Moelle osseuse

La moelle osseuse est un tissu semi-solide présent dans les parties spongieuses (également appelées spongieuses) des os . ^[2] Chez les oiseaux et les mammifères, la moelle osseuse est le principal site de production de nouvelles cellules sanguines (ou hématopoïèse ). ^[3] Il est composé de cellules hématopoïétiques , de tissu adipeux médullaire et de cellules stromales de soutien . Chez l’homme adulte, la moelle osseuse est principalement située dans les côtes , les Vertèbres , le sternum et les os du bassin . ^[4]La moelle osseuse représente environ 5% de la masse corporelle totale chez l’homme adulte en bonne santé, de sorte qu’un homme pesant 73 kg (161 lb) aura environ 3,7 kg (8 lb) de moelle osseuse. ^[5]

Moelle osseuse
Une section de tissu de moelle osseuse ( coloré au bleu de Prusse)
Des détails
Système	Système hématopoïétique Système immunitaire [1] Système lymphatique
Identifiants
Latin	Medulla ossium
Engrener	D001853
TA98	A13.1.01.001
TA2	388
FMA	9608
Terminologie anatomique [ modifier sur Wikidata ]

La moelle humaine produit environ 500 milliards de cellules sanguines par jour, qui rejoignent la circulation systémique via des Sinusoïdes vasculaires perméables dans la cavité médullaire . ^[6] Tous les types de cellules hématopoïétiques, y compris les lignées myéloïdes et lymphoïdes , sont créés dans la moelle osseuse ; cependant, les cellules lymphoïdes doivent migrer vers d’autres organes lymphoïdes (par exemple le thymus ) afin d’achever leur maturation.

Les greffes de moelle osseuse peuvent être réalisées pour traiter des maladies graves de la moelle osseuse, y compris certaines formes de cancer comme la leucémie . Plusieurs types de cellules souches sont liées à la moelle osseuse. Les cellules souches hématopoïétiques de la moelle osseuse peuvent donner naissance à des cellules de la lignée hématopoïétique, et les cellules souches mésenchymateuses , qui peuvent être isolées de la culture primaire du stroma de la moelle osseuse, peuvent donner naissance à des tissus osseux , adipeux et cartilagineux . ^[7]

Structure

La composition de la moelle est dynamique, car le mélange de composants cellulaires et non cellulaires (tissu conjonctif) change avec l’âge et en réponse à des facteurs systémiques. Chez l’homme, la moelle est familièrement caractérisée comme de la moelle « rouge » ou « jaune » ( latin : medulla ossium rubra , latin : medulla ossium flava , respectivement) en fonction de la prévalence des cellules hématopoïétiques par rapport aux cellules graisseuses . Bien que les mécanismes précis sous-jacents à la régulation de la moelle ne soient pas compris, ^[6] les changements de composition se produisent selon des schémas stéréotypés. ^[8]Par exemple, les os d’un nouveau-né contiennent exclusivement de la moelle “rouge” hématopoïétiquement active, et il y a une conversion progressive vers la moelle “jaune” avec l’âge. Chez les adultes, la moelle rouge se trouve principalement dans le squelette central , tel que le bassin , le sternum , le crâne , les côtes , les Vertèbres et les Omoplates , et se trouve de manière variable dans les extrémités épiphysaires proximales des Os longs tels que le fémur et l’ humérus . Dans des circonstances d’hypoxie chronique, le corps peut reconvertir la moelle jaune en moelle rouge pour augmenter la production de cellules sanguines. ^[9]

Composants hématopoïétiques

Ponction de moelle osseuse montrant une “hématopoïèse trilinéaire” normale : cellules myélomonocytaires ( marquées par un Myélocyte éosinophile ), cellules érythroïdes ( marquées par un érythroblaste Orthochromatique ) et cellules mégacaryocytaires . Cellules précurseurs hématopoïétiques : promyélocyte au centre, deux métamyélocytes à côté et cellules en bande provenant d’un aspirat de moelle osseuse.

Au niveau cellulaire, le principal composant fonctionnel de la moelle osseuse comprend les cellules progénitrices qui sont destinées à mûrir en cellules sanguines et lymphoïdes. La moelle humaine produit environ 500 milliards de cellules sanguines par jour. ^[10] La moelle contient des cellules souches hématopoïétiques qui donnent naissance aux trois classes de cellules sanguines présentes dans la circulation : les globules blancs (leucocytes), les globules rouges (érythrocytes) et les Plaquettes (thrombocytes). ^[11]

Constitution cellulaire du parenchyme médullaire rouge ^[12]

