Istologia: appunti lezioni

Lezione 15: Istologia e emopoiesi

Introduzione all'emopoiesi

Emopoiesi è il processo secondo cui dai precursori si ottengono le cellule del sangue. È necessario perché la vita media degli elementi del sangue è breve. Vediamo l'emivita dei componenti sanguigni:

• Eritrociti: 120 giorni
• Neutrofili: 6 ore in circolo, pochi giorni nei tessuti
• Eosinofili: 8-12 giorni
• Monociti: 14 ore in circolo, mesi-anni nei tessuti (macrofagi)
• Piastrine: 8-12 giorni

Origine e sviluppo delle cellule del sangue

L'emopoiesi è il processo in cui, a partire da precursori, prendono origine tutte le cellule del sangue a partire dalle staminali. Da queste staminali prendono origine eritrociti, granulociti, monociti, piastrine e linfociti. La cellula da cui si originano tutte queste cellule è la cellula staminale ematopoietica che è multipotente. Prende origine a livello embrionale dal mesoderma embrionale in una regione detta aorto-gonado-mesonefrica e anche a livello extra-embrionale nel sacco vitellino. Queste cellule colonizzano il fegato alla 5^a settimana e in seguito anche midollo osseo, timo e milza. L'emopoiesi come processo inizia nelle fasi precoci dello sviluppo embrionale prima che si sviluppi il midollo osseo.

Le linee maturative

Le cellule multipotenti proliferano lentamente e danno origine a due linee principali di differenziamento: il progenitore linfoide e il progenitore mieloide. La linea con progenitore linfoide darà origine a tutte le cellule dell’immunità adattativa mentre il progenitore mieloide darà origine a tutta la schiera di cellule mieloidi come i granulociti, i monociti, le piastrine e gli eritrociti. Il sistema emopoietico è costituito da cellule staminali, progenitori e precursori. Il microambiente dove sono ospitate le cellule emopoietiche è essenziale per il differenziamento. I progenitori linfoidi migrano dal midollo osseo al timo, ai linfonodi e alla milza dove proliferano.

Midollo osseo

Il midollo osseo rappresenta il microambiente midollare per la proliferazione e il differenziamento delle cellule staminali ematopoietiche. È l’organo ematopoietico della vita adulta. L’esame del midollo osseo ha la finalità di studiarne le varie patologie. Di solito viene aspirata una quantità di sangue dalle creste iliache che viene poi strisciato su un vetrino e colorato. Da uno striscio di sangue midollare si ottengono informazioni sul numero di cellule e sulle linee di cellule nel sangue. È anche possibile effettuare una biopsia midollare che preleva di fatto una carota di tessuto osseo midollare e in questo modo è possibile non solo studiare la composizione delle cellule presenti nella nicchia midollare ma anche l’architettura complessiva del midollo stesso.

Caratteristiche del midollo osseo ematopoietico

Il midollo osseo ematopoietico è anche detto midollo rosso. Durante l’accrescimento si assiste al cambiamento da midollo rosso a midollo giallo in seguito all’accumulo di cellule adipose. La funzione ematopoietica permane nell’adulto ma in distretti specifici come nelle ossa pelviche, nell’epifisi prossimali di femore e omero, nelle vertebre, nello sterno, nelle coste e nella volta cranica. L’architettura del midollo osseo è complessa perché è formata da un’impalcatura di tessuto connettivale con una rete vascolare estesa e un compartimento ematopoietico che comprende tutti i precursori, i progenitori e gli elementi maturi delle varie filiere.

• Compartimento di sostegno: stroma di tessuto connettivo reticolare
• Compartimento emopoietico: cordoni/isole cellule emopoietiche
• Compartimento vascolare: sistema di sinusoidi

Morfologia del microambiente midollare

Descriviamo in maniera esaustiva la morfologia del microambiente midollare a partire dai sinusoidi che sono seni venosi dal calibro ampio e irregolare. I sinusoidi sono seni venosi con parete formata da un endotelio discontinuo attraverso il quale passano gli elementi maturi. Per quanto riguarda il compartimento di sostegno, questo è formato da cellule reticolari o avventiziali che sintetizzano le fibre reticolari, dette anche argirofile, e queste fibre formano una rete di sostegno per le cellule ematopoietiche. Queste fibre si trovano in prossimità dei sinusoidi per formare una sorta di grana. Troviamo anche cellule adipose all’interno del midollo osseo. Le cellule reticolari producono stroma in maniera cospicua e questo stroma è formato da proteine della matrice extracellulare che hanno anche funzioni trofiche; infatti, proprio le cellule dello stroma midollare costituiscono il microambiente che favorisce la crescita e la maturazione dei precursori ematopoietici producendo fattori di crescita. I componenti della matrice come collagene, fibronectina, trombospondina e glicosamminoglicani favoriscono interazioni adesive tra le staminali e altre componenti del microambiente. Anche gli osteociti collaborano.

Comportamento delle cellule emopoietiche

Per quanto riguarda il compartimento ematopoietico, vediamo come le cellule si riuniscano in isole o cordoni che sono differenti a seconda della linea maturativa. Gli eritroblasti ad esempio si localizzano a contatto con i sinusoidi e lo stesso vale per i megacariociti che si localizzano a contatto con la parete vascolare e rilasciano le piastrine all’interno del sinusoide. Mentre i granulociti maturano in profondità, lontano dai seni venosi.

Trapianto di midollo osseo

Il successo della tecnica di trapianto di midollo osseo è la prova della funzionalità della nicchia midollare. Le cellule staminali ematopoietiche girano nel sistema circolatorio e trovano la loro destinazione tessuto-specifica (homing). Le cellule staminali ematopoietiche esprimono in membrana il CXCR4, mentre le cellule stromali midollari esprimono, producono e rilasciano il ligando per CXCR4 che è il CXCL12. In questo modo attraggono le cellule staminali ematopoietiche grazie alla chemiotassi e si verifica l’homing.

Storia delle staminali ematopoietiche

I grandi passi avanti si sono avuti con gli studi degli anni '60 in cui sono cominciati gli esperimenti sulle cellule midollari.