Un dérivé de vitamine B3 stimule la production de cellules sanguines

Les thérapies à base de cellules souches sont de plus en plus courantes, en particulier quand il s’agit de traiter des cancers du sang tels que des lymphomes et des leucémies. Dans ces cas, les cellules souches sanguines cancéreuses du patient sont retirées et remplacées par des cellules saines. Toutefois, jusqu’à un quart des cas débouchent sur une issue fatale parce que la régénération des cellules sanguines est trop lente.

Une solution à ce problème consiste à stimuler la division des cellules qui produisent le sang, appelées cellules souches hématopoïétiques (CSH). Celles-ci donnent naissance aux différents types de cellules sanguines (globules rouges, globules blancs, etc.) de notre corps. Accélérer la division des CSH serait idéal, mais la question est de savoir comment y parvenir.

Mitochondries de cellules souches hématopoïétiques rendues visibles grâce à un colorant fluorescent vert (crédit: N. Vannini, Institut Ludwig pour la recherche sur le cancer)

Nous savons déjà que le stress ralentit les CSH: reconstituer l’ensemble du système d’approvisionnement en cellules sanguines peut être difficile à gérer. Au niveau biologique, ce stress engendre une augmentation de l’activité des mitochondries, les organites qui produisent l’énergie des cellules.

Pour répondre à la forte demande de reconstitution des cellules sanguines, les mitochondries des CSH accélèrent un processus appelé «phosphorylation oxydative», qui génère du carburant pour la cellule. Mais cela n’est pas sans conséquence: la stimulation de l’activité des mitochondries entraîne un vieillissement prématuré des CSH.

Partant de ce constat, une équipe de scientifiques dirigée par Olaia Naveiras (EPFL) et Nicola Vannini (Institut Ludwig pour la recherche sur le cancer, Lausanne) a découvert que le nicotinamide riboside, un dérivé de la vitamine B3, peut faire augmenter les CSH et stimuler leur activité. L’étude, à laquelle ont également participé l’Institut de bioingénierie de l’EPFL et le Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), a des répercussions considérables pour les patients qui suivent une thérapie à base de cellules souches, en particulier puisque le nicotinamide riboside peut être pris sous forme de complément alimentaire avec les mêmes effets.

En étudiant les effets du nicotinamide riboside in vitro, les chercheurs ont trouvé que l’exposition de CSH d’êtres humains et de souris à cette molécule améliore leur fonctionnement et augmente la mitophagie, le processus par lequel les mitochondries soumises à un stress sont écartées pour laisser la place à de nouvelles mitochondries.

Ils ont découvert que l’ajout de nicotinamide riboside à l’alimentation de souris qui avaient subi un procédé de radiothérapie éliminant leurs cellules sanguines (simulation de radiothérapie) augmentait leur taux de survie de 80% et accélérait la régénération sanguine. Chez les souris immunodéficientes, le nicotinamide riboside a entraîné une augmentation de la production de globules blancs (leucocytes).

Représentation graphique des conclusions de l’étude (crédit: O. Naveiras; copyright: Cell Press)

Tout cela résulte en une amélioration considérable de la capacité des CSH à se diviser et à produire de nouvelles cellules sanguines. L’étude démontre pour la première fois que le nicotinamide riboside pris comme complément alimentaire peut avoir un impact bénéfique considérable pour prévenir les problèmes de régénération sanguine chez les patients atteints de cancer, même après une chimiothérapie ou une radiothérapie.

«Nous pensons que le nicotinamide riboside et d’autres modulateurs mitochondriaux, pris sous forme soit de complément alimentaire, soit de médicament pharmaceutique, peuvent jouer un rôle dans une approche supplétive visant à améliorer la santé des cellules souches et à accélérer la production de sang», explique Olaia Naveiras.

Le laboratoire de la professeure Naveiras fait partie de l’Institut Suisse de Recherche Expérimentale sur le Cancer (ISREC) de la Faculté des sciences de la vie de l’EPFL. L’ISREC de l’EPFL fait partie du Centre suisse du cancer – Arc lémanique (SCCL), un groupe pluridisciplinaire de recherche fondamentale, translationnelle et clinique sur le cancer. Les membres fondateurs du SCCL sont le Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), les Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), les universités de Lausanne (UNIL) et de Genève (UNIGE) ainsi que l’EPFL. La professeure Naveiras est aussi hématologue (cheffe de clinique) au Service d’hématologie du CHUV.

Autres contributeurs

• Université de Lausanne (UNIL)
• Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV)
• Institut Ludwig pour la recherche sur le cancer
• Laboratoire de bioingénierie des cellules souches, EPFL
• Laboratoire de physiologie intégrative et systémique, EPFL
• Laboratoire de génétique et de biologie des systèmes, EPFL
• Plateforme technologique de cytométrie en flux, EPFL
• Hôpital universitaire de Zurich
• Nestlé Research
• Université Démocrite de Thrace