Cellules souches hématopoïétiques

Stammzellen und regenerative Medizin
Nationales Forschungsprogramm NFP 63
Cellules souches et médecine régénérative
Programme national de recherche PNR 63
Stem Cells and Regenerative Medicine
National Research Programme NRP 63
Module 2
Exercice 1: Cellules souches hématopoïétiques
1. Causes de décès en Suisse (2010)
La figure suivante montre les causes de décès les plus fréquentes en Suisse en 2010, telles
qu’elles ont été relevées par l’Office fédéral de la statistique.
Hommes
Femmes
0 –24 25– 44 45– 64 65– 84 85 et plus
0 –24 25– 44 45– 64 65– 84 85 et plus
Maladies
cardio-
vasculaires
Tumeurs
malignes
Maladies
de l’appareil
respiratoire
Accidents
et morts
violentes
Démence
Autres causes
de décès
Les surfaces sont
proportionnelles
au nombre absolu
de décès.
Source:
Office fédéral de
la statistique
Principales causes de décès selon le groupe d’âge
Figure 1: Causes de décès en Suisse1
Questions:
1. Quelles informations vous sont données par le schéma?
Les causes de décès se modifient avec l’âge et sont différentes en fonction du sexe.
2. Comment les causes de décès évoluent-elles avec l’âge?
Les maladies cardio-vasculaires et les démences augmentent fortement avec l’âge. Le
cancer est surtout entre 45 et 84 ans une cause de décès fréquente.
3. Quelles sont les différences entre les hommes et les femmes?
1 http://www.bfs.admin.ch/bfs/portal/fr/index/themen/14/02/04/key/01.html (état: janvier
2013)

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En particulier jusqu’à 45 ans, les hommes meurent plus souvent d’accidents et de
mort violente. Les hommes meurent plus jeunes que les femmes. Les femmes meurent
plus souvent de démence que les hommes.
4. Quelles sont les principaux moyens de traitement des trois maladies les plus
fréquentes?
Par exemple des traitements médicamenteux ou des interventions chirurgicales.
5. Ces moyens de traitement aboutissent-ils à une guérison complète?
Seulement dans des cas très rares. En général, on peut seulement ralentir la
progression de la maladie ou soulager les symptômes.
2. Quelles sont les possibilités offertes par la médecine régénérative?
L’exemple des cellules souches hématopoïétiques
Directive: lisez le texte suivant puis répondez aux questions.
En Suisse, environ 35 000 personnes sont atteintes chaque année d’un cancer. Le taux de
mortalité parmi ces patients est de près de 50%. Chez les enfants, le cancer est relativement
rare. En Suisse, il touche chaque année environ 200 enfants (parmi eux, environ 40
contractent une leucémie). Les chances de guérison des enfants sont plus grandes: environ
70% survivent à la leucémie.
Traitement par greffe de cellules souches hématopoïétiques
La chimiothérapie est un des moyens de traitement des patients atteints de leucémie. Il s’agit
d’un traitement médicamenteux (substances chimiques) visant à tuer les cellules
cancéreuses de manière aussi ciblée que possible ou à inhiber leur prolifération. Mais ce
traitement n’aboutit à une guérison durable de la leucémie que chez une partie des patients.
Une autre possibilité est la greffe (ou transplantation) de cellules souches hématopoïétiques
saines.
Dans le cas de la greffe de cellules souches hématopoïétiques, on remplace les cellules
souches malades par des cellules souches saines. Ce traitement se déroule en deux étapes:
1. Tout d’abord, le patient est soumis à un traitement extrêmement intensif par
chimiothérapie à haute dose – parfois en combinaison avec une irradiation corporelle
totale –, de manière à détruire toute sa moelle osseuse. Ceci induit la destruction des
cellules souches hématopoïétiques, sources de toutes les cellules sanguines, y
compris les cellules saines. Le système immunitaire est par conséquent si affaibli que
la vie est en danger. Ce traitement préparatoire est aussi appelé «conditionnement».
2. Ensuite, en remplacement de la moelle osseuse détruite, on transplante au patient
des cellules souches hématopoïétiques saines provenant d’un donneur compatible ou
du patient lui-même (autogreffe). Les nouvelles cellules souches hématopoïétiques
sont transplantées par perfusion. Les cellules souches hématopoïétiques migrent vers
les cavités médullaires des os, s’y implantent et commencent à se différencier en de
nouvelles cellules sanguines aptes à fonctionner.

