Fisiologia E Sviluppo Midollo

EMOLINFOPOIESI PRE-NATALE

Sezione trasversale di un vaso dell’area ematogena del sacco vitellino

ERITROPOIESI EMBRIONALE INTRA-EPATICA

Invasione del midollo osseo primario

Osso spugnoso: trabecole ossee separate da spazi contenenti midollo osseo

Midollo osseo in situ (sezione spugnosa di epifisi femorale) Midollo Rosso Midollo giallo

Architettura del midollo osseo e del suo stroma di sostegno

Struttura del midollo 1 5

2

6

9 7

3 4

10

8

1)cellula adiposa 2)plasmacellule 3)megacariocito 4)isolotto eritroblastico 5)area di granulopoiesi 6)cellula reticolare 7)cellula endoteliale 8)cellula avventiziale 9)seno venoso 10)lamella ossea

    

MIDOLLO OSSEO

C)cordoni emopoietici S)sinusoidi E)cellule endoteliali A)adipocito

Funzione del “Microambiente Emato-midollare“ sui precursori emopoietici 





Interazioni cellulari dirette o mediate attraverso segnali a breve raggio d’azione Secrezione di fattori diffusibili ad attività stimolatoria o inibitoria Elaborazione di una matrice extracellulare



Componente cellulare del “Microambiente Ematomidollare”

Componente vascolare  



Componente nervosa (controllo vasomotorio)  



strato continuo della cellule endoteliali e strato discontinuo delle cellule avventiziali

fibre mielinizzate fibre non mielinizzate

Componente extravascolare   

Fibroblasti, Macrofagi Cellule Mesenchimali

Componente extravascolare del “Microambiente Ematomidollare” 

Fibroblasti:  



Macrofagi : secernono fattori diffusibili (growth e inhibitor factors)  



Possono sintetizzare tessuto osseo o evolvere in adipociti (non insulino dipendente). Sono responsabili della elaborazione della matrice extracellulare

Macrofagi Centrali: sono fonte di Burst Promoting Activity e formano gli isolotti eritroblastici Macrofagi Perisinusali: hanno funzioni molteplici (fagocitosi endoluminale, processazione del materiale fagocitato, presentazione dell’antigene etc.)

Cellule Mesenchimali

Cellule Staminali Mesenchimali (MSC) 





Possono dare origine a numerosi tipi cellulari di origine mesenchimale Fenotipo delle MSC: STRO-1+, CD45-, Glicoforina-, CD34Capacità di trans-differenziare verso tipi cellulari derivanti da foglietti embrionali diversi (Totipotenzialità, Plasticità)

PRINCIPALI LINEE DIFFERENZIATIVE DELLA CELLULA MESENCHIMALE

Paradigma I: gerarchia CS Totipotenti (ovulo fertilizzato)

Embrione Feto

Pluripotenti (blastocisti e feto)

Adulto Embrione

Multipotenti CS ematopoietiche

CS per nervi, muscoli, cute, ecc.

Può una cellula commissionata riassumere caratteristiche di pluripotenzialità? Totipotenti (ovulo fertilizzato)

Embrione Feto

Pluripotenti (blastocisti e feto)

Adulto Embrione

Trans-differenziazione (plasticità)

Multipotenti CS ematopoietiche

CS per nervi, muscoli, cute, ecc.

Hepatocytes and Epithelial cells of donor origin in recipient of peripheral blood stem cells.

Y

Y

M. KÖRBLING et al. NEJM ·March 7,2002 Donor XY, Recipient XX

Chimerism of the Transplanted Heart

Y

Y

Federico Quaini et al. NEJM 3,2002 January Donor XX, Recipient XY

EMOPOIESI 

differenziazione della cellula staminale nelle sette linee degli elementi corpuscolati del sangue, come essi appaiono negli strisci colorati.

DIFFERENZIAZIONE DELLA CELLULA STAMINALE NELLE DIVERSE LINEE CELLULARI EMATICHE

DIFFERENZIAZIONE DELLA CELLULA STAMINALE PLURIPOTENTE NEI DIVERSI ELEMENTI CORPUSCOLATI DEL SANGUE

CELLULE STAMINALI(?) CD34 POSITIVE

Antigene CD34   

Glicoproteina trans-membrana Peso molecolare 105-120 Kd Espressa su: 1 - 3% delle cellule midollari  0.01 - 0.1% delle cellule del sangue periferico  0.1 -0.4% delle cellule del cordone ombelicale 

Antigeni di superficie L’espressione dell’antigene CD34 si associa ad altri marcatori immunofenotipici: 

 • • • •

Marcatori non associati a specifiche filiere differenziative: Hyl, CD38, HLA-DR, CD45RA, CD71 Marcatori associati a linee differenziative: T- Linf :TdT CD10 CD7 CD5 CD2 B- Linf: TdT CD10 CD19 Mieloide: CD33 CD13 Megacariocitaria:CD61 CD41 CD42b

La coespressione di antigeni sulla superficie cellulare permette di identificare diverse classi di progenitori emopoietici

