Dr Liji Thomas, MD

L’impact de la fragmentation du sommeil sur la diversité clonale des cellules immunitaires et le vieillissement génétique du système hématopoïétique

Le sommeil a longtemps été célébré comme l’ultime remontant après une période de surmenage, de stress, de maladie ou d’une autre cause de fatigue corporelle. Il affecte l’immunité et les voies inflammatoires, protégeant ainsi contre les maladies cardiovasculaires, les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et le cancer.

Étude : Le sommeil exerce des effets durables sur la fonction et la diversité des cellules souches hématopoïétiques.  Crédit d'image : SB Arts Media/Shutterstock
Étude : Le sommeil exerce des effets durables sur la fonction et la diversité des cellules souches hématopoïétiques. Crédit d’image : SB Arts Media/Shutterstock

Une nouvelle étude montre que le sommeil fait beaucoup plus, régulant la production normale de cellules sanguines. Cette découverte souligne à quel point une routine de sommeil saine est essentielle pour une vie normale.

Introduction

Plus de la moitié des adultes dorment très peu. Cela a été lié à une numération sanguine plus élevée des cellules myéloïdes chez l’homme. Chez le rat, l’un des résultats d’un bon sommeil est que les cellules souches et progénitrices hématopoïétiques (HSPC) ne peuvent pas circuler dans la moelle osseuse hématopoïétique (BM), ce qui empêche l’accumulation excessive de globules blancs. Les monocytes et les neutrophiles diminuent également en nombre, empêchant leur entrée dans la paroi vasculaire et réduisant ainsi la taille des plaques d’athérosclérose.

Les caractéristiques du sommeil varient considérablement tout au long de la vie, avec une diminution significative chez les personnes âgées. Même les jeunes adultes en bonne santé ont des périodes de bon sommeil qui fluctuent avec un sommeil insuffisant, altéré par des facteurs liés au mode de vie ainsi que par des mécanismes de régulation du temps environnementaux et génétiques.

De nombreuses études ont montré que le fait de se rendormir ne peut pas complètement inverser les effets néfastes de la privation de sommeil, la soi-disant dette de sommeil. L’étude actuelle, publiée dans le Journal de médecine expérimentale, ont examiné l’effet de la fragmentation du sommeil (SF) et de la récupération du sommeil sur le réarrangement épigénétique des HSPC, modifiant les réponses immunitaires et les résultats de la maladie. Les mesures comprenaient la diversité clonale et le vieillissement génétique hémopoïétique.

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Qu’a montré l’étude ?

Les résultats de l’étude initiale sur la souris ont montré que le SF affectait l’hématopoïèse sur une longue période. Les souris ont été réveillées toutes les deux minutes de leur repos. Cela a entraîné plus de transitions veille-sommeil pendant la période de repos, mais aucun changement dans le sommeil à ondes lentes (SWS), les mouvements oculaires rapides (REM) ou le temps de réveil pendant la période de lumière.

En revanche, ils ont montré une augmentation du SWS et une diminution du temps d’éveil pendant leur période active, mais seulement pendant les deux premières heures.

Lorsque SF a été poursuivi pendant 16 semaines, mais avec 10 semaines de sommeil de récupération, les souris ont continué à montrer un nombre accru de changements d’éveil tout au long de la période SF et des deux premières semaines de sommeil de récupération, mais se sont ensuite normalisées.

La production de cellules sanguines a augmenté, avec des niveaux plus élevés de facteur de stimulation des colonies myéloïdes (M-CSF) mais pas de CSF de granulocytes (G-CSF). SF a également élevé l’interleukine-(IL) 6. Dans MO, un sous-ensemble de cellules appelées cellules LSK a proliféré, entraînant une augmentation des monocytes sanguins Ly6Chi pendant la période de repos. Ces changements ont persisté même après quatre semaines de récupération du sommeil, ne revenant à la normale qu’après dix semaines.

Par conséquent, le SF semble affecter la qualité du sommeil et la production de globules blancs plus longtemps que prévu. Lorsque cette hypothèse a été testée à l’aide d’expériences de transplantation cellulaire chez la souris, ils ont découvert que les cellules LSK de souris SF proliféraient à des niveaux plus élevés et constituaient plus de 60 % du total des globules blancs et des monocytes jusqu’à 24 semaines après la transplantation.

« Ces résultats indiquent des mécanismes souches intrinsèques qui régulent l’activité hématopoïétique prolongée médiée par le SF..”

