Istologia: appunti lezioni

ISTOLOGIA

Emopoiesi

Processo secondo cui dai precursori si ottengono le cellule del sangue. L’emopoiesi è necessario a perche 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, meni-anni nei tessuti (macrofagi)

• Piastrine: 8-12 giorni

Emopoiesi: processo in cui a partire da precursori prendono origine tutte le cellule del sangue a partire

dalle staminali. A partire 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 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. Vediamo dopo lo schema

del processo emopoietico.

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 adattative mentre il progenitore mieloide darà origine era tutta la

schiera di cellule mieloidi come i granulociti, i monociti, le piastrine e gli eritrociti. Ricordiamo inoltre un

paio di concetti generali importanti ovvero il differenziamento delle cellule staminali e il sistema

emopoietico che 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. Il midollo osseo 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 è e colorato. Da uno striscio di sangue midollare si

hanno 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.

Il midollo osseo ematopoietico è anche detto midollo rosso. Ma 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’epifsi 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 trova connettivale con una reta vascolare estesa

e un compartimento ematopoietico che comprende tutti i precursori, i progenitori e gli elementi maturi

delle varie filiere. Avremo quindi un’architettura basata su:

• Compartimentò di sostegno: stroma di tessuto connettivo reticolare

• Compartimentò emopoietico: cordoni/ isole cellule emopoietiche

• Compartimento vascolare: sistema di sinusoidi

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 nodo

telaio discontinuo attraverso questo endotelio 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 reta di sostegno per le cellule ematopoietiche.

Queste fibre si trovano in prossimità dei sinuosoidi 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. Per quanto riguarda il compartimento

ematopoietico vediamo come le cellule si riuniscano in isole o codoni che sono differenti a seconda delle

linea maturativa. Gli eritroblasti ad esempio si localizzano a contatto con i sinusoidi e l’iOS tesso 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 esprimo in membrana il CXCR4 mentre le cellule

stromali midollari esprimono, producono e rilasciano il ligando per CXCR4 che è il CXCL12. In questo modo

attirano 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 trasfuse nei topi irradiati. La scoperta della prima entità cellulare funzionale in grado di

differenziarsi nelle cellule mature delle linee sanguigne, denominata CFU-S (colony forming unit- spleen) ha

indicato l’esistenza di una cellula simil linfoide come candidato staminale. Queste cellule contenute nel

midollo osseo murino, sono in grado di dare origine a colonie comprendenti cellule di tutte le linee

ematopoietiche nella milza di topi singenici riceventi irradiati lentamente. Capiamo tramite questa scoperta

che nel midollo osseo c’è una tipologia di cellule in grado di ricostruire un’intera linea differenziativa

ematopoietica. Inoltre in realtà queste colonie che sembrano uguali, non lo sono. In alcune c’erano

elementi appartena enti a più di una linea differenziativa mentre inoltre colonie c’era una sola tipologia.

Nel midollo osseo si scoprì che esistevano dei precursori con diverse potenzialità maturative.

Successivamente tutti questi studi in vivo sono stati soppiantati da altri studi che permettevano il

differenziamento clonale delle staminali ematopoietiche in vitro. Il nome con cui si identificano queste

cellule è colony forming unit anche se non siamo più in vivo m in vitro. Lo studio dei progenitori avviene

tramite clonazione su matrice semisolida come soft agar, metilcellulosa, ecc con aggiunta di colony

stimulating factors si ottenevano così colonie eritrociti e megacariocitiche. Poi ci si è concentrati sulla

caratterizzazione immunofenotipica della staminale multipotente. Quando parliamo di immunofenotipo ci

riferiamo all’espressione di marcatori di membrana. Queste cellule possono essere identificate con lin-. Le

staminali multipotenti sono cellule che esprimono in membrana il CD34+ e sono lin-, sono multipotenti e

quiescenti.

Modello dell’ emopoiesi

Il modello di emopoiesi corrente è il modello induttivo. Il committment è determinato da segnali che

provengono dalla nicchia midollare. In questo modello vediamo che c’è un staminale oligopotente

indirizzata verso il linage linfoide o mieloide e quindi parliamo di CLP o CMP. La staminale linfoide o CLP

darà origine a tutte le linee linfoidi tra cui linfociti t e B. La stabile mieloide o CMP darà origine a vari

progenitori che daranno vita a eritrociti, piastrine, neutrofili, monociti, eosinofili e basofili. Ricordiamo che i

progenitori sono cellule già indirizzati verso alcuni linage e sono cellule con minor capacità di auto

rinnovamento e la loro sopravvivenza, differenziamento e proliferazione dipende dalla presenza di fattori di

crescita. Teorie più recenti sostengono che non ci sia una vera separazione tra i progenitori linfoidi è

mieloidi.

I fattori di crescita coinvolti nel differenziamento ematopoietico sono tantissimi. Ricordiamo che sono

fattori solubili che sono in grado di garantire sopravvivenza, proliferazione e differenziamento dei

precursori. Molto importanti sono l’SCF che è il ligando del CD117 e ha effetto proliferativo su tutti i

progenitori ematopoietici. L’eritropoietina è prodotta dal rene ed è necessaria per i prcursori della linea

eritroide. La trombopoietina è un mitogeno per i metacarioblasti. Tutti i colony stimulating factor sono

importanti, i più famosi sono il GM-CSF, il G-CSF e il M-CSF.