Curs Hematopoieza

Dorel Lucian RADU, MD, PhDDorel Lucian RADU, MD, PhD

Conferentiar universitarConferentiar universitar

UMF “Carol Davila”UMF “Carol Davila”

HematopoiezaHematopoieza

HematopoiezaHematopoieza(haima=sange, poiesis=formare)(haima=sange, poiesis=formare)

Hematopoieza are functia de a Hematopoieza are functia de a produce elementele si celulele din produce elementele si celulele din sangele periferic. sangele periferic.

Hematopoieza are rolul de a mentine Hematopoieza are rolul de a mentine homeostazia elementelor sanguine. homeostazia elementelor sanguine.

HematopoiezaHematopoieza

Celulele stem pluripotente Celulele stem pluripotente eritropoieza –eritropoieza – productia eritrocitelorproductia eritrocitelor granulocitopoieza (mielopoieza)granulocitopoieza (mielopoieza) ––

productia granulocitelor productia granulocitelor monocitopoiezamonocitopoieza megacariocitopoieza - megacariocitopoieza -

trombocitopoiezatrombocitopoieza limfopoiezalimfopoieza – productia de limfocite – productia de limfocite

HematopoiezaHematopoieza Celule stem pluripotenteCelule stem pluripotente Celule progenitoare Celule progenitoare (CFU(CFU – unitati – unitati

formatoare de coloniiformatoare de colonii)) Celule precursoareCelule precursoare ( (............blablast, .....citest, .....cite))

Procese celulare: proliferare, diferentiere, Procese celulare: proliferare, diferentiere, moarte moarte

Celule stem pluripotente sunt apte de Celule stem pluripotente sunt apte de autoreinoire si totodata genereaza toate autoreinoire si totodata genereaza toate tipurile de celule sanguine (dupa o serie tipurile de celule sanguine (dupa o serie de procese la nivelul maduvei osoase)de procese la nivelul maduvei osoase)

Celule implicate in hematopoiezaCelule implicate in hematopoieza

Organizare Organizare

Celule stem pluripotente

Celule progenitoare

Celule precursoare

Celule diferentiate (mature)

Celulele stemCelulele stem

1.1. Celulele stem au capacitatea de Celulele stem au capacitatea de autoreinnoireautoreinnoire

1.1. Celulele stem formeaza tipuri celulare Celulele stem formeaza tipuri celulare diferite si diferentiate ireversibil.diferite si diferentiate ireversibil.

1.1. Celulele stem pot functional sa Celulele stem pot functional sa reconstituie un tesut reconstituie un tesut in vivoin vivo

Tipuri de celule stemTipuri de celule stem

Celule totipotenteCelule totipotente

Celule stem Celule stem pluripotentepluripotente

Celule stem Celule stem multipotentemultipotente

Originea celulelor stemOriginea celulelor stem

Celulele stem embrionare (ESCs)Celulele stem embrionare (ESCs) Deriva din embrion in special din stadiul de Deriva din embrion in special din stadiul de

blastocitblastocit Au capacitate de autoregenerareAu capacitate de autoregenerare Mentin capacitatea de a forma celule stem Mentin capacitatea de a forma celule stem

pluripotentepluripotente Celule stem (somatice)Celule stem (somatice)

Sunt parte a celulelor tesuturilor specifice a Sunt parte a celulelor tesuturilor specifice a organismului dupa nastereorganismului dupa nastere

Sunt celule destinate sa se diferentiezeSunt celule destinate sa se diferentieze Exista mai multe tipuri de celule stem adulte Exista mai multe tipuri de celule stem adulte

identificate: hematopoietice, mesenchimale, identificate: hematopoietice, mesenchimale, neurale, hepatice, muschi, etc. neurale, hepatice, muschi, etc.

Hemangioblastul

Studiile au demonstrat existenta unor celule la embrion ce au potential de formare atat a celulelor sanguine cat si a celulelor endoteliale vasculare. Celulele au fost numite hemangioblaste si apar din mezodermul embrionar.