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En général, il faut compter trois à six semaines en moyenne pour que le système sanguin
retrouve ses fonctions. Si la greffe réussit, c’est-à-dire si l’hématopoïèse reprend et qu’aucune
cellule leucémique n’a survécu au conditionnement, le patient est durablement guéri.
Quand une greffe de cellules souches hématopoïétiques peut-elle avoir lieu?
La condition requise est de trouver un donneur compatible. Certaines caractéristiques des
cellules souches hématopoïétiques du donneur (appelées types HLA) doivent être compatibles
avec celles du patient. Il peut être extrêmement difficile de trouver un donneur (voir le
paragraphe ci-dessous: Allogreffe de cellules souches hématopoïétiques).
Une autre condition à la greffe de cellules souches hématopoïétiques consiste à atteindre une
rémission, c’est-à-dire qu’une grande partie des cellules leucémiques soient détruites par la
chimiothérapie. En outre, un âge avancé ou un mauvais état de santé général du patient
peut empêcher de réaliser l’intervention car il s’agit d’un traitement extrêmement lourd.
Quelles sont les différentes possibilités de greffe?
Il existe en principe trois possibilités: greffe allogène (ou allogreffe), greffe autogène (ou
autogreffe), greffe de cellules souches périphériques.
Allogreffe de cellules souches hématopoïétiques:
Dans le cas de la greffe allogène ou allogreffe de cellules souches hématopoïétiques, le
patient reçoit des cellules souches d’un donneur. Celui-ci est de préférence un frère ou une
sœur du patient car les chances de compatibilité avec le receveur sont alors meilleures. La
compatibilité entre le donneur et le receveur est indispensable pour que l’organisme du
receveur ne rejette pas les cellules souches hématopoïétiques du donneur. La probabilité de
trouver un donneur adéquat au sein d’une famille est d’environ 25%.
Si on ne trouve pas de donneur adéquat dans la famille, on peut chercher un donneur ayant
les caractéristiques voulues dans les registres nationaux et internationaux de donneurs de
moelle osseuse. En raison du grand nombre de donneurs potentiels dont on dispose, cette
recherche aboutit dans plus de 70% des cas.
Autogreffe de cellules souches hématopoïétiques:
Dans le cas de la greffe autogène ou autogreffe de moelle osseuse, on transplante au
patient ses propres cellules souches hématopoïétiques préalablement prélevées (pendant la
phase de rémission). Cette méthode présente cependant le risque de réintroduire ainsi des
cellules leucémiques ayant survécu à la chimiothérapie. La maladie peut alors se déclarer à
nouveau. Pour réduire ce risque, on utilise diverses méthodes pour «purifier» l’échantillon
avant de le réinjecter au patient. L’autogreffe est surtout utilisée lorsque l’on ne trouve pas de
donneur compatible.

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PatientDonneur
(p. ex. parent)
Cellules souches
hématopoïétiques
Cellules souches
hématopoïétiques
TransplantationTransplantation
autogèneallogène
Cryoconservation
Chimiothérapie
à haute dose
Figure 2: Le principe de l’allogreffe et de l’autogreffe de cellules souches hématopoïétiques
Greffe de cellules souches hématopoïétiques périphériques:
Une alternative de plus en plus souvent utilisée aujourd’hui consiste à transplanter des
cellules souches ne provenant pas de la moelle osseuse mais de la circulation sanguine du
donneur ou du patient. En effet, les cellules souches hématopoïétiques ne sont pas
seulement présentes dans la moelle osseuse, mais aussi dans le sang en circulation
(périphérique). Les cellules souches sont collectées à partir du sang veineux du donneur à
l’aide d’une centrifugeuse spéciale. Afin d’obtenir suffisamment de cellules souches pour une
greffe réussie, il faut effectuer ce processus deux à six fois. Ce type de greffe présente
plusieurs avantages: le prélèvement peut avoir lieu sans anesthésie générale, l’hématopoïèse
du receveur s’effectue plus rapidement après une telle greffe et la phase de risque aigu
d’infection (après le conditionnement) s’en trouve abrégée.
Risques de la greffe de cellules souches hématopoïétiques
La greffe de cellules souches hématopoïétiques présente toujours des risques de
complications, par exemple le risque, certes faible, mais réel que les cellules transplantées ne
se multiplient pas. Dans le cas de l’allogreffe, il y a aussi le risque que les cellules
immunitaires injectées avec le transplant reconnaissent l’organisme du receveur (hôte)
comme étranger et l’attaquent. Cette réaction est appelée maladie ou réaction du greffon
contre l’hôte (en anglais: Graft versus Host Disease, GvHD). Elle se retourne essentiellement
contre la peau, le foie et l’intestin du patient et est potentiellement mortelle. Pour éviter
l’apparition d’une GvHD ou en réduire l’intensité, on administre après la transplantation des
médicaments qui affaiblissent les réactions immunitaires. Ce traitement a pour effet de
prolonger le risque accru d’infections après la transplantation. Un agent pathogène
particulièrement redouté après une greffe est le cytomégalovirus (CMV) qui entraîne des
pneumonies graves.

