Au sein de l’unité INSERM U1197 « SToRM » (Directeur : Georges UZAN), l’équipe « Dialogue cellules hématopoïétiques-niches normales et néoplasiques » dirigée par Laura Velazquez, est actuellement composée de 4 chercheuses, 1 MCU-PH, 1 IE et 2 étudiantes. L’objectif scientifique principal de l’équipe est d’étudier la dynamique des interactions bidirectionnelles niches/cellules hématopoïétiques (CH) dans des situations physiologiques et pathologiques afin de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblées sur les altérations du microenvironnement chez les patients atteints d’hémopathies myéloïdes malignes, mais aussi d’améliorer la prise de greffe et la prolifération des cellules souches au cours des processus de régénération et de réparation tissulaire. Nos études sont menées à la fois sur les cellules souches/progéniteurs hématopoïétiques (CSPH) humaines embryonnaires et des CH adultes de patients, ainsi que sur des modèles murins pré-cliniques. Nos collaborations avec le Service d’Hématologie-Clinique Ambulatoire (SHCA) à l’hôpital Bicêtre dirigée par Dr. Laurence Legros, le service d’Hématologie Clinique à l’hôpital d’instruction des armées de Percy dirigé par le Pr Jean-Valère Malfuson et des groupes coopérateurs français : « French Intergroupe of Myeloproliferative neoplasms » (FIM) et la Fédération française du microenvironnement tumoral (FSTM) nous permettent de développer une recherche translationnelle enrichissante et dynamique.

Au sein de l’équipe, notre thématique est abordée par deux groupes avec des approches complémentaires :

Le groupe dirigé par Laura Velazquez travaille sur l’impact des interactions endothélium-cellules hématopoïétiques dans la niche médullaire des patients atteints de néoplasies myéloprolifératives (NMP). La thrombose et la néo-angiogenèse sont les principales complications vasculaires et les causes de morbidité et de mortalité chez les patients atteints des NMP. Ces observations cliniques suggèrent un rôle important de l’endothélium médullaire dans la thrombocytose et la réponse inflammatoire qui leurs sont associées.

D’autre part, les modifications du microenvironnement par les clones malins sont à l’origine du développement d’une fibrose médullaire, une ostéosclérose et néo-angiogenèse caractéristique de l’une des néoplasies myéloprolifératives, la myélofibrose primaire.

Dans ce contexte, nous développons trois projets principaux :

a. Rôle de l’adaptateur LNK/SH2B3 dans la thrombocytose et les thromboses

Les travaux précédents du groupe ont montré que la protéine adaptatrice LNK, un régulateur négatif de la voie JAK/STAT exprimée dans le système hématopoïétique et vasculaire, est associée aux NMP. Récemment, nous avons identifié des mutations exclusivement dans LNK/SH2B3 chez des patients atteints de thrombocytose dite triple négative (thrombocytose-TN) chez lequel les thromboses et complications vasculaires sont sévères. Notre objectif principal est de déterminer la signification fonctionnelle des mutations de LNK/SH2B3 dans les thrombocytose-TN. Ce projet est réalisé dans le cadre du FIM et en collaboration avec des cliniciens de l’hôpital Saint Louis, grâce à des prélèvements de patients SH2B3 mutés, et sur nos modèles de souris invalidées pour Sh2b3.

b. Contribution de l’endothélium médullaire à l’angiogenèse et l’inflammation chronique

L’étude de la contribution des cellules endothéliales (CE) médullaires au développement des altérations vasculaires caractérisant les NMP s’avère difficile compte tenu de la difficulté d’obtenir des CE à partir de la moelle osseuse. Pour contourner cette contrainte, nous développons une approche de profilage transcriptionnel/protéomique spatial à haut débit sur des biopsies médullaires. Cette technique permet de conserver l’environnement topographique des niches médullaires, de caractériser et de quantifier simultanément dans l’espace différentes populations cellulaires au niveau morphologique, transcriptomique et protéique. Ce projet est réalisé grâce aux biopsies ostéomédullaire de patients suivis par le Dr Laurence Legros (SHCA, CHU Bicêtre) et en collaboration avec le Dr Barbara Burroni (GEBOM ; Hôpital Cochin), pathologiste experte dans l’analyse de la moelle osseuse de patients atteints de NMP. 

Etude des mécanismes impliqués dans les modifications du microenvironnement par les cellules pathologiques et impact sur le développement de la leucémie

Cette étude est dirigée par Fawzia Louache qui s’intéresse particulièrement aux cellules leucémiques impliquées dans le développement de l’une des néoplasies myéloprolifératives la plus grave, la myélofibrose primaire. Cette hémopathie est liée essentiellement à deux mutations principales : la mutation JAK2V617F et la mutation MPLW515. Nos modèles d’étude sont basés sur établissement de co-cultures de différents types de cellules du microenvironnement médullaire (cellules stromales) avec les cellules leucémiques (cellules leucémiques humaines exprimant la mutation MPLW515 et cellules leucémiques murines primaires indifférenciées exprimant la mutation JAK2V617F. Nous poursuivons également des travaux visant à définir l’impact de la mutation JAK2V617F dans des modèles murins de myélofibrose.

Le groupe dirigé par Estelle Oberlin travaille sur l’identification et la caractérisation des cellules souches et des progéniteurs hématopoïétiques (CSPH) embryonnaires humains. Les CSPH sont générées au cours du développement embryonnaire, dans des sites spécifiques qui sont le sac vitellin, l’aorte dans la région aorte/gonade/mésonéphros (AGM), ainsi que le placenta. Il est admis que les CSPH ainsi produites vont migrer dans le foie embryonnaire, où elles vont s’amplifier et acquérir les compétences de CSPH adultes, capables de coloniser la moelle osseuse fœtale. Les travaux de notre groupe, apportent un faisceau d’arguments en faveur de l’existence de cellules endothéliales hématogènes (CEH), c’est-à-dire de cellules engagées dans le programme endothélial et cependant capables de générer des cellules hématopoïétiques (CH). Les travaux de notre groupe ont également permis d’identifier une population cellulaire en transition endo-hématopoïétique issue de la filiation directe des CEH et à l’origine des CSPH adultes. Cette population, au sommet de la hiérarchie du compartiment de CSPH embryonnaire et douée d’une extraordinaire capacité de prolifération, diminue progressivement au cours du développement et n’est plus observée dans la moelle osseuse fœtale et adulte.

C’est dans ce contexte que notre groupe étudie les interactions entre les CSPH embryonnaires et leur microenvironnement. Cette étude est centrée sur le rôle que joue l’endothélium vasculaire dans la capacité de prolifération des CSPH embryonnaires et dans le « switch prolifératif » de CSPH embryonnaires aux CSPH adultes. Récemment notre groupe a identifié, dans plusieurs échantillons de moelle osseuse et de sang périphérique de patients atteints de leucémie aiguë myéloïde (LAM), une population de cellules souches leucémiques (CSL) exprimant de manière conjointe la VE-cadhérine, marqueur endothélial et le CD45, marqueur pan-leucocytaire, comme observée initialement à la surface des CSPH embryonnaires. C’est dans ce contexte que notre groupe a étendu l’étude des interactions des CH avec le microenvironnement aux LAM, avec l’objectif de démontrer le rôle de l’endothélium vasculaire dans la protection des CSL de l’effet des chimiothérapies et dans l’extravasation des CSL dans le sang périphérique.

Ce projet est réalisé en collaboration avec le Dr Fawzia Louache (DR INSERM U1197), qui possède une expertise scientifique du microenvironnement de la moelle osseuse des patients atteints de LAM.