Grouper	Type de cellule	Fraction moyenne	Gamme de référence
Cellules myélopoïétiques	Myéloblastes	0,9	0,2–1,5
Promyélocytes	3,3 %	2.1–4.1
Myélocytes neutrophiles	12,7 %	8.2–15.7
Myélocytes éosinophiles	0,8 %	0,2–1,3
Métamyélocytes neutrophiles	15,9 %	9.6–24.6
Métamyélocytes éosinophiles	1,2 %	0,4–2,2
Cellules de la bande neutrophile	12,4 %	9.5–15.3
Cellules de la bande éosinophile	0,9 %	0,2–2,4
Neutrophiles segmentés	7,4 %	6,0–12,0
Éosinophiles segmentés	0,5 %	0,0–1,3
Basophiles et mastocytes segmentés	0,1 %	0,0–0,2
Cellules érythropoïétiques	Pronormoblastes	0,6 %	0,2–1,3
Normoblastes basophiles	1,4 %	0,5–2,4
Normoblastes polychromatiques	21,6 %	17.9–29.2
Normoblaste Orthochromatique	2,0 %	0,4–4,6
Autres types de cellules	Mégacaryocytes	< 0,1 %	0,0-0,4
Cellules plasmatiques	1,3 %	0,4-3,9
Cellules réticulaires	0,3 %	0,0-0,9
Lymphocytes	16,2 %	11.1-23.2
Monocytes	0,3 %	0,0-0,8

Stroma

Le stroma de la moelle osseuse comprend tous les tissus qui ne sont pas directement impliqués dans la fonction primaire de la moelle, l’ hématopoïèse . ^[6] Les cellules stromales peuvent être indirectement impliquées dans l’hématopoïèse, fournissant un microenvironnement qui influence la fonction et la différenciation des cellules hématopoïétiques. Par exemple, ils génèrent des facteurs de stimulation des colonies , qui ont un effet significatif sur l’ hématopoïèse . Les types de cellules qui constituent le stroma de la moelle osseuse comprennent :

• fibroblastes ( tissu conjonctif réticulaire )
• les macrophages , qui contribuent notamment à la production de globules rouges , car ils livrent du fer pour la production d’ hémoglobine .
• adipocytes (cellules graisseuses)
• ostéoblastes (synthétisent l’os)
• ostéoclastes (os résorbé)
• les cellules endothéliales , qui forment les Sinusoïdes . Celles-ci dérivent des cellules souches endothéliales , également présentes dans la moelle osseuse. ^[11]

Une fonction

Les cellules souches mésenchymateuses

Le stroma de la moelle osseuse contient des cellules souches mésenchymateuses (MSC), ^[11] également appelées cellules stromales de la moelle. Ce sont des cellules souches multipotentes qui peuvent se différencier en une variété de types cellulaires. Il a été démontré que les CSM se différencient, in vitro ou in vivo , en ostéoblastes , chondrocytes , myocytes , adipocytes médullaires et cellules bêta-pancréatiques des îlots . ^{[ citation nécessaire ]}

Barrière de la moelle osseuse

Les vaisseaux sanguins de la moelle osseuse constituent une barrière empêchant les cellules sanguines immatures de quitter la moelle. Seules les cellules sanguines matures contiennent les protéines membranaires , telles que l’ aquaporine et la glycophorine , nécessaires pour se fixer à l’ endothélium des vaisseaux sanguins et le faire passer . ^[13] Les cellules souches hématopoïétiques peuvent également traverser la barrière de la moelle osseuse et peuvent ainsi être récoltées à partir du sang. ^{[ citation nécessaire ]}

Rôle lymphatique

La moelle osseuse rouge est un élément clé du système lymphatique , étant l’un des principaux organes lymphoïdes qui génèrent des lymphocytes à partir de cellules progénitrices hématopoïétiques immatures . ^[14] La moelle osseuse et le thymus constituent les principaux tissus lymphoïdes impliqués dans la production et la sélection précoce des lymphocytes. De plus, la moelle osseuse remplit une fonction semblable à une valve pour empêcher le reflux de liquide lymphatique dans le système lymphatique. ^{[ citation nécessaire ]}

Compartimentation

La compartimentation biologique est évidente dans la moelle osseuse, en ce que certains types de cellules ont tendance à s’agréger dans des zones spécifiques. Par exemple, les érythrocytes , les macrophages et leurs précurseurs ont tendance à se rassembler autour des vaisseaux sanguins , tandis que les granulocytes se rassemblent aux frontières de la moelle osseuse. ^[11]

Comme nourriture

La moelle osseuse animale est utilisée dans la cuisine du monde entier depuis des millénaires, comme le célèbre Ossobuco milanais . ^[15]

