Érythropoïèse
Définition
L'érythropoïèse est le processus de production de globules rouges, les érythrocytes. Elle est la partie de l'hématopoïèse (formation du sang) dans laquelle des érythrocytes se développent, à partir d'une cellule souche multipotente hématopoïétique. L'hématopoïèse est formation du sang, et l'érythropoïèse est la formation des globules rouges. La formation, en continu, de globules rouges a lieu dans la moelle osseuse.
Processus complet d'érythropoïèse :
Schéma de principe du processus d'érythropoïèse avec les différentes étapes de la différenciation érythroïde.
Explications
La division d'une cellule souche ne crée pas deux cellules filles,mais une nouvelle cellule souche et un réticulocyte :le pré-stade du globule rouge. La formation de réticulocytes dans la moelle osseuse dure 5–9 jours. Chaque jour, environ 200 milliards (0,8 % de la quantité totale, 2,5 milliards par kg de poids par jour) de globules rouges sont nouvellement formés chez l'homme pour remplacer les vieux globules rouges.
Les érythrocytes proviennent d'une lignée complexe de cellules et leur taux de production est étroitement régulé pour assurer la production d'un nombre adéquat mais non excessif de globules rouges.
Sites d'érythropoïèse
Le site de l'érythropoïèse change tout au long de la vie. Chez le foetus très précoce, il se situe dans le sac vitellin. De 2 à 5 mois de gestation, il se situe dans le foie et la rate avant de finalement s'établir dans la moelle osseuse à partir d'environ 5 mois de gestation.
Chez les enfants, l'érythropoïèse peut survenir dans la moelle osseuse de la plupart des os. Cependant, chez l'adulte, il n'existe que dans la moelle osseuse des vertèbres, des côtes, du sternum, du sacrum, du bassin et du fémur proximal.
Lorsque l'érythropoïèse est inadéquate dans la moelle osseuse, cela peut déclencher une hématopoïèse extramédullaire, avec une hématopoïèse survenant à l'extérieur de la moelle. Ceci est couramment observé dans les hémoglobulinopathies, en particulier les thalassémies et la myélofibrose.
Processus érythropoïétique
Dans le schéma de principe du processus d'érythropoïèse ci-dessus, les différentes étapes de la différenciation érythroïde sont présentées, y compris les cytokines clés impliquées dans la prolifération, la survie et la différenciation des progéniteurs érythroïdes.
L'érythropoïèse a lieu avant la naissance dans le sac vitellin, le foie, la rate et la moelle osseuse,après la naissance uniquement dans la moelle osseuse rouge. La production de globules rouges est stimulée par l'hormone érythropoïétine, qui à son tour est produite dans les reins. Les dysfonctionnements de l'érythropoïèse entraînent une anémie.
Au cours de la dixième semaine de développement embryonnaire, le foie représente 10 % du poids corporel, à la naissance seulement 5 %: la fonction du foie en tant qu'organe hémato-producteur n'est alors plus nécessaire, car pour le nourrisson, la moelle osseuse prend en charge cette fonction.
Un pro-érythroblaste peut se développer à partir d'une cellule souche multipotente, à partir de laquelle un érythroblaste est formé. L'érythroblaste est le précurseur du normoblaste. De là, le réticulocyte émerge, à partir duquel l'érythrocyte final, le globule rouge, est formé.
La production de toutes les cellules sanguines commence par l'hémocytoblaste,une cellule souche hématopoïétique multipotente. Les hémocytoblastes ont les plus grands pouvoirs d'auto-renouvellement de toute cellule adulte. Ils se trouvent dans la moelle osseuse et peuvent être mobilisés dans le sang circulant en cas de besoin. Certains hémocytoblastes se différencient en cellules progénitrices myéloïdes communes, qui produisent ensuite des érythrocytes, ainsi que des mastocytes, des mégacaryocytes et des myéloblastes. Au cours de ce processus de maturation, il y a extrusion nucléaire – c'est-à-dire que les érythrocytes matures n'ont pas de noyau. Les globules rouges nucléés présents dans un échantillon de moelle osseuse peuvent indiquer la libération de cellules incomplètement développées. Cela peut intervenir dans des pathologies telles que la thalassémie, l'anémie sévère ou la malignité hématologique.
Abréviations du schéma : BFU-E, unité de formation d'éclatement érythroïde; CFU-E, unité formant colonie érythroïde; CFU-GEMM, unité formant colonie-granulocyte, érythroïde, macrophage, mégacaryocyte; EPO, érythropoïétine; G-CSF, facteur de stimulation des colonies de granulocytes; GM-CSF, facteur de stimulation des colonies de monocytes granulocytes; IL-3, interleukine 3; IL-9, interleukine 9, IGF-1, facteur de croissance analogue à l'insuline 1.