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Autres effets secondaires de la greffe
La (radio-)chimiothérapie intensive qui précède la greffe proprement dite détruit presque
entièrement les défenses immunitaires du patient. Celui-ci a donc pendant un certain temps
un risque majeur d’infections par des bactéries, des champignons ou des virus. Par mesure
de précaution, il reçoit donc un traitement préventif. Avant et après la greffe, il doit aussi
rester dans un environnement stérile, où seuls les médecins et le personnel soignant ont
accès, et ce uniquement avec des vêtements de protection et un masque. Après la greffe, le
patient doit prendre pendant relativement longtemps des médicaments destinés à empêcher
une réaction de rejet de la moelle osseuse étrangère. Il faut compter environ un an avant que
le système immunitaire de l’hôte soit entièrement rétabli. Pendant ce temps, le patient est
beaucoup plus vulnérable aux infections que d’autres personnes.
Séquelles à long terme de la greffe
Une greffe de cellules souches hématopoïétiques s’accompagne de diverses séquelles à long
terme, dues en particulier à la chimiothérapie à haute dose et à l’irradiation corporelle totale.
La chimiothérapie entraîne généralement une infertilité définitive, tant chez la femme que
chez l’homme. Chez la femme, la ménopause se produit précocement. En raison de
l’irradiation corporelle totale, un glaucome (affection oculaire) peut également se déclarer. Il
peut se soigner par une opération chirurgicale. En outre, un certain risque subsiste qu’une
deuxième tumeur se déclare des années après le traitement. En dépit de tous ces effets
secondaires éventuels, la greffe de cellules souches hématopoïétiques est souvent la seule
chance de guérison pour les patients atteints de leucémie.
Questions:
1. Où se trouve le site de production des cellules souches hématopoïétiques?
Dans la moelle osseuse, par exemple dans la moelle du fémur.
2. Quelles sont les différences fondamentales entre ce type de traitement et d’autres?
On n’utilise pas de substances actives, mais des cellules vivantes. Les médecins
doivent donc disposer d’un donneur.
3. Quels sont les risques et les effets secondaires liés
a) à l’utilisation de cellules souches?
Il existe toujours un risque que l’intervention échoue et qu’il y ait rejet des cellules
du donneur.
b) à l’utilisation de la radiothérapie et de la chimiothérapie?
La chimiothérapie est très puissante et porte en général atteinte à la fertilité. De
plus, une autre tumeur peut apparaître ultérieurement. Le patient est très affaibli
pendant des mois, il est donc vulnérable aux infections.
4. Décrivez en une phrase chacune la greffe allogène (allogreffe) de cellules souches
hématopoïétiques, la greffe autogène (autogreffe) de cellules souches
hématopoïétiques et la greffe de cellules souches hématopoïétiques périphériques.
Dans le cas de l’allogreffe, le patient reçoit un don de cellules d’un membre de sa
famille. Dans le cas de l’autogreffe, on utilise les propres cellules du patient qui lui
sont prélevées au préalable, puis regreffées après la chimiothérapie. Dans le cas de la
greffe de cellules souches périphériques, on prélève les cellules souches du donneur,
non dans la moelle osseuse, mais dans le sang en circulation.
5. Imaginez comment on pourrait utiliser les cellules souches pour des traitements
entièrement nouveaux et régénératifs d’autres maladies.