La course à l'hémoglobine

C'est une première : des chercheurs de l'Etablissement français du sang (EFS) ont réussi, par transfert de gènes, à modifier un groupe sanguin.

 

Cette opération, réalisée à Marseille, va permettre de créer des échantillons de sang rare (communiqué de l'EFS du 31 mars 2009).

 

Les chercheurs ont réussi à modifier le groupe sanguin Kidd/JK, l'un des trente connus. Pour cela, les scientifiques ont isolé des cellules souches prises dans le sang de cordon ombilical, prélevé après la naissance. Les cellules ont ensuite été mises en culture jusqu'à l'obtention de globules rouges.

 

 

La piste la plus prometteuse pour résoudre le problème de la demande croissante de sang -notamment de groupes rares-  est en effet l’utilisation de cellules souches humaines.      

 

Les cellules souches hématopoïétiques, précurseurs des globules rouges, sont présentes en grande quantité dans le cordon ombilical par exemple.

 

Luc Douay, Directeur du laboratoire d'hématologie à l’Université Pierre et Marie Curie, (Paris VI, Unité Inserm U832), cherche depuis plusieurs années à transformer ces cellules souches en globules rouges matures. Il a ainsi réussi à obtenir 200 000 globules rouges à partir d'une seule cellule souche. "D'ici quelques années, on pourra produire du sang universel, que chacun tolérera quel que soit son groupe sanguin".

 

Des scientifiques britanniques, en collaboration avec le Scottish National Blood Transfusion Service (SNBTS), le NHS Blood and Transplant et le Wellcome Trust (seconde fondation caritative mondiale dans le domaine de la médecine.), ont également un projet sur 3 ans qui prévoit l’utilisation de cellules souches issues d'embryons de donneurs sanguins universels (du groupe O négatif) pour synthétiser un sang utilisable sur n'importe quel patient nécessitant une transfusion.

 

Le « sang artificiel »

 

En Afrique du Sud, où le sida fait des ravages, on utilise depuis 2001 un dérivé sanguin issu d’hémoglobine bovine  (Hemopure™ , Biopure Corp. USA).

 

Le biologiste Istvan Horvath qui travaille sur les lipoïdes a également mis au point un "sang artificiel" issu de sang de bœuf gris hongrois.

 

Ces produits sont artificiels dans la mesure où il sont  produit artificiellement… mais ils dérivent d'une substance naturelle.

 

Il s'agit en fait d’hémoglobine et non de l'érythrocyte. Comme c'est la membrane de l'érythrocyte qui contient l'antigène des groupes sanguins, le "sang artificiel" peut être donné à n'importe qui, quel que soit son groupe. Ce produit peut se conserver longtemps, à la différence du sang humain, qui n'est utilisable que dans une période très restreinte.

 

Cependant il faut noter qu’une étude américaine montre que la transfusion de ces substituts serait responsable d'une surmortalité significative par rapport aux transfusions effectuées avec des dérivés naturels (hausse de 30 % du risque de mortalité par incident cardiovasculaire).

 

De façon plus anecdotique notons que, dans le cadre du programme de recherche Euro Blood Substitutes, une équipe s'intéresse à des vers marins, dont la molécule d'hémoglobine est 50 fois plus grosse que l’humaine. Elle est particulièrement stable. Les premiers essais sont prometteurs : le transport d'oxygène est assuré normalement et l'hémoglobine ainsi obtenue ne provoque pas d'allergie. Cependant la production de grandes quantités de ce type d’hémoglobine est problématique !

 

Les biotechnologies permettent également de produire de l'hémoglobine à partir d’organismes génétiquement modifiés.

 

Des chercheurs de l'Inserm et du groupe Limagrain ont ainsi réussi à obtenir la synthèse de l'hémoglobine humaine à partir de plants de tabac ( Nicotiana tabacum ), une plante modèle en biologie végétale.

 

Ils ont mis au point une construction génétique renfermant notamment les deux gènes codant cette protéine contenue dans les globules rouges et transportant l'oxygène. La séquence génétique a ensuite été intégrée dans des cellules de tabac par l'intermédiaire d'une bactérie du sol, Agrobacterium tumefasciens, qui infecte naturellement les végétaux en leur transmettant une partie de son matériel héréditaire. Résultat, la moitié des plants régénérés à partir de ces cellules contenaient dans leurs graines et leurs racines une hémoglobine en tous points (structure, propriétés biologiques) semblable à l'hémoglobine native.

 

VOIR Human haemoglobin from transgenic tobacco, (Nature, 6 mars 1997)

 

Pour l'instant, cette hémoglobine se dégrade trop rapidement et elle est toxique pour les reins.

 

Le sang "chimique"

 

La voie 100% artificielle fait appel aux perfluorocarbures (PFC). Ces molécules contenant des atomes de carbone, d'hydrogène et de fluor sont capables de dissoudre de grandes quantités d'oxygène.

 

Fluosol , développé au Japon (Green Cross Corporation), est  le précurseur de ce type de composé. Le groupe pharmaceutique Alliance a également mis au point Oxygent, un substitut actuellement en phase III.

 

Comme les PFCs ne sont pas solubles dans le sang, ils se présentent sous forme d'émulsion dans de l'eau salée. Ils sont donc rapidement éliminés par l'organisme et ne peuvent être utilisés que sous forme transitoire (interventions chirurgicales).

 

Malheureusement il semblerait que ces composés qui, évidemment, contrairement à l’EPO, n’augmentent pas le taux d’hématocrite, soient déjà utilisés à des fins de dopage.

 

 

 

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