corso di ematologia dr. mario tiribelli clinica ematologica - udine [email protected]...
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What is a stem cell?
•A stem cell is a cell that has the ability to divide (self-replicate) for indefinite periods (often throughout the live of the organism)
•Under the right conditions, or given the right signals, stem cell can differentiate to the many different cell types that make up the organism
The differentiation potential of stem cells
•Pluripotent stem cells are cells that can give rise to cells derived from all three embrionic germ layers
•Unipotent (Multipotent) stem cell are capable of differentiating along only one lineage. They provide for the a steady state of self-renewal for the tissue
Hematopoietic stem cells
Is a cell isolated from the blood or marrow that can renew itself, can differentiate to a variety of specialized cells, can mibilized out of the bone marrow into circulating blood, and can undergo programmed cell death, called apoptosis, a process by which cells that are detrimental or unneeded self-destruct
STEM CELLS (Till and McCullogh experiment - 1970)STEM CELLS (Till and McCullogh experiment - 1970)
CELLULE STAMINALI EMOPOIETICHE
Implicazioni:
Malattia della cellula staminale:
• aplasia
• leucemia
Terapia con cellule staminali
• trapianto
• plasticità delle cellule staminali: nuovi orrizzonti ?
Sources of Hematopoietic Stem Cells
•Bone marrow is the classic source; about 1:100,000 cells in the marrow is a long-term, blood-forming stem cell; other cells present include stromal cells, stromal stem cells, blood progenitor cells and mature and maturing white and red blood cells
•Peripheral blood: a small number of stem and progenitor cells circulate in the bloodstream in steady state conditions, but they can migrate from marrow to blood in greater numbers under cytokine or chemotherapy stimuli
•Cord blood:and placenta are rich of HSC that are supposed to have higher capability of developing cells of multiple germ layers
MIDOLLO OSSEO
ASPIRATO MIDOLLAREASPIRATO MIDOLLARE
BIOPSIA OSSEABIOPSIA OSSEA
CELLULA STAMINALE MULTIPOTENTE
• CAPACITA’PROLIFERATIVA E DIFFERENZIATIVA
• (AUTOMANTENIMENTO E DIFFERENZIAZIONE)
• CD34 +
CELLULE STAMINALI COMMISSIONATE
• NON HANNO CAPACITA’ DI AUTOMANTENIMENTO
• SONO UNIPOTENTI
Popolazione midollare 5-10 x 1011 cellule
Cellule staminali: 0.01%
EMOPOIESI
Cellula staminale multipotenteCellula staminale multipotente
Cellule staminali Cellule staminali commissionatecommissionate
PrecursoriPrecursori
Cellule matureCellule mature
SangueSangue
Hematopoietic and Stromal Stem cell Differentiation
• INTERAZIONE TRA CELLULE STAMINALI
EMATOPOIETICHE CON IL MICROAMBIENTE
MIDOLLARE (ADIPOCITI, FIBROBLASTI,
ENDOTELIO, MACROFAGI, LINFOCITI)
• PRODUZIONE DI CITOCHINE
• CONTATTO CELLLULA STAMINALE-STROMALE
(MOLECOLE DI ADESIONE)
MICROAMBIENTE EMOPOIETICO(“nicchia emopoietica”)
CYTOKINES REGULATION OF HAEMOPOIESISCYTOKINES REGULATION OF HAEMOPOIESIS
GROWTH FACTORSG - CSF
A 19kD GLYCOPROTEIN DEFINED BY THE ABILITY TO
STIMULATE NORMAL GRANULOCYTE COLONIES.
RECEPTORS FOR G-CSF HAVE BEEN IDENTIFIED ON
BOTH HUMAN NEUTROPHILS AND LEUKEMIC CELL
LINES.
IT STIMULATES NEUTROPHILS INCREASES, AND IN A
LESSER WAY MONOCYTES, LYMPHOCYTES AND PLA-
TELETS
GROWTH FACTORSEPO
A 30.4 Kd GLICOPROTEIN. IT HAS SEVERAL EFFECTS
ON ERYTHROCYTOPOIESIS, BUT THE PRIMARY
SEEMS THE PREVENTION OF APOPTOTIC DEATH
OF CFU-E AND PROERITHROBLASTIS.
MOREOVER IT REGULATES ALSO PROLIFERA-
TION AND GROWTH OF MATURE ERYTHROID CELLS.
