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Medula Óssea Doutoranda: Luciene Terezina de Lima
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Microambiente da Medula Óssea - social.stoa.usp.br³ssea.pdf · diferenciar em todos os 216 tecidos (inclusive a placenta e anexos embrionários) que formam o corpo humano. Pluripotentes

Dec 03, 2018

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Medula Óssea

Doutoranda: Luciene Terezina de Lima

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Hemopoese

É a produção de células sanguineas.

Processo dinamico que requer o reabastecimento de mais de 7x109 células (leucócitos, eritrócitos e plaquetas)/ Kg de massa corpórea/dia.

Diferenciação Auto

renovação

Homeostase do sistema hematopoiético

O balanço entre a auto renovação e o

comprometimento com outras linhagens é

controlado pela combinação de fatores intrínsecos das

células e outros mecanismos reguladores externos

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A hierarquia da hemopoese humana

No ápice está a célula tronco hematopoética (HSC) responsável pela produção de todos os

tipos de células sanguíneas.

Células multipotentes

Células oligopotentes

Wang And Wagers .Nature Reviews | Molecular Cell Biology, 2011.

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A hierarquia da hemopoese humana

CÉLULA TRONCO

CÉLULAS PROGENITORAS

CÉLULAS EM MATURAÇÃO

CÉLULAS COMPROMETIDAS

CÉLULAS MADURAS HEMÁCIAS

PLAQUETAS LEUCÓCITOS

PRIMAVERA BORELLI

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Diferenciação e maturação e celular

células jovens (imaturas) BLASTOS

diferenciação citoplasmática

variações qualitativas no fenótipo molecular em decorrência a síntese de novos produtos

Variações na expressão gênica – novas PTN, novas estruturas.

Maturação células sanguíneas

variações quantitativas do fenótipo celular ou de proteínas constituintes e que permitem a competência funcional da célula

maturação nuclear

redução do tamanho celular

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A- Com a diferenciação as células perdem a capacidade de auto-renovação.

B - Uma única célula tronco produz, depois múltiplas divisões, 106 células maduras

Elvira Maria Guerra Shinohara

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Stem Cell Célula diferenciada

Auto renovação

Diferenciação

Stem Cells

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Tipos de células tronco

Totipotentes ou embrionárias - São as que conseguem se diferenciar em todos os 216 tecidos (inclusive a placenta e anexos embrionários) que formam o corpo humano.

Pluripotentes ou multipotentes - São as que conseguem se diferenciar em quase todos os tecidos humanos, menos placenta e anexos embrionários.

Oligopotentes - Aquelas que conseguem diferenciar-se em poucos tecidos.

Unipotentes - As que conseguem diferenciar-se em um único tecido.

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Localização das HSCs no adulto

A hematopoiese se torna restrita a partir da terceira década de vida ao esqueto axial e as porções de metáfises dos ossos longos

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Dois tipos de HSCs: quiescentes e em divisão

Suda, Arai e Hitao, trends in imunollogy, 2005

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Nicho

Termo cunhado em 1970s por Schofield

HSCs: contato íntimo com o osso

capacidade de proliferação ilimitada

inibição da maturação das HSCs

Inclui: tipos específicos de células, moléculas solúveis, cascatas

de sinalização bem como fatores físicos: fluxo sanguíneo,

tensão de O2 e temperatura.

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Nicho hematopoiético

Microambiente celular e

molecular

Quiescência

Auto renovação

Diferenciação

Resposta ao stress

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Composição do nicho hematopoiético

Composto por:

HSCs e células acessórias: células estromais (Macrófagos, Fibroblastos, Células reticulares, Adipócitos e Células endoteliais)

Matriz extracelular: Fibronectina, Hemonectina, Laminina, Colágeno, Proteoglicanos (mucopolissacarídeos ácidos, i.e., condroitina, heparana)

Dividido em:

Zona osteoblástica

Zona vascular (sinusóides)

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Células estromais

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Nicho hematopoiético

Células hematopoiéticas indiferenciadas estão localizadas próximas à superfície endosteal do osso enquanto células mais diferenciadas se movem a caminho do eixo central da medula óssea .