Signification clinique

Maladie

L’architecture normale de la moelle osseuse peut être endommagée ou déplacée par une anémie aplasique , des tumeurs malignes telles que le myélome multiple ou des infections telles que la tuberculose , entraînant une diminution de la production de cellules sanguines et de Plaquettes sanguines. La moelle osseuse peut également être atteinte par diverses formes de leucémies , qui attaquent ses cellules progénitrices hématologiques. ^[16] De plus, l’exposition à la radiothérapie ou à la chimiothérapie tuera de nombreuses cellules de la moelle osseuse qui se divisent rapidement et entraînera donc une dépression du système immunitaire . De nombreux symptômes d’ empoisonnement aux radiationssont dus à des dommages subis par les cellules de la moelle osseuse. ^{[ citation nécessaire ]}

Pour diagnostiquer les maladies impliquant la moelle osseuse, une ponction de moelle osseuse est parfois réalisée. Cela implique généralement l’utilisation d’une aiguille creuse pour acquérir un échantillon de moelle osseuse rouge de la crête iliaque sous anesthésie générale ou locale . ^[17]

Application des cellules souches en thérapeutique

Les cellules souches dérivées de la moelle osseuse ont un large éventail d’applications en médecine régénérative. ^[18]

Imagerie

L’imagerie médicale peut fournir une quantité limitée d’informations concernant la moelle osseuse. Les radiographies sur film simple traversent les tissus mous tels que la moelle et ne fournissent pas de visualisation, bien que tout changement dans la structure de l’os associé puisse être détecté. ^[19] L’ imagerie CT a une capacité quelque peu meilleure pour évaluer la cavité médullaire des os, bien qu’avec une sensibilité et une spécificité faibles. Par exemple, la moelle grasse “jaune” normale des Os longs adultes est de faible densité (-30 à -100 unités Hounsfield), entre la graisse sous-cutanée et les tissus mous. Les tissus avec une composition cellulaire accrue, tels que la moelle « rouge » normale ou les cellules cancéreuses dans la cavité médullaire, mesureront une densité plus élevée de manière variable. ^[20]

L’IRM est plus sensible et spécifique pour évaluer la composition osseuse. L’IRM permet d’évaluer la composition moléculaire moyenne des tissus mous et fournit ainsi des informations sur la teneur relative en graisse de la moelle. Chez l’homme adulte, la moelle adipeuse “jaune” est le tissu dominant des os, en particulier du squelette appendiculaire (périphérique) . Étant donné que les molécules de graisse ont une relaxation T1 élevée , les séquences d’imagerie pondérées en T1 montrent une moelle grasse “jaune” comme brillante (hyperintense). De plus, la moelle graisseuse normale perd le signal sur les séquences de saturation en graisse, de la même manière que la graisse sous-cutanée. ^{[ citation nécessaire ]}

Lorsque la moelle grasse “jaune” est remplacée par un tissu avec une composition plus cellulaire, ce changement se manifeste par une diminution de la luminosité sur les séquences pondérées en T1. La moelle « rouge » normale et les lésions de la moelle pathologique (telles que le cancer) sont plus foncées que la moelle « jaune » sur les séquences de poids T1, bien qu’elles puissent souvent être distinguées par comparaison avec l’intensité du signal IRM des tissus mous adjacents. La moelle « rouge » normale est généralement équivalente ou plus brillante que le muscle squelettique ou le disque intervertébral sur les séquences pondérées en T1. ^{[8] [21]}

Un changement de la moelle graisseuse, l’inverse de l’ hyperplasie de la moelle rouge , peut survenir avec le vieillissement normal, ^[22] bien qu’il puisse également être observé avec certains traitements tels que la radiothérapie . Un hyposignal T1 médullaire diffus sans prise de contraste ou discontinuité corticale suggère une conversion de la moelle rouge ou une myélofibrose . Une moelle faussement normale sur T1 peut être observée avec un myélome multiple diffus ou une infiltration leucémique lorsque le rapport eau / graisse n’est pas suffisamment modifié, comme on peut le voir avec des tumeurs de grade inférieur ou plus tôt dans le processus de la maladie. ^[23]

Histologie

Un frottis d’aspiration de moelle osseuse coloré par Wright d’un patient atteint de leucémie .

