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# Biologie# Pharmacologie et toxicologie

Cobalt Protoporphyrin IX : Un agent potentiel pour mobiliser les cellules sanguines

Les recherches montrent que le CoPP peut mobiliser les cellules sanguines et a un bon profil de sécurité.

Agata Szade, A. Bednarz, P. Kozuch, K. Kowalski, I. Skulimowska, N. Kachamakova-Trojanowska, J. Filipek-Gorzala, P. Kwiecinska, K. Gawlinska, A. Kubiak, N. Bryniarska-Kubiak, A. Jozkowicz

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Le protoporphyrine IX de cobalt (CoPP) est un composé utilisé depuis longtemps pour booster la production d'une enzyme appelée hémne oxygénase-1 (HO-1). Cette enzyme aide à décomposer l'hème, un élément du sang, en substances qui remplissent diverses fonctions dans le corps. Certaines de ces substances peuvent aider à réguler le système immunitaire, prévenir la mort cellulaire et protéger les cellules des dommages.

Bien que CoPP soit surtout connu pour son rôle dans l'augmentation de HO-1, on a découvert qu'il avait des effets qui ne dépendent pas de cette enzyme. Ces effets incluent le ralentissement de certaines enzymes impliquées dans la mort cellulaire et la réduction de l'activation des réponses inflammatoires dans les cellules immunitaires. Cela signifie que CoPP pourrait influencer le mouvement des cellules sanguines et la réponse du corps à diverses conditions, comme les infections.

Une capacité intéressante de CoPP est son potentiel à déplacer les cellules de la moelle osseuse, où les cellules sanguines sont produites, dans le sang. Ce processus, appelé mobilisation, peut se faire naturellement, mais peut aussi être déclenché avec des médicaments. La mobilisation est cruciale pour traiter des conditions où il n'y a pas assez de globules blancs dans le sang (neutropénie) ou pour collecter des cellules souches sanguines pour des greffes. Le médicament le plus courant pour la mobilisation est le G-CSF, mais tous les patients n'y réagissent pas bien, poussant les chercheurs à chercher de nouveaux traitements.

Étant donné la capacité de CoPP à mobiliser les cellules, les chercheurs ont voulu étudier son potentiel en tant qu'agent de mobilisation chez les souris. Ils voulaient identifier la plus petite dose efficace et la meilleure durée de traitement tout en gardant un œil sur les effets secondaires possibles. Comme des études précédentes indiquaient que CoPP pouvait nuire aux cellules, il était essentiel de surveiller les signes de toxicité. Les chercheurs voulaient également comprendre quels effets à long terme CoPP pourrait avoir sur la production de sang et la santé globale des organes vitaux.

Méthodes de recherche

Les expériences ont été menées avec des souris mâles dans un environnement contrôlé pour garantir des résultats fiables. Les souris ont été divisées en groupes et traitées avec différentes doses de CoPP ou une solution de contrôle. Le CoPP a été mélangé avec un solvant pour injection. Diffentes mesures ont été prises du sang et des organes des souris pour évaluer les effets de CoPP.

Expériences de mobilisation

L'étude a testé différentes doses de CoPP pour voir à quel point il pouvait efficacement provoquer la mobilisation. Les souris ont été injectées avec soit CoPP, soit un contrôle. Les chercheurs ont recueilli des échantillons de sang pour compter le nombre total de globules blancs et déterminer les types de cellules présentes. Ils ont constaté qu'à mesure que la dose de CoPP augmentait, le nombre de globules blancs dans le sang augmentait aussi. Cela incluait une augmentation de certains types de globules blancs appelés granulocytes, qui sont importants pour lutter contre les infections.

Les chercheurs ont également mesuré les niveaux de diverses protéines de signalisation, appelées Cytokines, dans le sang. Ces protéines jouent un rôle important dans la réponse immunitaire. Les résultats ont montré que CoPP augmentait la concentration de plusieurs cytokines importantes de manière dose-dépendante, ce qui signifie que des doses plus élevées entraînaient des augmentations plus importantes.

Suivi de la sécurité et de la toxicité

Pour s'assurer que CoPP était sûr à utiliser, les chercheurs ont surveillé différents marqueurs de santé chez les souris pendant et après le traitement. Ils ont découvert qu'un traitement de cinq jours avec CoPP ne conduisait pas à une toxicité significative. Les indicateurs clés de la fonction hépatique et rénale sont restés stables tout au long de l'étude. Cependant, CoPP a diminué les niveaux d'azote uréique sanguin (BUN) et de glucose, ce qui pourrait impliquer des effets potentiels sur le métabolisme.

Dans l'ensemble, l'étude a suggéré que cinq jours de traitement par CoPP ne semblent pas induire de toxicité aiguë, bien que certains marqueurs métaboliques aient montré de légers changements. Ces résultats sont significatifs car ils indiquent qu'avec un suivi approprié, CoPP pourrait être une alternative viable pour mobiliser les cellules sanguines.