ERYTHROPOIETIN PRODUCTION BY THE KIDNEY
THE NEGATIVE FEEDBACK LOOP OF ERYTHROPOIETIN PRODUCTION
EMATOCRITO (%)EMATOCRITO (%)
EP
O s
ieri
ca (
Mu
/ML
)E
PO
sie
rica
(M
u/M
L)
1000010000
10001000
100100
1010
11
REGRESSIONE ESPONENZIALE DELL’EPOIN RAPPORTO ALL’EMATOCRITO
ERITROPOIETINA UMANA RICOMBINANTE
ERITROPOIETINA α
ERITROPOIETINA ß
DARBEPOIETINA α > 2 residui ricchi di acido sialico all’ estremità N-terminale > attività biologica > emivita
GROWTH FACTORSTPO
PRIMARY EFFECTS:
• MKC PROGENITORS PROLIFERATION;
• GROWTH OF MATURATION;
• PLATELETS FORMATION FROM MKC;
• PLATELETS INCREASES;
CELLULE DEL SANGUE
PERIFERICO NORMALE
SANGUE PERIFERICO
Striscio di sangue periferico
SANGUE PERIFERICO
EMIVITA DELLE CELLULE DEL SANGUE
ERITROCITI 120 giorni
PIASTRINE 8 giorni
GRANULOCITI 6-8 ore
MONOCITI 8 ore
LINFOCITI VARIABILE
PRODUZIONE DI ERITROCITI: 1010 PER OGNI ORA
PRODUZIONE DI LEUCOCITI : 109 PER OGNI ORA
CAPACITA’ DI INCREMENTARE LA PRODUZIONE
(COME RISPOSTA A PERDITA DI SANGUE, ANEMIA,
INFEZIONI, …) ANCHE DI 5-10 VOLTE
GLOBULI ROSSI-RETICOLOCITI
Piastrine
Granulociti neutrofili
Granulociti eosinofili
Granulociti basofili
Monociti
Linfociti
•
Grandi linfociti granulari
Hb (emoglobina) 12-16 g/dl
Globuli rossi 4.00-5.20 x 106/ul
Ematocrito 37-47%
MCV (volume corpuscolare medio) 90-95
MCH (concentrazione media di Hb) 27-32 pg
RDW 11-14
Piastrine 150-400 x 103/ul
Globuli bianchi•Neutrofili•Eosinofili•Basofili•Linfociti•Monociti
4-10 x 103/ul
2-8 x 103/ul
0-0.5 x 103/ul
9-0.2 x 103/ul
1-4 x 103/ul
0.2-1 x 103/ul
Lettura dell’emocromo
VALORI EMATOLOGICI NORMALI
DONNA UOMO
GLOBULI ROSSI 4-5x106/mmc 4.5-5.5x106/mmc
EMOGLOBINA 116 - 160g/L 125-170g/L
EMATOCRITO 36- 42% 40- 45%
EMATOCRITO x10EMATOCRITO x10MCV (MCV (33) = ) =
No. globuli rossi/mmcNo. globuli rossi/mmc (in milioni)(in milioni)
VOLUME CORPUSCOLARE MEDIOv.n. 80 - 100
EMOGLOBINA x10MCHC (g/dl) =
EMATOCRITO
CONCENTRAZIONE EMOGLOBINICA CORPUSCOLARE MEDIA
v.n. 30 - 36g/dl
EMOGLOBINA x10MCH (pg) =
No. globuli rossi/mmc (in milioni)
CONTENUTO EMOGLOBINICO CORPUSCOLARE MEDIO
v.n. 27 - 31pg
ERITROCITI
•CELLULE PRIVE DI NUCLEO A FORMA DI DISCO BICONCAVO.
•DIAMETRO 6-8, SPESSORE 2.5 , VOLUME 80-100 3
•IL GLOBULO ROSSO NORMALE CONTIENE DA 27 A 32 pg DI EMOGLOBINA IN SOLUZIONE. L’EMOGLOBINA COSTITUISCE CIRCA IL 30-36% DEL VOLUME DELL’ERITROCITO
•FUNZIONE DEL GLOBULO ROSSO E’ DI CAPTARE O2 E
SCARICARE CO2 A LIVELLO POLMONARE E CEDERE O2 E CARICARE CO2 A LIVELLO PERIFERICO
CAUSE DI ANOMALIE DELLA MORFOLOGIA DEI GLOBULI ROSSI
• ERITROPIESI ANOMALA CHE PUO’ ESSERE EFFICACE O INEFFICACE
• INADEGUATA FORMAZIONE DI EMOGLOBINA• DANNI AI GLOBULI ROSSI DOPO LA FUORIUSCITA
DAL MIDOLLO, COMPRESI GLI EFFETTI DI RIDOTTA O ASENTE FUNZIONE SPLENICA
• TENTATIVO DI COMPENSO MIDOLLARE A UNA CONDIZIONE DI ANEMIA CON AUMENTO DELLA ERITROPIESI
CONSEGUENZE SULLA MORFOLOGIA DEI G. R.
• AUMENTATA VARIAZIONE DELLE DIMENSIONI (ANISOCITOSI), DELLA FORMA (POICHILOCITOSI) E PUNTEGGIATURE BASOFILE
• CONTENUTO EMOGLOBINICO RIDOTTO O DISOMOGENEO (IPOCROMASIA, ANISOCROMASIA O DIMORFISMO)
• SFEROCITOSI, ELLISSOCITOSI, O FRAMMENTAZIONE (SCHISTOCITOSI); PRESENZA DI CORPI DI Pappenheim, di Howell Jolly, e poichilociti (target cells, acantociti, sferociti)
• SEGNI DI IMMATURITA’ POLICROMASIA E ERITROBLASTEMIA
EMAZIE NORMALI
EMAZIE MICROCITICHE ED IPOCROMICHE
DOPPIA POPOLAZIONE: EMAZIE MICROCITICHE / IPOCROMICHE
ED EMAZIE MACROCITICHE
TARGET CELLS ( TALASSEMIA MINOR)
SFEROCITOSI
SCHISTOCITI
ANEMIA FALCIFORME