precurseurs

La synthèse de l'hémoglobine est assurée

par les cellules précurseurs

de la lignée érythropoïétique

Des précurseurs observés dans un frottis de moëlle osseuse
Les globules rouges sont produits à partir de cellules souches multipotentes présentes dans la moëlle rouge des os, l'évolution vers le stade érythrocyte (érythropoïèse) est déterminé par l'intervention de différents signaux. Un grande partie du processus (durée totale 5 à 7 js) se déroule dans la moëlle osseuse et il est possible de repérer, sur un frottis coloré au May-Grünwald Giemsa (MGG), des érythroblastes (précurseurs) à différents stades du processus de différenciation qui conduit aux érythrocytes.
Travail à effectuer : repérer au moins deux cellules précurseurs dans un frottis, rapporter leur caractéristiques cytologiques et biochimiques dans le tableau prévu à cet usage.
Explorer le frottis et repérer des cellules de la lignée érythrocytaire, sachant qu'elles sont rondes, avec un noyau en général central, un cytoplasme agranulaire plus ou moins coloré en bleu ou en gris-rose. On définit les types suivants: proérythroblaste, érythroblaste précoce (basophile), érythroblaste intermédiaire (polychromatophile), érythroblaste (tardif) acidiphile qui va perdre son noyau, réticulocyte qui passe dans le sang périphérique. La taille des cellules diminue avec l'avancée de l'érythropoïèse car le passage d'un type d'érythroblaste à un autre est associé à une (ou deux) division, les cellules filles ne reprennent pas la taille de la cellule mère.
Chaque élève doit disposer d'un guide (non présenté ici) décrivant , pour chaque précurseur, quelques caractéristiques cytologiques permettant son identification, ce qui n'est pas toujours évident, les frottis disponibles au lycée étant de piètre qualité. Il faut également renseigner l'élève sur le mode d'action du May-Grünwald (bleu de méthylène + éosine) Giemsa (azur de méthylène + éosine) en précisant que l'éosine est acide et colore en rose-rouge, les constituants basiques, alors que le bleu de méthylène et l'azur de méthylène sont basiques et colorent en bleu les constituants basophiles que sont notamment les acides nucléiques (ADN, ARN...).
Rq/ L'étude cytologique est ici restreinte à la microscopie optique, mais on peut proposer des micrographies électroniques (MET).

Frottis moëlle osseuse (MGG)
Eb : érythroblaste basophile (précoce)
Ep : érythroblaste polychromatophile (intermédiaire)
Ea : érytroblaste acidiphile (tardif)

Les réticulocytes, précurseurs immédiats, observés dans un frottis sanguin coloré au bleu de Crésyl brillant
Les réticulocytes sont issus des érythroblastes acidiphiles après l'expulsion du noyau, ils restent quelque temps dans la moëlle osseuse avant de passer dans le sang où ils deviennent rapidement (en 24 à 48 h) des érythrocytes. On ne peut pas les distinguer des cellules matures dans un frottis sanguin coloré au MGG mais il est possible de les caractériser sur un étalement si le sang est préalablement incubé avec du bleu de Crésyl brillant. Ce colorant basique interagit avec l'ARN ribosomal, il se forme un précipité granulo-fibreux bleu. Il y a environ un réticulocyte pour une centaine de globules rouges.
Travail à effectuer : repérer les réticulocytes dans un frottis, rapporter leur caractéristiques cytologiques et biochimiques dans le tableau prévu à cet usage

Le réticulocyte, sur l'image de droite est plus différencié que l'autre, son cytoplasme est moins riche en ARN, il contient moins de ribosomes.

R : réticulocyte
E : érythrocyte

Le suivi de la synthèse d'hémoglobine et du taux d'ARN par cellule au cours de l'érythropoïèse
Le graphe ci-dessous a été construit d'après un document proposé sur le site Purdue University Cytometry Laboratories par B.H. Davis. Les images correspondent à des cellules sélectionnées dans les frottis observés, l'hématie sert d'étalon de taille (diamètre 7 µm)
Travail à effectuer : extraire du graphe les données biochimiques nécessaires pour compléter le tableau ci-dessous.

Tableau synthétique

Cellules de la lignée érythrocytaire	Caractéristiques cytologiques	Caractéristiques biochimiques			Transcription des gènes des globines	Traduction des gènes des globines
Cellules de la lignée érythrocytaire	Caractéristiques cytologiques	ARN	Qté Hb	Synthèse Hb (pente de la courbe)	Transcription des gènes des globines	Traduction des gènes des globines
Erythroblaste précoce (basophile)	-15 µm environ -noyau volumineux / cellule -chromatine assez peu condensée -cytoplasme coloré en bleu donc très basophile	+++++	++	+++++ (très active)	+++++	+++++
Erythroblaste intermédiaire (polychromatophile)	-12 µm environ -noyau réduit -chromatine bien condensée -cytoplasme rose-gris: plages éosinophiles (Hb) sur fond basophile	+++	+++	+++	+++	+++
Erythroblaste tardif (acidiphile)	-10 µm environ -noyau petit, souvent excentré -chromatine très condensée -cytoplasme peu teinté (à peu près comme une hématie)	++	++++	++	non (chromatine inactive)	++
Réticulocyte	- 8 µm environ -plus de noyau -précipité granulo-fibreux basophile (bleu de crésyle)	++ à +	+++++	++ à +	non	++ à +
Erythrocyte	- 7µm environ -plus de noyau - cytoplasme acidiphile	non	+++++	non	non	non

Il est intéressant de remarquer que le réticulocyte, cellule sans information génétique, synthétise environ 20% de l'ensemble de l'hémoglobine accumulée finalement dans le globule rouge (voir courbe). Parmi les ARN présents dans le réticulocyte, il y a l'ARN ribosomal mis en évidence par la cytologie, mais il doit également y avoir des molécules d'ARNm codant notamment pour les globines a et b (et des ARNt qui participent à la synthèse). Ces molécules d'ARNm peuvent être caractérisées par la Reverse Transcriptase-PCR.