Contrôle neuronal de l’hématopoïèse en situation de stress chez la drosophile

La niche hématopoïétique : un micro-environnement sous influence

La production de cellules sanguines et immunitaires, appelée hématopoïèse, est un processus fondamental chez tous les métazoaires, c’est-à-dire les animaux pluricellulaires. Elle dépend des cellules souches hématopoïétiques (CSH), capables de s’auto-renouveler ou se différencier selon les besoins de l’organisme. Ces décisions sont régulées par des signaux extérieurs transmis par un environnement spécialisé, la niche hématopoïétique.

Si ce système est bien compris chez les mammifères, dont l’Homme, en conditions normales, sa régulation lors d’un stress immunitaire, comme une infection, reste encore mystérieuse.

Des études récentes indiquent que la niche hématopoïétique est innervée, c’est-à-dire connectée au système nerveux, mais le rôle régulateur des neurones est très peu connu. 

Un dialogue inédit entre neurones et niche hématopoïétique chez la drosophile

Dans cette étude, publiée dans la revue Nature Communications, les scientifiques ont utilisé la drosophile (la mouche du vinaigre) pour explorer cette régulation. Ils ont mis en évidence l’existence d'un dialogue entre le système nerveux et les cellules de la niche hématopoïétique en réponse à un stress immunitaire. Ils montrent que les neurones produisent de la sérotonine, un messager chimique, qui active une cascade de signaux dans les cellules du tube cardiaque, l’équivalent de la niche hématopoïétique chez la drosophile. Cette activation contrôle des enzymes, les metalloprotéinases, qui régulent à leur tour l’hématopoïèse. 

 L'identification d'un contrôle neuronal de la niche ouvre la voie à une meilleure compréhension du rôle joué par le système nerveux sur les cellules de la niche dans la régulation de l'hématopoïèse. Étant donné les nombreuses similitudes entre la drosophile et les mammifères, ces résultats pourraient avoir des implications importantes pour l’étude de l’hématopoïèse humaine, notamment dans le cadre de maladies comme les leucémies, les déficits immunitaires ou les troubles liés au vieillissement.

Figure : La sérotonine produite par des neurones régule l’hématopoïèse de stress induite en réponse à un stress immunitaire tel que le parasitisme par des guêpes. La glande lymphatique est l’organe hématopoïétique de la drosophile 

A) Image de la glande lymphatique composée de deux lobes, et du cerveau de la larve de drosophile. Des neurones (fuchsia) innervent les cellules du tube cardiaque, présentes entre les deux lobes de la glande lymphatique et formant la niche. (B-C) Représentations schématiques de la glande lymphatique. Un seul lobe est présenté ; les 2 niches, le PSC (vert foncé) et les cellules cardiaques sont en orange. Les cellules immunitaires spécialisées (appelées lamellocytes) sont en vert clair et la matrice extracellulaire est représentée par des traits en bleu. En réponse au parasitisme par des guêpes, la sérotonine produite par des neurones active son récepteur 5-HT1B exprimé par les cellules cardiaques, entrainant une activation de la voie de signalisation JAK/STAT, laquelle à son tour réprime une ou plusieurs activités protéases dans la glande lymphatique inhibant ainsi sa rupture prématurée. C) En absence de la signalisation sérotonine la glande lymphatique se rompt prématurément, entrainant la libération d’un nombre restreint de cellules immunitaires ce qui conduit à une réponse immunitaire déficiente. 

En savoir plus : Liu X, Montemurro M, Vanzo N, Crozatier M. Serotonergic neurons regulate the Drosophila vascular niche to control immune stress hematopoiesis. Nat Commun. 2025 Jun 3;16(1):5152. doi: 10.1038/s41467-025-60493-y. PMID: 40461546; PMCID: PMC12134330.