Espressione del CD34

Le citochine possono essere classificate secondo il livello differenziativo delle cellule bersaglio  Fattori

specifici per una linea maturativa: stimolano cellule già commissionate  Fattori non linea – specifici: agiscono su progenitori di livello intermedio  Fattori che inducono il reclutamento nel ciclo cellulare dei progenitori più primitivi, cineticamente e

DIVERSE CITOCHINE AGISCONO A DIFFERENTI LIVELLI DI DIFFERENZIAZIONE

attori capaci di reclutare progenitori ematopoietici ù immaturi in fase G0

Fattori sinergizzanti

SCF IL-11 IL-12 Fattori stimolatori IL-6 G-CSF IL-1 IL-9 FLT3Ligand +

Microambiente e cellule accessorie

TGF-β1-2 TNF-α MIP-1a

-

Fattori inibitorii

INF α, β, γ TGF β3

Differenziazione Auto mantenimento

FATTORI CHE REGOLANO L’ERITROPOIESI

GFU-GEMM IL-3 GM-CSF

early-BFU-E

Stem cell factor

late-BFU-E EPO

CFU-E Eritroblasti

IL-9

Eritropoietina (EPO)   



Glicoproteina del peso molecolare 30,4 Kd Codificata sul cromasoma 7 Sintetizzata a livello renale (80%), nella corticale interna da cellule interstiziali intra-tubulari Il principale fattore di regolazione è l’apporto di O2 ai tessuti 



mediante neo-attivazione a livello renale di una proteina emica in grado di modificare la conformazione in presenza di O2

Effetti sulla eritropoiesi:

 

Inibizione dall’Apoptosi Stimolazione della proliferazione

Schema dell’eritropoiesi

PROLIFERAZIONE E MATURAZIONE DELLE CELLULE DELLA LINEA ERITROCITARIA

Isola eritroblastic a



Macrofago centrale con eritroblasti in vari stadi maturativi

ISOLA ERITROBLASTICA AL MICRISCOPIO ELETTRONICO

MATURAZIONE DELLA LINEA ERITROCITARIA

PRONORMOBLAST O

NORMOBLASTI POLICROMATOFILI

ESTRUSIONE DEL NUCLEO DAL RETICOLOCITA

Eritropoiesi

  

 

P) proeritroblasto N1)eritroblasto basofilo N2) eritroblasto policromatofilo N3)eritroblasto ortocromatico R)reticolocito

Eritrocito al microscop io elettronic

STRUTTURA DELLA MEMBRANA ERITROCITARIA

Membrana eritrocitaria

GRANULO-MONOCITOPOIESI

GRANULOCITOPOIESI

PRECURSORI GRANULOCITARI

MATURAZIONE DELLA LINEA GRANULOCITARIA

  

M1mielocito neutrofilo M2metamielocito M3stab cell

MIELOBLASTI : MATURAZIONE

MATURAZIONE : PROMIELOCITA

MIELOCITI E METAMIELOCITI

MIELOCITA E METAMIELOCITA

MATURAZIONE : DA METAMIELOCITA A STAB CELL

Granulociti neutrofili

EOSINOFILI MATURI

DRUMSTICK IN NEUTROFILO

GRANULOCITA EOSINOFILO

GRANULOCITA BASOFILO

Granulocito basofilo, granulocito neutrofilo, linfocito

POOL GRANULOCITARIO

Funzioni dei granulociti

GRANULOCITA : ESOCITOSI

GRANULOCITA : FAGOCITOSI

Sistema monocitomacrofagico

LINEA MONOCITO-MACROFAGICA : MATURAZIONE

MONOCITI

MACROFAGO MIDOLLARE

MACROFAGO AL MICROSCOPIO ELETTRONICO

MACROFAGO AL MICROSCOPIO ELETTRONICO

MACROFAGO: STRUTTURA INTERNA AL MICROSCOPIO ELETTRONICO P particelle fagocitate M mitocondri RER reticolo endoplas rugoso L lisosomi R corpi residui Pp pseudopodi

Macrofago che fagocita dei batteri

LEUCOCITI NEL TESSUTO CONNETTIVO Fibroblasti - Eritrociti - Plasmacellule Macrofagi - Neutrofili

PIASTRINOPOIESI

PIASTRINOPOIESI

MEGACARIOBLASTI

MEGACARIOBLASTI

MEGACARIOCITA MATURO

MEGACARIOCITO MATURO

MEGACARIOCITI MIDOLLARI

FRAMMENTAZIONE DEL CITOPLASMA DEL MEGACARIOCITA E LIBERAZIONE DI PIASTRINE

MEGACATIOCITO NORMALE NEL SANGUE PERIFERICO

PIASTRINE

Piastrina in fase di riposo

MEMBRANA PIASTRINICA

MEMBRANA PIASTRINICA AL MICROSCOPIO ELETTRONICO

Aggregazione piastrinica

Riparazione di ferita 1-2)tappo piastrinico 3)coagulo di fibrina

linfocitopoiesi

LINFOCITI DEL SANGUE PERIFERICO

Piccolo e grande linfocito

Plasmacellule in midollo osseo

Plasmacellule nel sangue midollare

Plasmacellule nel sangue periferico

MATURAZIONE DEL LINFOCITO B DOPO STIMOLAZIONE ANTIGENICA

PLASMACELLULE MATURE E POST MATURE CON CORPI DI RUSSEL