Expression et fonctions des transporteurs de la famille Glut dans l'expansion et la differentiation des cellules souches hématopoïétiques – GLUTStem

Des recherches intensives ont été entreprises ces dernières années afin d’élucider le rôle des cytokines impliquées dans la prolifération et la différenciation des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Cependant, l’importance du métabolisme cellulaire, et en particulier le rôle du glucose dans l’expansion et la différenciation de ces CSH, n’ont pas encore été étudiés en détails. Pourtant le glucose constitue une source d’énergie majeure pour la cellule par la génération d'ATP. De plus, il est aussi impliqué dans la synthèse du glycérol, d’acides aminés non essentiels et de vitamines et il contribue au maintien du potentiel d’oxydo-réduction. Ces caractéristiques fondamentales ont amené notre équipe à étudier le rôle du glucose et la régulation d’un de ces transporteurs, Glut1, au cours de l’hématopoïèse. Ainsi, nous avons identifié une nouvelle sous-population de progéniteurs lymphocytaires dans le thymus humain caractérisée par une très forte expression du transporteur de glucose Glut1 (Swainson et al., PNAS, 2005). Nous avons également montré que la différenciation de progéniteurs humains en globules rouges s’accompagne d’une très forte augmentation de l’expression de Glut1. De façon inattendue, cette augmentation est corrélée avec une hausse significative du transport de la vitamine C, mais pas du glucose lui-même (Montel-Hagen et al., Cell, 2008). Par ailleurs, nous avons montré qu’au cours de la différenciation de CSH en d’autres lignées hématopoïétiques (plaquettes, granulocytes et lymphocytes), la captation de glucose est très fortement augmentée alors que le niveau de Glut1 n’est pas détectable (résultats non publiés). Il est donc primordial d’évaluer le rôle potentiel des autres transporteurs connus de type « Glut » pendant l’expansion et la différenciation des CSH vers les lignées lymphoïdes et myéloïdes. En effet, les profils d’expression, de régulation et la fonction des 13 membres identifiés de la famille Glut, au cours de l’hématopoïèse, ne sont pas encore connus. De plus, il a récemment été montré que certains Gluts présentent des spécificités de substrats distinctes, transportant préférentiellement le fructose, l’acide ascorbique ou l’acide urique plutôt que le glucose.
Ainsi, le projet que nous proposons permettra de mieux appréhender le rôle et les spécificités de chacun de ces transporteurs GLUTs dans la prolifération et la différenciation des cellules souches vers les différentes lignées hématopoïétiques. L’identification et la caractérisation des transporteurs Gluts impliqués dans l’hématopoïèse pourraient ouvrir de nouvelles perspectives pour la manipulation des cellules souches hématopoïétiques et la modulation de leur différentiation vers les différents lignages.