Formation des globules rouges
La formation des globules rouges, ou érythropoïèse, débute au cours du développement embryonnaire dans le sac vitellin. Une production érythroïde dite définitive s’établit ensuite principalement dans le foie fœtal, avec une contribution de la rate. Au cours de la gestation, la moelle osseuse devient progressivement le principal site de production et assure l’érythropoïèse après la naissance.
Chez l’adulte, l’érythropoïèse a lieu essentiellement dans la moelle osseuse du squelette axial, notamment au niveau des vertèbres, du sternum, des côtes, du bassin et des extrémités proximales de certains os longs.
Les cellules souches hématopoïétiques donnent naissance aux progéniteurs érythroïdes, notamment BFU-E puis CFU-E. Ceux-ci se différencient progressivement en précurseurs érythroïdes, qui prolifèrent, synthétisent de grandes quantités d’hémoglobine puis expulsent leur noyau. La cellule nouvellement énucléée est un réticulocyte, qui achève sa maturation dans la circulation avant de devenir un érythrocyte mature.
Les globules rouges matures sont dépourvus de noyau et d’organites cellulaires. Leur durée de vie moyenne dans la circulation est d’environ 120 jours.
Formation des antigènes des hématies
Les antigènes de groupes sanguins peuvent être constitués de protéines, de glycoprotéines ou de structures glucidiques portées par des glycolipides ou des glycoprotéines.
Pour certains systèmes, la spécificité antigénique dépend principalement de la séquence en acides aminés d’une protéine. C’est notamment le cas des antigènes du système MNS, portés par les glycophorines A et B.
Pour d’autres systèmes, la spécificité antigénique repose sur des structures glucidiques. C’est notamment le cas des systèmes ABO, H, Lewis et Ii. Les gènes correspondants codent notamment des glycosyltransférases qui modifient progressivement des chaînes glucidiques présentes sur des glycoprotéines et des glycolipides.
Ainsi, pour le système ABO, le gène ABO code une glycosyltransférase qui ajoute un sucre terminal à une structure H préexistante. L’antigène A correspond à l’ajout de N-acétylgalactosamine et l’antigène B à l’ajout de galactose. Les antigènes ABO peuvent être présents sur différentes glycoprotéines et glycolipides de la membrane érythrocytaire.
Synthèse des glycoprotéines :
Dans les précurseurs érythroïdes nucléés, l’expression d’un gène commence par la transcription de l’ADN en ARN pré-messager, suivie de sa maturation, notamment par épissage, pour former l’ARN messager.
L’ARNm est ensuite traduit par les ribosomes en chaîne polypeptidique. Les protéines destinées à la membrane ou à la sécrétion suivent la voie du réticulum endoplasmique puis de l’appareil de Golgi, où elles peuvent subir différentes modifications, notamment une glycosylation.
Les glycoprotéines ainsi formées sont transportées vers la membrane plasmique. Une partie des antigènes de groupes sanguins est ainsi exprimée à la surface des érythrocytes au cours de leur maturation.
Il est important de préciser que ces processus de synthèse ne se déroulent plus dans le globule rouge mature, celui-ci ayant perdu son noyau, ses ribosomes et son réticulum endoplasmique au cours de l’érythropoïèse.
Synthèse des glycolipides :
Certains antigènes de groupes sanguins sont portés par des glycolipides. Leur biosynthèse implique l’ajout séquentiel de résidus glucidiques sur des lipides, principalement au niveau du réticulum endoplasmique et de l’appareil de Golgi.
Les glycosyltransférases ajoutent successivement les différents sucres nécessaires à la formation des structures antigéniques. Pour les systèmes ABO, H, Lewis et P, par exemple, les structures glucidiques résultent de l’action successive de plusieurs enzymes.
Les glycolipides nouvellement synthétisés sont ensuite intégrés aux membranes des précurseurs érythroïdes et se retrouvent à la surface des hématies matures.
La diversité des antigènes érythrocytaires résulte donc de deux grands mécanismes : des variations de la structure des protéines porteuses des antigènes et des modifications enzymatiques des chaînes glucidiques. Cette diversité explique l’existence de nombreux systèmes de groupes sanguins et de leurs différents polymorphismes.