Hematopoieza in stadiile precoce ale embriogenezei

1. Hemangioblaste in “insule de celule sanguine” la nivelul sacului vitelin.

2. Hemangioblastele sunt responsabile pentru hematopoieza de la nivelul ficatului fetal si a maduvei osoase hematogene.

Originea celulelor la nivelul tesuturilor hematopoietice

1. Hematopoieza la nivelul sacului vitelin – apare in saptamana 3-6 de dezvoltare embrionara. Se gasesc eritrocite nucleate, granulocite si macrofage, nu sunt observate limfocite.

2. Hematopoieza la nivelul embrionului (ficat si splina) – apare intre saptamanile 6 - 22 de gestatie. Sunt prezente eritrocite anucleate, seriile mieloide si limfocite.

3. Maduva osoasa hematogena – apare din saptamana 20 de gestatie si este prezenta pe toata durata vietii. Exista toate tipurile de celulele sanguine. Limfocitele T se dezvolta in timus.

Hematopoieza la nivelul mezodermului sacului vitelin

Sacul vitelin este primul loc al hematopoiezei unde celulele mezenchimale se vor diferentia in celule numite hemangioblaste.

Aceste celule formeaza celulele endoteliale si celulele sanguine.

Hematopoieza la nivelul ficatului embrionar

Ficatul este colonizat de celule hematopoietice stem

Toate tipurile de celule sanguine cu exceptia limfocitelor T se vor diferentia in ficatul si splina din stadiul organismului de embrion

Celule la nivelul ficatului embrionarNeutrofile (n)

Maduva osoasa hematogenaMaduva osoasa hematogena

Celulele stem vor coloniza canalele medulare ale oaselor lungi si in cavitatile oaselor spongioase.Toate seriile celulelor sanguine (exceptie limfocitele T) se vor diferentia in maduva osoasa hematogena

Recoltare de maduva osoasaRecoltare de maduva osoasa Procedura sterila dupa anestezie localaProcedura sterila dupa anestezie locala Creasta iliaca posterioaraCreasta iliaca posterioara Stern, TibiaStern, Tibia Aspirat: lichid si celuleAspirat: lichid si celule BiopsieBiopsie


Doua tipuri de lame pentru Doua tipuri de lame pentru microscopie:microscopie: Sectiuni tisulare: arata toateSectiuni tisulare: arata toate

componentelecomponentele (stroma + vase (stroma + vase sanguine + adipocite + cordoane sanguine + adipocite + cordoane hematopoietice)hematopoietice)

Aspirat -> frotiu: sunt evidentiate Aspirat -> frotiu: sunt evidentiate celulele din seriile celulare si celulele din seriile celulare si progenitorii.progenitorii.


Coloratia May – Grunwald – Giemsa Coloratia May – Grunwald – Giemsa Coloratia Wright Coloratia Wright


MO rosie MO galbena MADUVA OSOASA

Maduva osoasa - organ vascularMaduva osoasa - organ vascular Maduva osoasa rosieMaduva osoasa rosie Maduva osoasa galbenaMaduva osoasa galbena


StructuraStructura maduvei hematogena maduvei hematogena

- - stroma stroma ((colagen tip I si III, fibronectina, laminina si colagen tip I si III, fibronectina, laminina si

proteoglicaniproteoglicani))

- - cordoane hematopoieticecordoane hematopoietice

- - capilare sinusoidalecapilare sinusoidale

StromaStroma: : 3D 3D retea de fibre de reticulina, in cadrul retea de fibre de reticulina, in cadrul

careia se gasesc celule reticulare, celule careia se gasesc celule reticulare, celule

hematopoietice, macrofage.hematopoietice, macrofage.



