HÉMATOPOÏÈSE EMBRYONNAIRE ET FOETALE Pr. Manuel MARK, Faculté de Médecine et Hôpitaux Universitaires de Strasbourg Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire Le site anatomique de l’hématopoïèse change à plusieurs reprises au cours de la vie embryonnaire et fœtale

HÉMATOPOÏÈSE EMBRYONNAIRE ET FOETALE * * Shifts in site of hematopoiesis during mouse and human development. (A) Hematopoietic development in the mouse. Formation of mesoderm during gastrulation (around E6.5), development of yolk sac blood islands (∼ E7.5), emergence of HSCs in the aorta-gonad-mesonephros region (E10.5; other sites such as large arteries and placenta not shown), active fetal liver hematopoiesis (E14.5), and hematopoiesis in the bone marrow of the late gestation fetus (E18.5) and adult animal. Active circulation begins at approximately E9.0.43 (B) Hematopoietic development in the human embryo. An embryo at yolk sac stage of hematopoiesis (day 17), at the time of the first hepatic colonization by HSCs (day 23), arterial cluster formation (day 27), second hepatic colonization (day 30), and bone marrow colonization (10.5 weeks). Active circulation begins at approximately day 21.3 Baron M H et al. Blood 2012;119:4828-4837 ©2012 by American Society of Hematology Shifts in site of hematopoiesis during mouse and human development. Plusieurs organes : la vésicule vitelline et la région para-aortique, le foie puis la moelle osseuse assurent séquentiellement l'hématopoïèse chez l'embryon et le fœtus. L’hématopoïèse passe par 3 périodes : mésenchymateuse, hépatique et médullaire

LA PÉRIODE MÉSENCHYMATEUSE DE L’HÉMATOPOÏÈSE L’hématopoïèse débute au cours de la 3è semaine du développement embryonnaire dans le mésoderme de la paroi de la vésicule vitelline (= dans la splanchnopleure extraembryonnaire) puis dans la splanchnnopleure para-aortique (4è semaine). Dans ces tissus se forment des condensations cellulaires, les ilots sanguins primitifs Embryon de poulet : ilots sanguins primitifs (14)

LA PÉRIODE MÉSENCHYMATEUSE DE L’HÉMATOPOÏÈSE L’hématopoïèse débute au cours de la 3è semaine du développement embryonnaire dans le mésoderme de la paroi de la vésicule vitelline (= dans la splanchnopleure extraembryonnaire) puis dans la splanchnnopleure para-aortique. Dans ces tissus se forment des condensations cellulaires, les ilots sanguins primitifs Splanchnopleure para-aortique chez un embryon de 4 semaines

LA PÉRIODE MÉSENCHYMATEUSE DE L’HÉMATOPOÏÈSE Hemogenic endothelial cells can undergo an endothelial/hematopoietic transition and mature into hematopoietic precursors protruding into the vessel lumen. The hemangioblast (A) is defined as a mesodermal progenitor cell committed to the generation of endothelial cells (B) and blood cells (C), sometimes—perhaps always—via a hematogenous endothelium intermediate (D). Bourgeonnement de cellules sanguines à partir de la face interne de la paroi aortique. Hémangioblaste (A): une cellule à l’origine de 2 lignages cellulaires (B et C). Péault B. Blood 2010;116:2864-2865 Les ilots sanguins primitifs sont constituée d’hémangioblastes , cellules bipotentes capables de se différencier en cellules sanguines et en cellules endothéliales. ©2010 by American Society of Hematology

LA PÉRIODE HÉPATIQUE DE L’HÉMATOPOÏÈSE Les hémangioblastes sont les précurseurs des CSH qui colonisent - le foie (plus accessoirement la rate) - puis, partant du foie, la moelle osseuse. - La période hépatique de l’hématopoïèse débute vers 5 sem. (= coïncide avec le déclin de l’activité hématopoïétique dans la vésicule vitelline). - Le foie devient le principal organe hématopoïétique jusqu’à 6 mois. - La fonction hématopoïétique se foie se poursuit jusque 15 jours après la naissance.

LA PÉRIODE MEDULLAIRE DE L’HÉMATOPOÏÈSE - Avant la 8è semaines., le squelette de l'embryon est entièrement cartilagineux. - Entre 8 et 12 semaines début l’ossification diaphysaire qui s'accompagne de la création dans chaque os de cavités médullaires.

LA PÉRIODE MEDULLAIRE DE L’HÉMATOPOÏÈSE La période médullaire de l’hématopoïèse : débute vers 3 mois in utero la moelle osseuse devient le principal organe hématopoïétique à partir de 6 mois.

LA PÉRIODE MEDULLAIRE DE L’HÉMATOPOÏÈSE Après la naissance l’hématopoïèse est exclusivement médullaire. La moelle comporte : des zones hématopoïétiques actives constituant la moelle rouge, riche en érythroblastes et vaisseaux des zones hématopoïétiques inactives constituant la moelle jaune riche en adipocytes. Avant 4 ans les zones hématopoïétiques actives sont réparties dans la quasi-totalité des cavités osseuse. Avec l’âge, la moelle rouge est progressivement remplacée par des adipocytes

LA PÉRIODE MEDULLAIRE DE L’HÉMATOPOÏÈSE Chez l’adulte, les zones hématopoïétiques actives sont majoritairement localisées au niveau: des os plats et courts (sternum, côtes, vertèbres, bassin, voute du crâne) accessoirement à l’extrémité proximale des os longs Schéma montrant les principales localisations de la moelle osseuse active (zones grisées)

ORIGINE DES CSH DEFINITIVES multipotente

ORIGINE DES CSH DEFINITIVES Les cellules sanguines formées dans la paroi de la vésicule vitelline ne contribueraient pas au système hématopoïétique définitif. Les CSH (cellules souches hématopoïétiques) définitives dérivent de l’embryon : lorsque l’on greffe un embryon de caille sur un sac vitellin de poulet, les cellules hématopoïétiques qui apparaissent ultérieurement dans le foie, la rate et le thymus proviennent de l’embryon et non du sac vitellin.

SANG DU CORDON Le prélèvement a lieu dans les minutes qui suivent l’accouchement, il est totalement indolore pour la maman et le bébé. Le sang placentaire est récupéré dans une veine du cordon, il est ensuite analysé et transporté dans une Banque de sang de cordon. Une greffe de sang de cordon est ensuite pratiquée sur le patient malade, par transfusion. Comme le don de sang ou de moelle osseuse, le don de sang de cordon est un acte anonyme gratuit. Une quinzaine de maternités pratiquent le don de sang de cordon Il permet environ 300 greffes par an en France.

Illustrations d’après: W.J. Larsen. Human Embryology, Churchill Livingstone, 2001 T. Sadler, Langman’s Medical Embryology, 11th ed., Lippincott Williams &. Wilkins Langman. Embryologie Médicale, Masson, 1976 Moore. L’être Humain en Développement, Vigot, 1974 Patten's Foundations of Embryology Mark Hill's Embryology Resource(The University of New South Wales , Sydney Australia)