Ehninger and Trumpp, 2011

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Moléculas de adesão

São responsáveis pela ligação dos diversos tipos celulares entre si e à matriz extracelular

São moléculas de adesão:

Superfamília das imunoglobulinas

Selectinas

Integrinas

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Papel das moléculas de adesão

Envolvidas na mobilização e interação das células estromais com as HSC.

Outras moléculas podem ser responsáveis: activated leucocyte cell

adhesion molecule (ALCAM) e osteopontina são expressas pelos

osteoblastos e podem ser responsáveis pela interação HSC-osteoblasto.

HSC expressam integrinas e α4β1(VLA-4) e α5β1 (VLA-5) que se ligam a

fibronectina e promovem a adesão as células estromais da MO.

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Moléculas de adesão:

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Wilson and Trumpp, Nature Reviews | Immunology , 2006.

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Nicho osteoblástico

Osteoblastos são elementos cruciais no nicho hematopoiético.

São derivadas de células tronco mesenquimais.

Responsável pela sobrevivência e diferenciação da HSC.

Secreta o receptor ativador de NFkB, G-CSF, GM-CSF, IL6, N-caderina, osteopontina.

N caderina e b1 integrina: crucial na interação HSC e osteoblastos

Secretam CXCL12: quimiotaxia, homing, sobrevivência e retenção das células da MO. Se liga a CXCR4 das HSCs o que é determinante para o estabelecimento das células na MO

CXCR4 não está nas quiescentes.

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Nicho osteoblástico

Comunicação com o nicho vascular

Osteoblasto ---------------------- Célula endotelial

Angiopoetina------------- TIE2

Promove angiogênese Diminui a permeabilidade vascular

VEGF

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Nicho vascular:

HSC e células endoteliais são derivadas do mesmo progenitor:

hemangioblastos.

Ambas expressam: CD31, CD34, CD133, FLk1 (receptor para o fator

de crescimento endotelial vascular (VEGF)).

VEGF é o principal regulador da formação de vasos sanguíneos e

hematopoese

Local para mobilização da stem cell ou proliferação e diferenciação.

Suprimento de o2 e nutrição.

Interação mediada por SDF1 de progenitores megacaricociticos com

as células endoteliais dos sinusoides promove a produção de plaquetas

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Nicho vascular Delimitado por células endoteliais e cobertos células reticulares adventícias em 60% do sua superfície abluminal; as paredes dos sinusóides são atravessadas por células hematopoiéticas em ambas as direções (sangue para medula e vice versa).

Moore. Nature Medicine 18, 1613–1614 (2012)

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Citocinas

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Citocinas

Interleucina 3 (IL-3)

Produzida pelas células T (Th1 and Th2)

Se liga a Receptores IL-3 das células progenitoras

Mantém as stem cells e progenitores indiferenciados

Induz a proliferação de células

Não parece induzir a diferenciação

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Citocinas

Stem Cell Factor

Produzido pelas células estromais

Se liga ao c-kit dos progenitores

Mantém as stem cells e progenitores indiferenciados

Induz a proliferação de células

Não parece induzir a diferenciação

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NICHO VASCULAR EXERCE PAPEL IMPORTANTE NO SUPORTE ÀS HSCS Stem cell factor (SCF): produzido predominantemente por células endoteliais e perivasculares

Perry and Li. The EMBO Journal (2012) 31, 1060–1061

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Citocinas

GM-CSF

Estimula as divisões mitóticas finais e a maturação celular terminal dos progenitores hematopéticos diferenciados

Regulam a atividade funcional das células maduras

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Citocinas

Fatores importantes para progenitores tardios

eritropoetina (EPO)

Requerida para diferenciação da série vermelha

GM-CSF

Ação em precursores de granulócitos e monócitos

G-CSF

Ação em precursores de granulócitos

M-CSF

Ação em precursores de monocito e macrofago

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Tensão de O2

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Cálcio

Quimioatrativo para as HSCs

Experimentos em que deletaram o receptor de cálcio das HSCs : não alojaram adequadamente e diminuiu a celularidade

Osteoclastos são os primeiros liberadores de cálcio.

PTH: regula a mobilização das HSCs e a recuperação da hemopoese pós transplante.

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Mobilização das células tronco

Wilson and Trumpp, Nature Reviews | Immunology , 2006.

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Questões

1. Qual a importância das células tronco hematopoéticas e células tronco

mesenquimais?

2. Qual o papel dos osteoblastos no nicho hematopoético