~5,000,000 eritrocite/ ~5,000,000 eritrocite/ LL ~5 L de sange (persoana de 70 Kg) = 5 ~5 L de sange (persoana de 70 Kg) = 5

x 10x 1066 L X 5 x 10L X 5 x 1066

~ 25 x 10~ 25 x 101212 eritrocite in organism eritrocite in organismDurata de viata a eritrocitelor = 120 zile astfel ~2 x 101111 eritrocite/zi sau

~8,000,000,000 eritrocite/ora


~10,000 leucocite/ ~10,000 leucocite/ L (~1/2 limfocite, ~1/2 PMNs)L (~1/2 limfocite, ~1/2 PMNs) ~5 L de sange (persoana de 70 Kg) = 5 x 10~5 L de sange (persoana de 70 Kg) = 5 x 1066 mL mL ~ 5 x 10~ 5 x 101010 leucocite in organism (fara cele din MO) leucocite in organism (fara cele din MO)

Viata medie a leucocitelor este variabila PMNs ~ 24 ore, limfocite de la zile la ani (celule

memorie) Estimare ~ 2 X 101010 celule noi/zi

Productia de eritrocite creste in anemie si de leucocite in sepsis

Studii asupra celulelor stem Studii asupra celulelor stem hematopoieticehematopoietice

In mod extensiv pe modele murineIn mod extensiv pe modele murine Se pot recoltaSe pot recolta

Adult – maduva osoasa, sange perifericAdult – maduva osoasa, sange periferic Peri-natal – sange din cordonul ombilicalPeri-natal – sange din cordonul ombilical

Teste functionaleTeste functionale in vitroin vitro test clonogenic (formare de colonii) test clonogenic (formare de colonii) in vivo in vivo lala soareci transplant de celulesoareci transplant de celule

Markeri de suprafataMarkeri de suprafata Folositi pentru caracterizare, cuantificare si Folositi pentru caracterizare, cuantificare si

izolareizolare Positive pentru CD34, c-Kit, Thy-1, Flk-2/Flt-3, AC133Positive pentru CD34, c-Kit, Thy-1, Flk-2/Flt-3, AC133

Sistem de cultura in Methyl Cellulose

Sistem de cultura in mediu semisolid in vitro

Sursa fiind Celulele Stem Hematopoietice Aspirat de la nivelul MO (3-4%) Sange periferic (2%) Sange CO (10%)

Formarea coloniilor: coloniile celulelor stem multipotente ori coloniile tipurilor celulelor angajate specific

Unitate formatoare de colonii (CFU)

Cultura in Methylcellulose Cultura in Methylcellulose

BFU-E CFU-MixCFU-GM

CD34+ Cells

Controlul hematopoiezeiControlul hematopoiezei

Factori de crestere si stimulare a Factori de crestere si stimulare a coloniilorcoloniilor

Factori de crestere si stimulare a coloniilorFactori de crestere si stimulare a coloniilor Colony Stimulating Factors (CSF)Colony Stimulating Factors (CSF) Se definesc prin capacitatea de a stimula Se definesc prin capacitatea de a stimula

cresterea coloniilor celularecresterea coloniilor celulare GlicoproteineGlicoproteine Exista receptori specifici la nivelul celulelorExista receptori specifici la nivelul celulelor Au activitate biologica intensaAu activitate biologica intensa

CitokineCitokine Citokinele au functie pleiotropicaCitokinele au functie pleiotropica Pot stimula sau inhiba cresterea celulelor Pot stimula sau inhiba cresterea celulelor

hematopoieticehematopoietice

Factorii de reglare a hematopoiezeiFactorii de reglare a hematopoiezei Sunt produsi de mai multe tipuri celulareSunt produsi de mai multe tipuri celulare

Celule endoteliale, fibroblaste, macrofage, Celule endoteliale, fibroblaste, macrofage, limfocitelimfocite

Celulele stem exprima in mod simultan Celulele stem exprima in mod simultan receptori pentru mai multi factorireceptori pentru mai multi factori

Cei mai multi factori sunt activi pe mai Cei mai multi factori sunt activi pe mai multe linii hematopoieticemulte linii hematopoietice

PolifunctionaliPolifunctionali Proliferare, angajare catre o linie celulara, Proliferare, angajare catre o linie celulara,

maturare, afectare a functiilor celulare.maturare, afectare a functiilor celulare.

