Emergence of haematopoietic stem cells during development

Self-renewable haematopoietic stem cells (HSCs) become segregated during development into a finite pool, from which they are mobilized upon physiological requirement. A central feature characterizing developmental haematopoiesis is that definitive organs become colonized by HSCs originating from a central source. The emission of HSCs occurs more or less continuously during a protracted period in parallel or successive sites. The most recently discovered of these sites is the placenta. The allantois, which is one of the components of the placenta, probed before it becomes vascularised, turns out to be a location where clonogenic precursors become committed. The placenta is thus a site of intrinsic haematopoiesis. Until this finding, the aorta and periaortic tissues were held to be the sites of definitive HSC commitment. The haematopoietic process in the aorta is prominent, particularly in avian embryos, and displays striking anatomical relationships between endothelial and haematopoietic cells. This made it possible to investigate the cytological and molecular relationship between the two types of cells. Somite exchanges between quail and chicken disclosed two distinct lineages, a dorsal one, purely endothelial, and a ventral one, hemangioblastic. The latter, also termed hemogenic endothelium, builds at first the whole inside lining of the aorta, and is then progressively replaced by cells of somitic origin, beginning with the aortic roof; it emits haematopoietic cells when located in the floor of the aorta and disappears. These events involve a changing molecular pattern, with expressions of transcription factor Runx1 and receptor VEGF-R2 as faithful markers of the lineage switch. Taking advantage of the stereotyped anatomical arrangement at the aortic level, which is favourable to dissect the mechanisms of HSC commitment, the analysis of developmental haematopoiesis should progress still further

T-Lymphocyte Subsets in the Embryonic Spleen Undergoing a Graft-Versus-Host Reaction

Allogeneic immunocompetent T cells injected into chicken embryos induce a graft-versushost reaction (GVHR) whose most prominent manifestation is splenic hyperplasia. The highly inbred CC and CB strains of chickens used here are, respectively, homozygous for the B4 or B12 MHC haplotypes. By means of a panel of immunological reagents, including alloantisera and monoclonal antibodies against public domains of the T-cell receptor, CD4, CD8, and the inducible interleukin-2-receptor light chain (CD25), it is shown that the bulk of cells in the enlarged spleen are of host origin and do not express markers typical of mature T or B lymphocytes. Among recipient splenocytes, the quantitatively most important population consists of TCRαβ-TCRγδ-CD4-CD8+CD25+ (TCR0) lymphocytes. Donor cells encountered in the spleen prevalently exhibit a TCRαβ+CD4+CD8-CD25+ phenotype and proliferate in vivo. The data demonstrate that nonspecific host and potentially specific donorderived cellular elements contribute to splenomegaly

The human embryo, but not its yolk sac, generates lympho-myeloid stem cells: Mapping multipotent hematopoietic cell fate in intraembryonic mesoderm

AbstractWe have traced emerging hematopoietic cells along human early ontogeny by culturing embryonic tissue rudiments in the presence of stromal cells that promote myeloid and B cell differentiation, and by assaying T cell potential in the NOD-SCID mouse thymus. Hematogenous potential was present inside the embryo as early as day 19 of development in the absence of detectable CD34+ hematopoietic cells, and spanned both lymphoid and myeloid lineages from day 24 in the splanchnopleural mesoderm and derived aorta where CD34+ progenitors appear at day 27. By contrast, hematopoietic cells arising in the third week yolk sac, as well as their progeny at later stages, were restricted to myelopoiesis and therefore are unlikely to contribute to definitive hematopoiesis in man

Transgressions de lignages par des cellules pluripotentes issues de l’adulte

De nombreuses publications depuis trois ans rapportent la possibilité de détourner les cellules souches de différents tissus adultes de la spécification qui leur avait été imposée au cours du développement (Tableau I). Cette donnée révolutionnaire ouvre d’importantes perspectives pour la thérapie cellulaire. L’aspect le plus étonnant de ces nouveaux résultats réside dans le fait que la plasticité des cellules souches nouvellement découvertes ne respecte pas les barrières entre feuillets germinatifs primordiaux. La présente revue souligne que la théorie des feuillets germinatifs primordiaux, émise par von Baer en 1848, rend toujours compte du développement embryonnaire, en ce sens que, sans gastrulation et sans feuillets germinatifs, il n’y a pas d’embryogenèse normale. Les cellules souches (CS) ont d’abord été définies dans le système hématopoïétique, puis dans d’autres tissus sujets à un renouvellement important, tels que l’épithélium intestinal ou l’épiderme. Aujourd’hui il est bien établi que des tissus présumés non renouvelables comme le tissu nerveux ne sont pas aussi immuables qu’on les considérait : ainsi il est relativement aisé d’isoler des cellules souches nerveuses et de les cloner. Un progrès important dans l’identification des CS est constitué par la découverte d’une stratégie qui permet de les identifier et de les isoler à partir, semble-t-il, d’un tissu quelconque (Goodell et al., 1996). Cette stratégie, fondée sur la propriété qu’ont les cellules d’éliminer certaines drogues toxiques, fait appel au tri cytofluorimétrique des cellules colorées par le colorant Hoechst 33342 examinées sous deux longueurs d’onde distinctes. La « side population » (population marginale, SP) comprend des cellules qui relarguent le colorant, par la voie d’un canal d’extrusion des toxines codé par le gène « mdr » (multidrug resistance) ; ces cellules sont donc beaucoup moins colorées que le reste de la population. Les différents cas où des cellules souches ont pu être détournées de leur vocation originale sont ensuite répertoriés (Tableau I) et commentés. Finalement est analysé un article qui décrit le rôle de Pax7 comme gène de spécification musculaire (Seale et al., 2000). Il existe une population SP chez les souris Pax7- alors que les cellules satellites, responsables chez la souris normale de la croissance postnatale et de la régénération du muscle, sont absentes. Cette population SP Pax7-/-, ensemencée in vitro dans des conditions qui permettent à la fois la différenciation musculaire et la différenciation hématopoïétique, ne donne pas de colonies myocytaires mais donne 10 fois plus de colonies hématopoïétiques que la population SP Pax7+/+. L’expression de Pax7 paraît donc caractériser une étape de restriction de la détermination des cellules souches. Cette revue conclut à la nécessité de comprendre en profondeur les éléments qui réussissent à détourner certaines cellules souches de la voie où elles étaient déjà spécifiées. Ces éléments (facteurs de croissance, interactions cellulaires), probablement complexes, sont en général réunis lorsque l’hôte subit des agressions drastiques : souvent affecté d’une déficience génétique, celui-ci est de plus irradié. Le microenvironnement embryonnaire, non modifié, semble cependant capable à lui seul d’imposer des transgressions de lignages à des cellules greffées. Toute application thérapeutique passera par une élucidation de ces processus et surtout devra établir comment contenir une prolifération éventuelle des cellules souches greffées