», où elles reçoivent les signaux et le soutien dont elles ont besoin pour rester en bonne santé et assurer leur fonction. Ces niches sont de minuscules compartiments où les cellules interagissent entre elles, ce qui aide les cellules souches à se développer et à se transformer en différents types de cellules. Les cellules souches sanguines, qui jouent un rôle important dans la fabrication de différents types de cellules sanguines, se trouvent par exemple dans une niche particulière qui leur fournit ce dont elles ont besoin. Il est important de comprendre le fonctionnement des cellules souches et de leurs niches pour bien comprendre la manière dont le corps humain reste en bonne santé et comment les processus de guérison fonctionnent. Mais il est difficile d’étudier ces interactions en raison de la très petite taille des niches qui, de ce fait, sont très difficiles à observer à l’intérieur d’organismes vivants.

Alors que des études traditionnelles s’appuyaient sur des modèles de crâne de souris pour l’imagerie directe, les limites de la résolution d’image constituent toujours un obstacle. En réponse à cette limitation, Sobhika Agarwala et ses collègues de l’Université de Californie à San Diego ont développé une nouvelle approche. L’équipe a combiné différentes techniques d’imagerie pour obtenir des images 3D à très haute résolution permettant d’observer de près les cellules souches sanguines présentes dans la moelle rénale des larves de poissons-zèbres. Ce projet leur a pris six ans! Cette méthode leur a permis de découvrir de nouveaux types de cellules, comme les cellules ganglionnaires produisant de la dopamine, un neurotransmetteur. La modification de ces cellules a affecté la manière dont les cellules souches sanguines se fixent dans la niche. L’identification des cellules souches individuelles et des cellules environnantes a permis de mettre en évidence un type de cellule non identifié jusqu’à présent, qui interagit avec les cellules souches sanguines, permettant ainsi des avancées thérapeutiques potentielles pour les maladies du sang et les cancers. Publiée dans la revue eLife, cette étude montre que le poisson-zèbre est un modèle prometteur pour étudier les cellules souches rares dans les tissus vivants, ce qui ouvre de nouvelles possibilités jusqu’ici inaccessibles dans le cadre des études sur les rongeurs.

Il faut poursuivre les recherches pour comprendre les interactions complexes au sein des niches des cellules souches, qui sont très diverses. Si les découvertes sur la régulation des neurotransmetteurs des cellules souches sanguines sont prometteuses dans le domaine thérapeutique pour les maladies du sang, les techniques utilisées par l’équipe de Sobhika Agarwala peuvent également dépasser le cadre de la recherche sur le sang pour élucider la dynamique des cellules rares dans différents organes et environnements tumoraux en offrant des observations à l’échelle du nanomètre.

Auteurs: Christopher Cederroth, Jessica Lampe & Robbie I’Anson Price, Swiss 3R Competence Centre

Référence:  Agarwala S, Kim KY, et al. (2022) Defining the ultrastructure of the hematopoietic stem cell niche by correlative light and electron microscopy (Définition de l’ultrastructure de la niche des cellules souches hématopoïétiques par microscopie corrélative CLEM). eLife. 11:e64835. https://doi.org/10.7554/eLife.64835.