Factori de crestereName Function SourceStem cell factor Hematopoiesis Stromal cellsInterleukin-3 Hematopoiesis Activated T & B cells Interleukin-6 Hematopoiesis Monocytes & fibroblast

GM-CSF CFU-GM mitosis T cells; Endo G-CSF CFU-G mitosis Macrophage; Endothelium M-CSF CFU-M mitosisMacrophage; Endothelium Interleukin-8 Neutrophil migration Leukocyte; Endothelium

EPO CFU-E differentiation; Kidneys BFU-E mitosis

TPO CFU-meg differentiation LiverInterleukin-11 CFU-meg differentiation

Abbreviations: GM-CSF, granulocyte monocyte colony stimulating factor; M-CSF, monocyte CSF.

GGranulocyte Colony-ranulocyte Colony-SStimulating timulating FFactoractorG-CSFG-CSF

• Principala citokina cu rol hematopoietic Principala citokina cu rol hematopoietic asupra productiei neutrofilelor, asupra productiei neutrofilelor, diferentiere si activitate celulara. diferentiere si activitate celulara.

• Stimuleaza cresterea celulelor Stimuleaza cresterea celulelor progenitoare angajate catre linia progenitoare angajate catre linia neutrofilelorneutrofilelor

• Stimuleaza maturarea neutrofilelorStimuleaza maturarea neutrofilelor

Activeaza functia fagocitara a neutrofilelor Activeaza functia fagocitara a neutrofilelor maturemature

G-CSF sG-CSF scurteaza timpul de maturare acurteaza timpul de maturare a neutroneutroffiluluiilului

Multipotent HSC

Neutrophil precursors

Post-mitotic maturationneutrophils

1 day

Blood

Blood

normal

G-CSF treated

4-5 days

Utilizarea clinica a G-CSFUtilizarea clinica a G-CSF Larg utilizat pentru tratarea Larg utilizat pentru tratarea

neutropenieineutropeniei Dupa chemoterapie in cancer Dupa chemoterapie in cancer Dupa transplant de maduva osoasaDupa transplant de maduva osoasa

Mobilizarea celulelor progenitoare in Mobilizarea celulelor progenitoare in

sangele perifericsangele periferic

Neutropenia congenitalaNeutropenia congenitala

EritropoietinaEritropoietina

Produsa predominant la nivel renalProdusa predominant la nivel renal

Stimuleaza sinteza de ARNm si Stimuleaza sinteza de ARNm si globinaglobina

Accelereaza angajarea celulelor stem Accelereaza angajarea celulelor stem pluripotente catre dezvoltarea seriei pluripotente catre dezvoltarea seriei eritroideeritroide

Activitate biologicaActivitate biologica

Stimuleaza cresterea clonala in seria eritroidaStimuleaza cresterea clonala in seria eritroida Supresia apoptozei in progenitorii seriei eritroideSupresia apoptozei in progenitorii seriei eritroide Induce eliberarea reticulocitelor din MOInduce eliberarea reticulocitelor din MO Induce sinteza globinei in precursorii seriei Induce sinteza globinei in precursorii seriei

eritroideeritroide

Utilizarea terapeuticaUtilizarea terapeutica

In momentul scaderii nivelului In momentul scaderii nivelului eritropoietineieritropoietinei Insuficienta renala cronicaInsuficienta renala cronica

Necesitatea cresterii eritropoiezeiNecesitatea cresterii eritropoiezei Pacientii dupa chemoterapiePacientii dupa chemoterapie

Mai rar utilizatMai rar utilizat AIDS, dupa proceduri chirurgicale, copii nascuti AIDS, dupa proceduri chirurgicale, copii nascuti

prematur, unele afectiuni cronice inflamatoriiprematur, unele afectiuni cronice inflamatorii

