Mégacaryocyte

Régulation transcriptionnelle de la formation des plaquettes

Le développement des mégacaryocytes et la formation des plaquettes sont contrôlés par l’action coordonnée de facteurs de transcription qui activent spécifiquement les gènes des précurseurs des mégacaryocytes ou suppriment l’expression des gènes qui soutiennent d’autres types de cellules.22 Des études de ciblage génétique chez la souris ont identifié plusieurs gènes qui sont cruciaux pour le développement des mégacaryocytes et la formation des plaquettes. En tête de liste des facteurs de transcription qui jouent un rôle essentiel dans la maturation des mégacaryocytes et la biogenèse des plaquettes figure l’hétérodimère NF-E2 à fermeture éclair leucine basique. NF-E2 est une protéine composée d’une petite sous-unité Maf de 18-20 kDa exprimée de manière ubiquitaire et d’une sous-unité p45 qui est restreinte aux lignées érythroïdes et mégacaryocytaires. Bien que NF-E2 ait été postulé comme étant un facteur de transcription qui dirige spécifiquement l’expression des gènes essentiels à l’érythropoïèse, les souris dépourvues de NF-E2 p45 ne présentent pas de défauts dans l’érythropoïèse. Au contraire, les souris déficientes en sous-unité p45 ou en deux des petites sous-unités Maf meurent d’hémorragie peu après la naissance en raison d’un manque total de plaquettes circulantes. Bien que les mégacaryocytes subissent une endomitose normale et prolifèrent en réponse à la TPO, les souris déficientes en p45 NF-E2 produisent un nombre accru de mégacaryocytes qui sont plus grands que la normale, contiennent moins de granules, présentent un DMS fortement désorganisé et ne parviennent pas à générer des proplaquettes in vitro, un phénotype indiquant un blocage tardif de la maturation des mégacaryocytes. Par conséquent, NF-E2 semble contrôler la transcription d’un nombre limité de gènes impliqués dans la maturation cytoplasmique et la formation des plaquettes. Shivdasani et ses collègues ont généré une bibliothèque d’ADNc soustraite enrichie en transcrits régulés à la baisse dans les mégacaryocytes knockout NF-E2. Grâce à cette approche, ces chercheurs ont commencé à identifier les cibles en aval de NF-E2 et à analyser leur rôle dans les étapes terminales de la différenciation des mégacaryocytes. Les cibles transcriptionnelles putatives de NF-E2 comprennent la β1 tubuline, la thromboxane synthase et les protéines qui régulent la signalisation inside-out via l’intégrine αIIbβ3. La protéine à doigt de zinc GATA1 est également un facteur de transcription qui joue un rôle critique dans la conduite de l’expression des gènes essentiels à la maturation des mégacaryocytes. Cependant, contrairement à NF-E2, qui semble diriger le dernier stade du développement des mégacaryocytes, GATA1 fonctionne à plusieurs stades du développement. Initialement, on pensait que les protéines GATA régulaient la maturation des globules rouges car la perturbation génétique du gène GATA1 chez la souris entraîne une létalité embryonnaire secondaire à un blocage de l’érythropoïèse. Cependant, plusieurs observations plus récentes impliquent également le GATA1 comme régulateur de la différenciation des mégacaryocytes. Premièrement, l’expression forcée de GATA1 dans la lignée cellulaire myéloïde précoce 416b induit la différenciation des mégacaryocytes. Ensuite, Shivdasani et ses collègues ont utilisé la mutagenèse ciblée d’éléments régulateurs dans le locus GATA1 pour générer des souris avec une perte sélective de GATA1 dans la lignée mégacaryocytaire. Ces souris knockdown ont exprimé des niveaux suffisants de GATA1 dans les cellules érythroïdes pour contourner la létalité embryonnaire causée par l’anémie. La déficience en GATA1 dans les mégacaryocytes entraîne une thrombocytopénie sévère. Le nombre de plaquettes est réduit à environ 15 % de la normale, et les petites plaquettes en circulation sont rondes et plus grosses que la normale. Ces souris ont un nombre accru de petits mégacaryocytes qui présentent un taux de prolifération accéléré. Le petit volume cytoplasmique des mégacaryocytes déficients en GATA1 contient typiquement un excès de réticulum endoplasmique rugueux, très peu de granules spécifiques des plaquettes, et un DMS sous-développé ou désorganisé, ce qui suggère que la maturation des mégacaryocytes est arrêtée dans les mégacaryocytes déficients en GATA1.

Une famille présentant une anémie dysérythropoïétique liée au chromosome X et une thrombocytopénie due à une mutation du GATA1 a été décrite. Une substitution d’un seul nucléotide dans le doigt de zinc N-terminal de GATA1 inhibe l’interaction de GATA1 avec son cofacteur essentiel, friend of GATA1 (FOG). Bien que les mégacaryocytes des membres de la famille affectés soient abondants, ils sont anormalement petits et présentent plusieurs caractéristiques anormales, notamment une abondance de réticulum endoplasmique lisse, un DMS sous-développé et un manque de granules. Ces observations suggèrent un rôle essentiel de l’interaction FOG1-GATA1 dans la thrombopoïèse. L’élimination génétique du FOG chez les souris a entraîné de manière inattendue une ablation spécifique de la lignée mégacaryocytaire, suggérant un rôle indépendant de GATA1 pour le FOG dans les premiers stades du développement des mégacaryocytes ; par conséquent, GATA1 et FOG sont nécessaires pour la génération des mégacaryocytes à partir d’un progéniteur bipotentiel commun.

Plusieurs souris knock-out indiquent également un rôle pour des facteurs de transcription supplémentaires dans le développement des mégacaryocytes. Les souris porteuses d’une mutation nulle de Fli-1, un membre de la famille ETS des facteurs de transcription de type hélice ailée-tour-hélice qui se lient à des séquences riches en purine dans les promoteurs de gènes, présentent des défauts dans le développement des mégacaryocytes. Les mégacaryocytes cultivés à partir de souris dépourvues de Fli-1 contiennent un nombre réduit d’α-granules, une désorganisation des membranes de démarcation et une réduction de leur taille. Les souris dépourvues de la protéine hématopoïétique à doigt de zinc (Hzf), un facteur de transcription qui est principalement exprimé dans les mégacaryocytes, présentent un nombre réduit d’α-granules dans les mégacaryocytes et les plaquettes. Par conséquent, Hzf pourrait réguler la transcription de gènes impliqués dans la synthèse des composants des α-granules et/ou leur conditionnement en α-granules. SCL, un facteur de transcription hélice-boucle-hélice basique initialement identifié dans un sous-ensemble de leucémie humaine à cellules T présentant des caractéristiques multilignes, semble également être critique pour la mégacaryopoïèse. Les résultats de la délétion de SCL chez la souris indiquent que ce facteur de transcription est nécessaire au bon développement des érythroïdes et des mégacaryocytes.