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L’allantoïde, annexe embryonnaire des vertébrés supérieurs, produit des progéniteurs hématopoïétiques

Les cellules souches sanguines (cellules souches hématopoïétiques ou CSH) constituent chez l’adulte une réserve destinée à assurer à vie la formation de tous les éléments du sang. Cette réserve se met en place très tôt au cours de la vie embryonnaire et fœtale. Où et à quel stade ces cellules émergent-elles ?

En 2003¹, le Dr Françoise Dieterlen, directeur de recherches émérite au CNRS, et son équipe identifiaient le placenta comme un site d’hématopoïèse chez le fœtus de souris. En 2005², F. Dieterlen, en collaboration avec l’équipe de S. Orkin (Harvard) confirmait que des cellules souches renouvelables à long terme étaient présentes dans cette annexe.

Un nouveau travail de l’équipe française montre que des progéniteurs hématopoïétiques prennent naissance dans l’allantoïde, une des structures qui composent le placenta. Ces cellules sont donc d’origine intrinsèque, comme elles le sont dans le sac vitellin et la région aortique. Le placenta fait donc partie des sites critiques pour le développement du système sanguin. Ces résultats ont été publiés le 15 Janvier 2007 dans la revue Developmental Biology.

 

La problématique de la mise en place des CSH concerne tous les vertébrés et constitue un sujet d’étude depuis plus de 30 ans. On a tout d’abord émis l'hypothèse selon laquelle le sac vitellin, première annexe embryonnaire et premier organe hématopoïétique de l’embryon, était à l’origine de toutes les CSH de l’individu.

C’est grâce à la fabrication d’embryons chimères caille-poulet, un modèle de choix pour suivre les cellules au cours du développement, que F. Dieterlen (Institut d’Embryologie cellulaire et moléculaire du collège de France et du CNRS à Nogent sur Marne) a découvert que l'embryon d’oiseau produit lui-même des CSH au niveau de l'aorte (J. Embryol. Exp.Morphol., 1975, vol. 33, p. 607). Cette production intra-embryonnaire de CSH définitives, qui relaye la production de CSH du sac vitellin, a ensuite été confirmée chez d’autres vertébrés.

La région périaortique et l’aorte embryonnaire ont longtemps été considérées comme le site majeur d’émergence des CSH intra-embryonnaires. Or, des études expérimentales récentes conduites chez la souris indiquent que le placenta fœtal joue aussi un rôle important dans ce processus.

Ces CSH se déterminent-elles in situ ou émergent-elles en un autre site de l’embryon et colonisent-elles le placenta via la circulation sanguine ?

La réponse à cette question vient d’être apportée grâce à un travail collaboratif entre F. Dieterlen d’une part, et C. Corbel et J. Salaün d’autre part, qui ont précédemment montré qu’une protéine caractéristique des plaquettes sanguines, l’intégrine CD41, est exprimée par les progéniteurs* hématopoïétiques de l’aorte embryonnaire et en constitue donc un marqueur (Dev. Biol., 2002, vol.243, p.301 et Int. J. Dev. Biol., 2005, vol. 49, p.279).

Chez la souris, la partie fœtale du placenta est formée par la fusion de l’allantoïde et de la plaque chorionique après le stade de 6 paires de somites (ps) (environ 8.5 jours de gestation), au moment où la circulation sanguine s’établit. Les auteurs ont donc isolé l’allantoïde avant le stade de fusion et y ont recherché la présence de progéniteurs hématopoïétiques (figure A).

© C. Corbel et al.
Figure A : Schéma d’un embryon de souris avant le stade 6 ps,
juste avant la fusion de l’allantoïde à la plaque chorionique.

 

Ils ont ainsi mis en évidence l’expression du marqueur CD41 par de petits groupes de cellules dans l’allantoïde aux stades 4-6 ps (moins de 10 cellules positives par allantoïde).

De plus, grâce une technique originale de culture in vitro, ils ont montré que l’allantoïde contient des progéniteurs multipotents capables de donner naissance in vitro à des colonies hématopoïétiques (figure B).

© C. Corbel et al.
Figure B : Colonie constituée d’érythrocytes (précurseurs des globules rouges)
et de macrophages, développée à partir d’allantoïdes (1 ps) précultivées
in toto avant ensemencement en milieu de culture semi-solide.

 

Ces résultats montrent donc qu’une autre annexe embryonnaire, l’allantoïde ainsi que le placenta, qui en est issu, sont impliqués dans la production de CSH.

Cet aspect n’a pas encore été analysé dans le cas du placenta humain, mais on sait, d’ores et déjà, que le sang du cordon ombilical à la naissance est très riche en CSH. Facilement accessibles, ces dernières sont d’ailleurs utilisées aujourd’hui à des fins thérapeutiques.

 

1- Development, 2003, vol.130, p.5437
2- Developmental Cell, 2005, vol. 8, p 365

* - Progéniteur hématopoïétique : descendant des CSH, qui présente des potentialités et une capacité de multiplication plus restreintes.

 

En savoir plus

• « Hematopoietic potential of the pre-fusion allantois »
  C. Corbel, J. Salaün, P. Belo-Diabangouaya & F. Dieterlen-Lièvre
  Developmental Biology (2007), 301, 478-488
  

Contacts chercheurs

• Catherine Corbel
  Equipe "Epigenèse et Développement des Mammifères"
  CNRS UMR 218 - Institut Curie, Pavillon Pasteur
  26, rue d'Ulm, 75248 Paris Cedex 05
• F. Dieterlen, J. Salaün
  CNRS UPR 2197, Bât. 32-33, Avenue de la Terrasse, 91498 Gif-sur-Yvette