EritropoiezaEritropoieza

Celulele implicate in acest proces: Celulele implicate in acest proces: proeritroblast -> eritroblast bazofil -> proeritroblast -> eritroblast bazofil -> eritroblast policromatofil ->eritroblast eritroblast policromatofil ->eritroblast ortocromatofil (acidofil) -> reticulocite -ortocromatofil (acidofil) -> reticulocite ->> eritrociteeritrocite

Aspecte generale :Aspecte generale :1. Toate celulele blast au nucleu1. Toate celulele blast au nucleu

2. Celulele nu au granulatii 2. Celulele nu au granulatii citoplasmaticecitoplasmatice


ProeritroblastProeritroblast - 20-25 - 20-25 m, celula mare, m, celula mare,

nucleu rotund, cromatina laxa dantelata, nucleu rotund, cromatina laxa dantelata,

nucleoli prezenti, citoplasma bazofila cu o nucleoli prezenti, citoplasma bazofila cu o

zona mai deschisa perinuclear. zona mai deschisa perinuclear.

Ertroblast bazofil Ertroblast bazofil - 16-18 - 16-18 m, nucleu m, nucleu

rotund cu heterocromatina, citoplasma rotund cu heterocromatina, citoplasma

intens bazofila (numar mare de intens bazofila (numar mare de

poliribozomi).poliribozomi).


Eritroblast policromatofilEritroblast policromatofil : 9 -12 : 9 -12 m, nucleu rotund m, nucleu rotund

heterocromatic, citoplasma albastru/roz deschis heterocromatic, citoplasma albastru/roz deschis

datorita inceperii acumularii de hemoglobina datorita inceperii acumularii de hemoglobina

Eritroblast ortocromatofilEritroblast ortocromatofil (a (acidofil) :cidofil) : 8 - 9 8 - 9 m, m,

nucleu foarte mic si intens colorat, citoplasma acidofila.nucleu foarte mic si intens colorat, citoplasma acidofila.

ReticulocReticulociittee – contine numar redus de poliribozomi ce – contine numar redus de poliribozomi ce

se coloreaza cu albastru de cresyl briliantse coloreaza cu albastru de cresyl briliant

EErriittrocrociitete

Granulocitopoieza Granulocitopoieza Celulele implicate in acest proces: Celulele implicate in acest proces: mieloblaste, mieloblaste,

promielocite, mielocite, metamielocite, promielocite, mielocite, metamielocite, granulocite nesegmentate, granulocite mature granulocite nesegmentate, granulocite mature (segmentate) (segmentate)

Aspecte generale:Aspecte generale:1. Celulele “blast” au nucleoli, celulele “cite” nu au 1. Celulele “blast” au nucleoli, celulele “cite” nu au nucleoli, cu exceptia promielocitelornucleoli, cu exceptia promielocitelor

2. Scaderea volumului celular pe parcursul 2. Scaderea volumului celular pe parcursul diferentierii, exceptie la promielocitdiferentierii, exceptie la promielocit

3. Prezenta de granule azurofile si granule specifice 3. Prezenta de granule azurofile si granule specifice in functie de stadiul maturariiin functie de stadiul maturarii

GranulocitopoiezaGranulocitopoieza

MieloblastMieloblast - - 15-2015-20 m, nucleu m, nucleu rotund cu 1 -4 nucleoli, citoplasma rotund cu 1 -4 nucleoli, citoplasma bazofila si bazofila si fara granule fara granule citoplasmatice.citoplasmatice.

PromielocitePromielocite - - 20-25 20-25 m, nucleu ce m, nucleu ce poate contine nucleoli; citoplasma poate contine nucleoli; citoplasma abundenta si bazofila cu abundenta si bazofila cu granule granule azurofileazurofile


MielociteMielocite – trei tipuri celulare, nucleul rotund se – trei tipuri celulare, nucleul rotund se condenseaza si este mai intens colorat decat la condenseaza si este mai intens colorat decat la promielocit, citoplasma mai putin bazofila si prezinta promielocit, citoplasma mai putin bazofila si prezinta granulegranule specifice specifice ::

1. 1. NeutrofilNeutrofile- 15-20 e- 15-20 m, m, numeroase granule numeroase granule neutrofileneutrofile

2.2. Eozinofile Eozinofile - 20-25 - 20-25 m, m, granule mari rosu-granule mari rosu-portocaliuportocaliu

3. 3. Bazofile Bazofile - 13-15 - 13-15 m, m, granule (granule (cu dimensune de cu dimensune de 0,5 0,5 m)m) ce se coloreaza metacromatic. ce se coloreaza metacromatic.