Régulation de l'érythropoïèse
L'érythropoïèse est principalement entraînée par l'hormone érythropoïétine (EPO), qui est une cytokine glycoprotéique.
L'EPO est sécrétée par le rein. Il est constamment sécrété à un niveau bas, suffisant pour la régulation normale de l'érythropoïèse. Cependant, si le taux d'érythrocytes devient insuffisant, le sang devient relativement hypoxique. Lorsqu'il y a une pression partielle réduite d'oxygène (pO2) dans le rein, cela est détecté par les cellules péritubulaires interstitielles rénales.
En réponse, il y a une augmentation de la production d'EPO, qui agit dans la moelle osseuse pour stimuler l'augmentation de la production de globules rouges. Cela provoque une augmentation des taux d'hémoglobine, entraînant par la suite une augmentation du pO2 et donc une baisse des niveaux d'EPO. La boucle de rétroaction est terminée.
Défaillances de l'érythropoïèse
La maladie rénale chronique provoque souvent une anémie. Dans le rein endommagé, il y a une production d'EPO de niveau basal réduite et une réponse réduite à l'hypoxie conduisant à l'anémie. Pour contrer cela, les patients peuvent recevoir des injections d'EPO selon les besoins.
La sous-production de globules rouges entraîne une anémie. L'anémie est définie comme une faible concentration d'hémoglobine, mais les valeurs absolues diffèrent chez les femmes et les hommes.
La surproduction de globules rouges peut exister dans des conditions telles que la polycythémie rubra vera. Il s'agit d'une maladie myéloproliférative qui résulte d'un dérèglement au niveau de la cellule souche hématopoïétique.
Agents stimulant l'érythropoïèse (ASE)
L'anémie est une complication fréquente de l'insuffisance rénale chronique (IRC) due à l'incapacité des reins à libérer suffisamment d'érythropoïétine pour réguler la production de globules rouges. L'administration d'agents stimulant l'érythropoïèse (ASE) est très efficace pour corriger l'anémie de l'IRC.
Les ASE actuellement approuvés en Italie sont l'époétine alfa (alpha), l'époétine bêta, l'époétine thêta, la darbépoétine alfa, le CERA et les biosimilaires époétine alfa et époétine zêta.
Tous les ASE sont efficaces pour corriger l'anémie rénale et augmenter les taux d'hémoglobine, mais le choix de ceux à utiliser doit également prendre en compte leur pharmacocinétique et leur pharmacodynamie, leur voie d'administration et les enjeux économiques. Cependant, concernant l'utilisation optimale des ASE, une question qui reste controversée est la conversion de dose la plus appropriée entre l'époétine alfa et la darbépoétine alfa.
En fait, l'expérience clinique démontre que la relation posologique entre l'époétine alfa et la darbépoétine alfa n'est pas proportionnelle dans l'ensemble du spectre posologique.
Érythropoïétine humaine recombinante (rHuEPO)
L'érythropoïétine humaine recombinante (rHuEPO), comme les agents approuvés époétine alfa et époétine bêta, est utilisée avec succès depuis plus de 20 ans pour traiter l'anémie chez des millions de patients. Cependant, en raison de la demi-vie relativement courte de la molécule (environ 8 heures), des doses fréquentes peuvent être nécessaires pour atteindre les taux d'hémoglobine requis.
Par conséquent, un besoin a été identifié dans certaines populations de patients anémiques pour des agents stimulant l'érythropoïèse avec des demi-vies plus longues qui nécessitaient des dosages moins fréquents. Ce besoin a conduit au développement de molécules de deuxième génération qui sont des versions modifiées de la rHuEPO avec des propriétés pharmacocinétiques et pharmacodynamiques améliorées telles que la darbépoétine alfa, un analogue hyperglycosylé de la rHuEPO, et la pegzyrépoétine, une rHuEPO pégylée.
Des molécules de troisième génération, telles que le péginésatide, qui sont des mimétiques de peptides sans homologie de séquence avec la rHuEPO, ont également été récemment développées. Les diverses propriétés moléculaires, pharmacocinétiques et pharmacodynamiques de ces agents stimulant l'érythropoïèse et d'autres ont été étudiées.
Syndrome myéolodysplasique
Dans le traitement du syndrome myéolodysplasique, des facteurs de croissance stimulant l'érythropoïèse (époétine alfa, époétine bêta, darbépoétine) ainsi que des facteurs de croissance hématopoïétiques sont utilisés.
Synonymes, antonymes
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