L’hématopoïèse est un processus strictement régulé dans lequel les cellules souches hématopoïétiques (CSH) résidant dans les niches de la moelle osseuse donnent naissance à toutes les lignées cellulaires sanguines matures. À travers une série hiérarchique d’événements de différenciation, les HSC génèrent des progéniteurs multipuissants qui s’engagent progressivement dans les lignées érythroïdes, myéloïdes et lymphoïdes avant de subir une maturation terminale en cellules sanguines circulantes fonctionnelles. Ce processus est régi par la signalisation coordonnée au sein du microenvironnement de la moelle osseuse ainsi que par des mécanismes intrinsèques de régulation transcriptionnelle et épigénétique. Les perturbations de ces voies régulatrices, notamment par l’accumulation de mutations génétiques ou somatiques dans les HSC, peuvent altéré la différenciation normale et entraîner une expansion clonale de progéniteurs anormaux. De telles altérations peuvent finalement entraîner des troubles hématologiques caractérisés par une hématopoïèse et des cytopénies inefficaces, notamment les syndromes myélodysplasiques (MDS) et la leucémie myéloïde aiguë (LMA)1,2,3,4,5.
Le test de l’unité formatrice de colonies (UFC) est une technique in vitro bien établie pour évaluer le potentiel de différenciation des cellules souches et progénitrices hématopoïétiques (HSPC). Initialement développé comme un test à court terme pour mesurer la capacité proliférative et différenciatrice des progéniteurs hématopoïétiques 6,7,8, le test UFC est depuis devenu un outil largement utilisé en hématologie cliniqueet expérimentale 9. En laboratoire préclinique, le test est fréquemment utilisé pour évaluer l’impact des perturbations génétiques ou des traitements candidats sur la différenciation hématopoïétique. Dans le cadre de la recherche sur la MDS et la LMA, les tests CFU fournissent un résultat fonctionnel pour comprendre comment les altérations moléculaires et génétiques influencent la capacité de différenciation de la moelle osseuse ou des cellules sanguines périphériques dérivées du patient.
Le test d’UFC consiste à cultiver des HSPC dans un milieu semi-solide à base de méthylcellulose, complété par des facteurs de croissance définis qui soutiennent l’expansion et la différenciation spécifiques à la lignée. Dans ces conditions, les cellules progénitrices prolifèrent et donnent naissance à des colonies distinctes, qui peuvent être classées morphologiquement selon l’identité de la lignée. Un milieu semi-solide à base de méthylcellulose, disponible commercialement, optimisé pour la différenciation érythroïde et myéloïde, est utilisé dans ce protocole. Le milieu contient une combinaison de cytokines, dont l’interleukine-3 (IL-3), l’interleukine-6 (IL-6), le facteur des cellules souches (SCF), l’érythropoïétine (EPO), le facteur stimulant la colonie granulocytaire (G-CSF) et le facteur stimulant la colonie granulocyte-macrophage (GM-CSF). Ensemble, ces facteurs soutiennent la croissance des progéniteurs érythroïdes tels que les progéniteurs unitaires érythroïdes formant des colonies (CFU-E) et les progéniteurs unitaires formant des ruptures (BFU-E), les progéniteurs granulocytes-macrophages myéloïdes (CFU-GM), et les progéniteurs multipuissants tels que les granulocytes, érythrocytes, monocytes et mégacaryocytes (CFU-GEMM)10,11.
Malgré son utilité étendue, le milieu semi-solide mentionné ci-dessus est limité dans sa capacité de différenciation, car il ne supporte pas adéquatement la différenciation des mégacaryocytes et des plaquettes. Pour ces applications, des formulations plus spécialisées contenant des facteurs de croissance plaquettaire sont plus appropriées ; Cependant, ils ne sont pas dans le cadre du protocole défini. Dans l’ensemble, grâce à une sélection minutieuse de la formulation des milieux combinée à une évaluation morphologique et des analyses en aval telles que la cytométrie en flux, les chercheurs peuvent évaluer efficacement la sensibilité des médicaments grâce à l’analyse de l’engagement de lignée et du potentielde différenciation 12.
Dans cette étude, le test d’UFC est utilisé pour étudier le potentiel thérapeutique des thérapies combinées pour le traitement du MDS à haut risque récidivent/réfractaire. La pyriméthamine est un antifolate cliniquement approuvé utilisé pour traiter la toxoplasmose et le paludisme parasitaire, et a récemment été étudié comme agentanticancéreux 13,14,15. Des études récentes ont démontré que le traitement à la pyrimétamine pourrait agir par l’inhibition des voies clés qui régulent la synthèse de novo dela pyrimidine 16. Dans ce protocole, des tests d’UFC sont utilisés pour étudier l’efficacité clinique de la pyrimétamine en thérapie à agent unique et en combinaison avec le Venetoclax, qui est actuellement une thérapie de première ligne pour le traitement du MDS etde la LMA 17,18.
Malgré son utilité généralisée, le test CFU présente plusieurs limitations techniques. L’identification et la classification des colonies reposent fortement sur des critères morphologiques, qui peuvent introduire une variabilité entre les observateurs et entre les centresde recherche 6,19,20,21. De plus, les échantillons dérivés de patients provenant d’individus atteints de MDS ou de LMA présentent souvent une viabilité cellulaire réduite, une fragilité accrue et une hétérogénéité, ce qui peut compliquer la formation des colonies et les analyses en aval9. La préparation des colonies pour une caractérisation ultérieure, y compris la cytométrie en flux, peut donc nécessiter une manipulation soigneuse afin de préserver l’intégrité cellulaire. L’absence de procédures standardisées pour l’identification, le comptage et l’analyse en aval des colonies contribue encore à la variabilité entre les études. Ces considérations techniques soulignent la nécessité de procédures standardisées optimisées spécifiquement pour les échantillons hématopoïétiques dérivés des patients.
Ce protocole décrit un flux de travail optimisé pour réaliser des tests d’UCF utilisant des cellules mononucléaires dérivées de prélèvements primaires de moelle osseuse ou de sang périphérique de patients atteints de cancers hématologiques. Cette approche se concentre sur des stratégies pratiques pour manipuler des cellules sensibles dérivées des patients, établir des conditions de culture fiables et mettre en œuvre des critères cohérents pour l’identification et la quantification des colonies. En fournissant des conseils méthodologiques détaillés et en mettant l’accent sur les pratiques d’analyse reproductible, ce protocole vise à faciliter une évaluation plus fiable de la différenciation hématopoïétique et de la réponse thérapeutique dans les études précliniques de la MDS et de la LMA.