Metamielocite Metamielocite – nucleu reniform, – nucleu reniform, citoplasma asemanatoare citoplasma asemanatoare mielocitelor mielocitelor

Granulocite nesegmentate Granulocite nesegmentate (nucleu in banda) – (nucleu in banda) – nucleu in forma nucleu in forma de U sau S, citoplasma acidofilade U sau S, citoplasma acidofila

Granulocite segmentate (mature) Granulocite segmentate (mature) – – nucleu complet segmentatnucleu complet segmentat

Mieloblast si promielocitMieloblast si promielocit

Promielocite, mielocite si Promielocite, mielocite si metamielocitemetamielocite

Originea trombocitelorOriginea trombocitelor

Megacarioblaste, megacariocite, Megacarioblaste, megacariocite, megacariocite adulte formatoare de megacariocite adulte formatoare de trombocitetrombocite

Megacarioblastul Megacarioblastul – 15-50 µm, nucleu – 15-50 µm, nucleu mare oval sau reniform, prezenta mare oval sau reniform, prezenta nucleolilor, citoplasma bazofila. nucleolilor, citoplasma bazofila.

Megacariocitul Megacariocitul – 35-150 µm, nucleu – 35-150 µm, nucleu lobulat neregulat, cromatina lobulat neregulat, cromatina macrogranulara , nu se observa nucleoli, macrogranulara , nu se observa nucleoli, citoplasma acidofila sau bazofila. citoplasma acidofila sau bazofila.

Megacariocitul adult Megacariocitul adult – dimensiune pana – dimensiune pana la 150 µm, nucleu lobulat si la nivelul la 150 µm, nucleu lobulat si la nivelul citoplasmei acidofile se formeaza citoplasmei acidofile se formeaza invaginatii ale membranei plasmatice. invaginatii ale membranei plasmatice.

Megacariocite la nivelul maduvei Megacariocite la nivelul maduvei osoaseosoase

MonocitopoiezaMonocitopoieza

MonoblastMonoblast – caracteristici morfologice – caracteristici morfologice asemanatoare mieloblastuluiasemanatoare mieloblastului

PromonocitePromonocite - 10-20 - 10-20 m, nucleu (ce m, nucleu (ce prezinta o mica indentatie) unde prezinta o mica indentatie) unde cromatina este dantelata si nucleoli cromatina este dantelata si nucleoli prezenti , citoplasma bazofila. prezenti , citoplasma bazofila.

Monocite – Monocite – 12- 1512- 15m, nucleu cu o m, nucleu cu o dimensiune de 50% din suprafata celulei, dimensiune de 50% din suprafata celulei, citoplasma cu granule azurofile.citoplasma cu granule azurofile.

LimfopoiezaLimfopoieza

LimfoblastLimfoblast - 10-18 - 10-18 m, nucleu eucromatic m, nucleu eucromatic cu 1-2 nucleoli,citoplasma bazofila. Unele cu 1-2 nucleoli,citoplasma bazofila. Unele limfocite din maduva osoasa se limfocite din maduva osoasa se diferentiaza in limfocite B, alte limfocite diferentiaza in limfocite B, alte limfocite din maduva osoasa migreaza in timus din maduva osoasa migreaza in timus unde se diferentiaza in limfocite T.unde se diferentiaza in limfocite T.

Limfocitele B si T migreaza catre organele Limfocitele B si T migreaza catre organele limfoide secundare.limfoide secundare.

LymphocyteLymphocyte

Date post:	30-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	andra-lazar
View:	355 times
Download:	2 times

Curs Hematopoieza

Documents