L’examen de la moelle osseuse est l’analyse pathologique d’échantillons de moelle osseuse obtenus par biopsie et aspiration de moelle osseuse. L’examen de la moelle osseuse est utilisé dans le diagnostic d’un certain nombre d’affections, notamment la leucémie, le myélome multiple, l’ anémie et la pancytopénie . La moelle osseuse produit les éléments cellulaires du sang, dont les Plaquettes , les globules rouges et les globules blancs . Alors que beaucoup d’informations peuvent être glanées en testant le sang lui-même (tiré d’une veine par phlébotomie), il est parfois nécessaire d’examiner la source des cellules sanguines dans la moelle osseuse pour obtenir plus d’informations sur l’hématopoïèse ; c’est le rôle de la ponction et de la biopsie de moelle osseuse. ^{[ citation nécessaire ]}

Le rapport entre les séries myéloïdes et les cellules érythroïdes est pertinent pour la fonction de la moelle osseuse, ainsi que pour les maladies de la moelle osseuse et du sang périphérique , telles que la leucémie et l’anémie. Le rapport myéloïde/Érythroïde normal est d’environ 3:1 ; ce rapport peut augmenter dans les leucémies myéloïdes , diminuer dans les polycythémies et s’inverser dans les cas de thalassémie . ^[24]

Don et transplantation

Une récolte de moelle osseuse en cours. Les sites privilégiés pour la procédure

Lors d’une greffe de moelle osseuse , des cellules souches hématopoïétiques sont prélevées sur une personne et infusées à une autre personne ( allogène ) ou à la même personne ultérieurement ( autologue ). Si le donneur et le receveur sont compatibles, ces cellules infusées se déplaceront ensuite vers la moelle osseuse et initieront la production de cellules sanguines. La transplantation d’une personne à une autre est effectuée pour le traitement de maladies graves de la moelle osseuse, telles que des malformations congénitales, des maladies auto-immunes ou des tumeurs malignes. La propre moelle du patient est d’abord tuée par des médicaments ou des radiations , puis les nouvelles cellules souches sont introduites. Avant la radiothérapie ou la chimiothérapie en cas de cancer, certaines des cellules souches hématopoïétiques du patient sont parfois récoltées puis réinjectées une fois la thérapie terminée pour restaurer le système immunitaire. ^[25]

Les cellules souches de la moelle osseuse peuvent être amenées à devenir des cellules neurales pour traiter les maladies neurologiques ^[26] et peuvent également potentiellement être utilisées pour le traitement d’autres maladies, telles que les maladies inflammatoires de l’intestin . ^[27] En 2013, à la suite d’un essai clinique, des scientifiques ont proposé que la greffe de moelle osseuse puisse être utilisée pour traiter le VIH en conjonction avec des médicaments antirétroviraux ; ^{[28] [29]} cependant, on a découvert plus tard que le VIH restait dans le corps des sujets testés. ^[30]

Récolte

Les cellules souches sont généralement récoltées directement à partir de la moelle rouge de la crête iliaque , souvent sous anesthésie générale . La procédure est peu invasive et ne nécessite pas de points de suture par la suite. Selon l’état de santé du donneur et sa réaction à la procédure, le prélèvement proprement dit peut être une procédure ambulatoire ou peut nécessiter 1 à 2 jours de récupération à l’hôpital. ^[31]

Une autre option consiste à administrer certains médicaments qui stimulent la libération de cellules souches de la moelle osseuse dans le sang circulant. ^[32] Un cathéter intraveineux est inséré dans le bras du donneur, et les cellules souches sont ensuite filtrées du sang. Cette procédure est similaire à celle utilisée dans le don de sang ou de Plaquettes. Chez les adultes, la moelle osseuse peut également être prélevée sur le sternum , tandis que le tibia est souvent utilisé lors du prélèvement d’échantillons sur des nourrissons. ^[17] Chez les nouveau-nés, les cellules souches peuvent être extraites du cordon ombilical . ^[33]

Registre fossile

La moelle osseuse a peut-être d’abord évolué chez Eusthenopteron , une espèce de poisson préhistorique étroitement liée aux premiers tétrapodes .

La première preuve fossilisée de moelle osseuse a été découverte en 2014 chez Eusthenopteron , un poisson à nageoires lobes qui a vécu pendant la période dévonienne il y a environ 370 millions d’années. ^[34] Des scientifiques de l’Université d’Uppsala et de l’ European Synchrotron Radiation Facility ont utilisé la microtomographie synchrotron à rayons X pour étudier l’intérieur fossilisé de l’ humérus du squelette , trouvant des structures tubulaires organisées semblables à la moelle osseuse des vertébrés modernes. ^[34] Eusthenopteron est étroitement lié aux premiers tétrapodes , qui ont finalement évolué pour devenir les terrestres.mammifères et lézards d’aujourd’hui. ^[34]

Voir également

• Myélonécrose
• Programme national des donneurs de moelle
• Registre de la moelle des dons de vie

Références

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Lectures complémentaires

• Nature Bone Marrow Transplantation ( Nature Publishing Group ) – revue scientifique spécialisée avec des articles sur la biologie de la moelle osseuse et ses utilisations cliniques.
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Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés à la moelle osseuse .

• Photomicrographies histologiques de la moelle osseuse