Il ruolo delle citochine e dei marcatori CD nell'emopoiesi

Segnali nel midollo osseo

Nel midollo osseo i segnali vengono impartiti alle cellule emopoietiche staminali dalle cellule circostanti, ad esempio le cellule stromali del midollo osseo forniscono sia segnali di membrana sia segnali solubili.

I segnali solubili sono prodotti sotto forma di fattori di crescita che hanno la capacità di indurre un differenziamento nelle colonie di cellule staminali, questi vengono infatti utilizzati per ottenere diversi tipi di cellule a partire da colonie di staminali in agar. Per questa loro capacità i fattori di crescita vengono identificati come colony-forming units (CFU), anche se oggi si preferisce utilizzare il termine citochine.

Ruolo delle citochine

Le citochine mediano i segnali fra cellula e cellula, risultando indispensabili per la risposta immunitaria, e alcune di queste hanno un’azione ematopoietica, agendo sia sulle HSC che sui progenitori mulitpotenti e i precursori committed.

Le citochine che svolgono un’azione più ampia, coinvolgendo anche le HSC, sono l’interleuchina 3 (IL-3) e lo stem cell factor (SCF) noto anche come ligando di c-KIT (KITLG). c-KIT è una proteina di membrana che possiede capacità di segnalazione attraverso la fosforilazione di tirosina ed è un fattore fondamentale dell’emopoiesi. L’SCF è necessario per la formazione dei mastociti, come osservato da esperimenti su topi KO per questa citochina che non riuscivano infatti a produrre alcun mastocita.

Le citochine possono agire singolarmente ma molto spesso si ha l’azione combinata di citochine diverse.

Importanza dei marcatori CD

Le HSC sono CD34+. La nomenclatura CD (cluster of differentiation) consiste in un sistema di codici riferiti alla presenza di proteine di membrana che vengono utilizzate generalmente come marcatori. Il CD34 è uno dei marcatori utilizzati per arricchire le cellule staminali durante i trapianti di midollo. Le HSC sono positive a CD34 poiché il loro ligando è SCF (ATTENZIONE in realtà sebbene CD34 sia implicata nell’emopoiesi il ligando di SCF è CD117 che sarebbe appunto il proto-oncogene c-KIT).

I marcatori di lineage (LIN) sono altri CD che vengono progressivamente acquisiti durante la maturazione dai precursori tardivi o dalle cellule mature. Un esempio si trova nei linfociti alcuni dei quali si specializzano in CD4 mentre altri in CD1 che conferiscono proprietà diverse alla cellula. Siccome questo tipo di marcatore non si trova allo stadio staminale le HSC sono LIN-, la cellula staminale infatti durante il differenziamento perde la positività per CD34 e la acquisisce per altri marcatori specifici in base al percorso intrapreso.