Les globules rouges ou érythrocytes permettent, principalement, le transport de l'oxygène des poumons vers les différents organes. Chez un individu sain, le nombre de globules rouges dans le sang est d'environ 5millions/mm3. Chaque jour, il y a 200 milliards de globules rouges qui sont produits et tout autant qui sont détruits. Cette constance maintenue démontre un système de régulation des globules rouges. L'érythropoïèse désigne le processus de fabrication de ces hématies dans la moelle osseuse qui vient contrebalancer le processus de destruction des globules rouges anciens dans les organes. Elle est régulée par l'érythropoïétine.
L'érythropoïétine (EPO) est une glycoprotéine produite par notre organisme qui fait énormément parler d'elle au travers du dopage. C'est en 1989 qu'est commercialisé, sous le nom d'EPOGEN, par le laboratoire Amgen, pour la première fois, cette hormone de manière synthétisée pour permettre aux malades atteints d'anémie (insuffisance rénale chronique) de soigner leur carence en EPO et globules rouges notamment.
Cette hormone est constituée d'acides aminés, à 60%, et, à 40%, de glucides(d'où glycoprotéine), son gène se situe sur le chromosome 7 et code pour une protéine de 193 acides aminés.
Dans l’organisme, cette protéine (de masse moléculaire 30,4 kDa) est principalement produite par le rein (environ 85-90% de la production totale) et par le foie (environ 10-15%). L'EPO stimule le phénomène de multiplication cellulaire, de différenciation et de maturation des précurseurs érythrocytaire tels que les BFU-E, GM-CSF, CFU-E...
Les cellules souches hématopoïétique pluripotentes (c'est à dire qu'elles ont la capacité de se transformer en un autre type de cellule) sont des cellules immatures (elles n'ont pas encore perdu leur noyau). Or pour que ces cellules donnent elle même naissance a des cellules progénitrices (à l'origine de la même race) elles ont besoin d’un facteur de croissance qui est dans notre cas : l’érythropoïétine. Les CFU-E (progéniteurs érythroïdes) sont des descendants de ces cellules souches et des BFU-E (pas de récepteur EPO). L'EPO se fixe sur un récepteur spécifique de l' EPO (epoR) des CFU-E ce qui engendre la différenciation cellulaire. Durant cette phase, ce recepteur disparait. Les CFU-E, grâce à l'EPO, vont donner naissance aux érythroblastes (eux aussi dépendants de l'EPO) qui eux même vont se transformer, après divisions cellulaires, en réticulocytes (précurseurs des globules rouges ne possédant pas de recepteur EPO), phase finale. La formation des érythrocytes (cellules matures et sans noyau/anucléées) résulte de ce processus.
Ce facteur de croissance hématopoïétique (produit des cellules sanguines) EPO stimule donc la production de globules rouges dans la moelle oesseuse. Ces globules rouges sont ensuite, bien évidemment, libérés dans le sang.
Voici des schémas illustrant ce processus :
A noter aussi que l'EPO active l'activité enzymatique de l'ALA synthétase et de la PBG désaminase ce qui favorise la synthèse de l'hémoglobine.
(Voir la partie EPO dans le milieu sportif/L'entrainement en altitude)
Outre son rôle essentiel dans l'organisme, l'EPO est aussi utilisée à des fins thérapeutiques. Elle fait partie des médicaments biotechnologiques les plus vendus. En effet, l'EPO exogène permet de traiter certains cancer (on administre aussi de l'EPO en période de chimiothérapie) et les malades atteints d'anémie. L'anémie est une maladie caractérisée par des carences en érythropoïétine ainsi qu'en globules rouges importantes et une insuffisance rénale (principal lieu de production de l'EPO). L'injection de cet EPO de synthèse permet de combler ce manque. L'EPO est introduit dans le corps des malades par transfusions, par injections sous cutanées ou intraveineuses.
L'EPO exogène et l'EPO naturelle agissent presque pareillement sur l'organisme. Elles diffèrent légèrement par leur structure moléculaire et par leur charge éléctrique.
On sait que l'EPO est une glycoprotéine. Elle a donc subit la glycosylation qui est une réaction enzymatique qui permet d'établir une liaison entre une protéine et glucide. Or la rhu-EPO est produite, en partie, par le hamster chinois. L'EPO du gène codant pour l'érythropoïétine chez l'homme est injecté dans les cellules ovariennes du hamster chinois. L'animal produit alors l'hormone mais selon une glycosylation quelque peu différente par rapport à l'homme.
On peut différencier ces deux molécules quasi-similaires par isoelectrofocalisation ou isoelectrophorèse ce qui fait parti des méthodes de détection utilisées par les laboratoires de dopage (voir partie "L'EPO dans le milieu sportif/Les méthodes de détection). On peut aussi s'apercevoir que l'ARANESP(ou Darbepoetin alpha) est différente de l'EPO naturelle par son nombre de chaînes glycosylées (5 contre 3 pour la naturelle), sa masse moléculaire (la recombinante est plus lourde : 37,1 kDa) et son nombre d'acides sialiques (21 contre 14), élément chimique contenu dans les glucides. Une injection par semaine est nécessaire contre trois à quatre pour une EPO exogène "normale" comme NEORECOMON ou EPREX.
Mais il n'existe pas que l'ARANESP comme EPO de synthèse, on remarque qu'il en existe plusieurs types (certains emploient le terme "générations") ce qui n'arrange pas les instituts anti-dopage.
Les autres EPO de synthèse sont les suivantes :
- La CERA (Mircera), EPO exogène à forme "retard" (terme désignant l'effet sur une plus longue durée de la substance). Chez celles-ci, le nombre de chaines glycosylées est plus important. La chaine protéique est plus longue ce qui la rend plus lourde que les autres (environ deux fois le poids d'une molécule d'EPO naturelle).
Une seule injection par mois suffit pour les anémiés .
-La Dynepo, EPO produite, par génie génétique, à base de cellules humaines.
Une séquence d'ADN spécifique est introduite et active le gène de l'EPO; le tout "in vitro". Il semble que ce soit la plus récente et la plus difficile à détecter par les laboratoires de lutte contre le dopage du fait que c'est une EPO dites biosimilaire.
(Pour en savoir plus sur la Dynepo, cliquer ici)
(Cliquer sur l'image pour la voir en plus grand)