SF a également produit des changements épigénomiques dans les cellules progénitrices hématopoïétiques de BM qui ont persisté après dix semaines de sommeil de récupération pour 70 % des altérations, laissant le reste. Celles-ci représentent alors une empreinte épigénétique potentielle impliquant la sénescence cellulaire dans le cadre de la restructuration de l’épigénome associé au SF. Le résultat probable est biaisé vers la prolifération myéloïde, avec une différenciation lymphoïde réduite, car les cellules souches régulent de manière inhérente les gènes d’engagement de la lignée.

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D’autres expériences ont montré que, comme prévu, les changements épigénétiques dans la LSK modifiaient la réponse de ces cellules aux défis immunitaires. Les souris SF ont montré des réactions hyperinflammatoires même après la récupération du sommeil, avec une augmentation des monocytes BM et des LSK, des niveaux plus élevés de cytokines, notamment l’IL-6 et le TNFα, et une prolifération plus rapide des LSK. Ceci était associé à un score clinique inférieur et à des taux de survie inférieurs.

Le sommeil maintient également la diversité clonale des cellules hématopoïétiques. Il a été établi que la perte de diversité dans ces cellules fait partie de l’hématopoïèse clonale (CH), un trouble précancéreux courant associé à l’âge causé par l’accumulation de mutations somatiques. Ceux-ci affectent principalement l’épigénome dans Tet2 et Dmnt3a.

L’HC est liée à l’apparition plus rapide de marqueurs épigénétiques du vieillissement chez les HPSC, à un double risque de MCV et de décès toutes causes confondues. Le SF est associé au CH enrichi en mutations Tet2. En raison d’une prolifération plus rapide des HSPC, les clones mutants se développent tandis que leurs fréquences fluctuent de manière aléatoire en raison de la perte aléatoire et de l’auto-renouvellement des HSPC, un phénomène appelé dérive neutre, qui se produit plus rapidement lorsque les cellules prolifèrent rapidement. Le sommeil limite cette dérive en réduisant le renouvellement cellulaire et en maintenant la diversité clonale.

Ces effets ont également été observés chez l’homme, avec une activité hématopoïétique accrue des BM et une augmentation du nombre de monocytes avec restriction du sommeil pendant six semaines. Le sommeil a empêché ces changements, favorisant une production équilibrée de cellules sanguines et des changements épigénétiques homéostatiques HPSC.

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Quelles sont les implications ?

Le constat qu’une qualité et une durée de sommeil réduites pourraient entraîner des modifications épigénétiques des HSPC, réduisant leur diversité clonale et compromettant éventuellement la fonction immunitaire, souligne la nécessité d’une bonne hygiène du sommeil, même dans les sociétés modernes où la nuit n’est plus un moment où tout va bien. dehors. . Il convient de prêter attention aux causes omniprésentes des troubles du sommeil, qu’il s’agisse du décalage horaire, de l’insomnie, de l’apnée obstructive du sommeil ou du SF.

Des études antérieures ont montré une modification épigénétique de la fonction cellulaire avec divers types de troubles et de perturbations du sommeil. L’étude actuelle fournit des preuves que l’empreinte épigénétique des HSPC se produit pendant une période prolongée après l’interruption du sommeil. Cela persiste en partie même après de longues périodes de sommeil de récupération et entraîne des réponses hyperinflammatoires du système hématopoïétique face à un défi immunitaire.

Cependant, les cellules LSK reviennent à la normale pendant le sommeil de récupération, malgré la présence de la signature épigénétique préservée. Cela peut être dû à d’autres changements épigénétiques qui se produisent simultanément et au nombre immense de gènes qui opèrent dans le cycle cellulaire pour réguler la prolifération.

L’étude suggère également que les facteurs de risque de MCV qui améliorent l’hématopoïèse accélèrent l’apparition de clones, de neutres et de mutants HSPC, rendant l’individu plus sensible à la maladie. Différents types de troubles du sommeil produisent des effets similaires sur la production de cellules sanguines et le nombre de monocytes sanguins périphériques, indiquant une voie finale commune.

« Ces données ont des implications importantes pour les maladies inflammatoires telles que la septicémie, les maladies cardiovasculaires et le cancer, et peuvent suggérer que le comportement du sommeil au début de la vie détermine la gravité de la maladie plus tard dans la vie..” Un mauvais sommeil altère la fonction immunitaire de manière durable qui n’est pas complètement inversée par le sommeil de rattrapage.

Référence du magazine :
  • McAlpine, C. et al. (2022) « Le sommeil exerce des effets durables sur la fonction et la diversité des cellules souches hématopoïétiques », Journal de médecine expérimentale219(11). est ce que je: 10.1084/jem.20220081.

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