Effets à long terme du traitement par CoPP

Les chercheurs ont également voulu déterminer si les effets de CoPP perdureraient après la période de traitement. Pour ce faire, ils ont continué à observer les souris pendant 25 jours après la fin du traitement. Ils ont constaté que la plupart des changements induits par CoPP étaient temporaires. Par exemple, toute perte de poids enregistrée par les souris était revenue à des niveaux normaux en environ cinq jours.

Les poids de la rate ont également été surveillés. La rate augmente souvent de taille lors de la mobilisation, et les chercheurs ont confirmé que CoPP avait un effet similaire. Cependant, 25 jours après le traitement, les poids des rates des souris étaient encore légèrement élevés par rapport aux souris de contrôle, indiquant qu'alors que de nombreux effets de CoPP étaient temporaires, certains pouvaient persister.

De plus, les niveaux de différents paramètres sanguins, comme les globules blancs et leurs sous-types, sont revenus à des niveaux de base pendant la période de suivi. Cela suggère que l'ensemble du système de production sanguine est revenu à la normale après le traitement par CoPP.

Les chercheurs ont également mesuré les niveaux de cytokines et ont trouvé que la plupart étaient revenues à des niveaux normaux dans les 25 jours. Ces résultats indiquent que les changements induits par CoPP dans la production de cytokines ne sont pas permanents et que le corps peut retrouver son homéostasie après le traitement.

Conclusions

L'étude visait à évaluer le potentiel de CoPP comme une nouvelle manière de mobiliser les cellules souches sanguines. Bien que le G-CSF ait été efficace pour de nombreux patients, il ne fonctionne pas pour tout le monde, soulignant le besoin d'options alternatives. CoPP a montré des promesses grâce à sa capacité à mobiliser efficacement les cellules dans un cadre contrôlé.

À travers leurs recherches, les scientifiques ont déterminé le dosage efficace et le cadre temporel pour utiliser CoPP. Ils ont découvert qu'un traitement de cinq jours entraîne des effets bénéfiques de mobilisation sans préjudice significatif à long terme. La plupart des changements causés par le traitement CoPP sont temporaires, permettant au corps de se rétablir après la fin du traitement.

Ces résultats suggèrent que CoPP pourrait potentiellement être utilisé comme option de traitement pour mobiliser les cellules sanguines. Cependant, d'autres recherches sont nécessaires pour explorer les mécanismes derrière ses effets, surtout si CoPP doit être envisagé pour des utilisations thérapeutiques plus larges. Comprendre l'impact complet de CoPP sur le système hématopoïétique est crucial avant qu'il puisse être largement utilisé dans les milieux cliniques.

Source originale

Titre: Dose- and time-dependent effects of cobalt protoporphyrin IX on granulocyte mobilization and metabolic markers in mice

Résumé: Recombinant granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) is the most commonly used agent for treating neutropenia and mobilizing hematopoietic stem cells (HSCs) for transplantation. However, some patients do not respond effectively to existing mobilization protocols. To address this, the development of new therapeutic approaches is necessary. One potential strategy is the pharmacological induction of endogenous mobilizing factors, which can be achieved through the administration of cobalt protoporphyrin IX (CoPP). CoPP induces mobilization of HSCs and granulocytes by increasing endogenous G-CSF production, though the optimal dosing and potential side effects remain unclear. The aim of our study was to optimize the dose and timing of CoPP administration and evaluate its safety in mobilizing cells from the bone marrow to the blood. Our results show that CoPP exerts a dose-dependent mobilizing effect, with the highest G-CSF levels and number of mobilized leukocytes observed in mice treated with 10 mg/kg of CoPP. While there were no severe adverse effects, there were mild fluctuations in markers of liver and kidney function, including a slight reduction in urea nitrogen (BUN) and glucose levels during the five days of administration. Additionally, although most parameters normalized within 30 days after treatment, the decrease in BUN persisted. Mice experienced short-term weight loss following CoPP administration, but they regained their initial weight within two weeks. By day 30, leukocyte counts, hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) in bone marrow, and G-CSF concentration in the blood had returned to baseline. This study demonstrates that CoPP mobilizes cells from the bone marrow to the blood in a dose-dependent manner, with mild side effects, including temporary changes in biochemical markers and a sustained reduction in BUN levels.

Auteurs: Agata Szade, A. Bednarz, P. Kozuch, K. Kowalski, I. Skulimowska, N. Kachamakova-Trojanowska, J. Filipek-Gorzala, P. Kwiecinska, K. Gawlinska, A. Kubiak, N. Bryniarska-Kubiak, A. Jozkowicz

Dernière mise à jour: 2024-10-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619673

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619673.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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