Les cellules souches hématopoïétiques humaines assurent la production des cellules sanguines tout au long de la vie. Elles jouent un rôle important pour la médecine régénérative, les thérapies cellulaires et géniques, ou les greffes de moelle osseuse. Cependant, leur manipulation ex vivo peuvent compromettre leurs propriétés fonctionnelles.

In vivo, les cellules souches adultes résident dans un microenvironnement spécifique, caractérisé par des niveaux d'oxygène bas (hypoxie) qui contribuent au maintien des propriétés fonctionnelles des cellules. La culture ex vivo de cellules souches en hypoxie, exprimant la protéine CD34, peut, elle aussi, avoir un effet bénéfique car elle produit peu d'espèces réactives de l'oxygène (radicaux libres), qui, en quantité excessive, sont à l'origine d'un dangereux stress oxydatif.

Dans des travaux précédents, des chercheurs du CEA-Jacob avaient montré qu'un prétraitement avec des antioxydants protège les cellules souches humaines des effets délétères des radicaux libres liés à de faibles doses d'irradiation. Ils ont donc émis l'hypothèse qu'un traitement antioxydant ex vivo de cellules souches, avant des procédures de thérapie génique, pourrait aider à maintenir leurs fonctions.

Ils ont ainsi testé l'utilisation d'un composé antioxydant, le TEMPOL, connu pour simuler l'action de l'enzyme superoxyde dismutase, une enzyme clé de la détoxification des espèces réactives de l'oxygène.

Ils montrent que la progression du cycle cellulaire et le stress oxydatif jouent un rôle majeur dans la perte de fonction des cellules souches ex vivo.

• Alors que les cellules souches cultivées pendant deux jours présentent un nombre accru de divisions cellulaires, le TEMPOL favorise la quiescence et retarde l'activation mitochondriale des cellules.
• Il réduit le stress oxydatif subi par les cellules souches après deux jours de culture.

Le prétraitement des cellules souches au TEMPOL améliore la génération in vitro de clones cellulaires et sauvegarde les capacités de reconstitution hématopoïétique in vivo (qui sont perdues pendant la culture sans prétraitement).