Célula-tronco hematopoética

Célula-tronco hematopoética

Também chamada célula-tronco hematopoética, hemocitoblasto, HSC

• Visão geral
• Por que algumas células-tronco ficam em repouso
• Autorrenovação
• Diferenciação
• Nicho de células-tronco hematopoéticas
• Termos relacionados

Visão geral

· Antes do nascimento, a formação do sangue começa no saco vitelino; as primeiras células-tronco hematopoéticas surgem no embrião (na região da aorta, das gônadas e do mesonefro), expandem-se no fígado fetal e por fim se instalam na medula óssea. Após o nascimento, a medula óssea é o principal local.

· As células-tronco hematopoéticas humanas em geral são identificadas por marcadores de superfície: têm CD34 e não têm os marcadores das células sanguíneas maduras (são "negativas para linhagem").

· Em doenças, o baço e o fígado podem voltar a assumir a formação do sangue (hematopoese extramedular).

Por que algumas células-tronco ficam em repouso

É necessário ter células-tronco em repouso quando a autorrenovação é tão ativa?

Sim. As células-tronco hematopoéticas em repouso (quiescentes) são muito importantes mesmo enquanto outras células-tronco estão se renovando ativamente.

Há vários motivos:

1. Evitar o esgotamento do conjunto de células-tronco

· Cada divisão de uma célula-tronco acrescenta um pequeno dano, como dano aos cromossomos e encurtamento dos telômeros, de modo que os erros e o envelhecimento do DNA se acumulam.

· Se todas as células-tronco estivessem o tempo todo se dividindo ou se diferenciando, o conjunto diminuiria a longo prazo.

· As células-tronco em repouso mantêm o conjunto em reserva, como células-tronco "sobressalentes".

2. Prontidão para situações de estresse

· Quando muitas células sanguíneas são necessárias de uma vez, por exemplo depois de um sangramento ou em uma infecção, as células-tronco em repouso são ativadas e começam a se dividir e a se diferenciar.

· Sua presença oferece uma reserva capaz de atender a uma demanda súbita.

3. Equilíbrio entre velocidade e segurança

· Somente as células-tronco em divisão ativa poderiam fornecer as células sanguíneas, mas o risco de dano ao DNA e de mutação aumentaria.

· Por não se dividirem, as células-tronco em repouso mantêm o conjunto de células-tronco estável e seguro a longo prazo.

4. Em resumo

Mesmo quando a autorrenovação é ativa, as células-tronco em repouso são essenciais: preservam o conjunto de células-tronco, oferecem uma reserva para momentos de estresse e mantêm segura a informação genética.

Sabe-se qual parcela das células-tronco está em repouso?

Em parte, por estudos em animais, principalmente camundongos. Na medula óssea do camundongo, a maioria das células-tronco hematopoéticas de longo prazo (LT-HSC) está em repouso, na fase G0 do ciclo celular, em qualquer momento; apenas uma parcela menor está se dividindo.

As células-tronco de curto prazo (ST-HSC) e os progenitores multipotentes (MPP) se dividem mais ativamente,

de modo que uma parcela menor deles está em repouso.

Em humanos, a parcela exata é difícil de medir, mas também aqui se considera que a maioria das células-tronco de longo prazo está em repouso, e a parcela muda com a idade e a saúde. Nem todas as células-tronco estão se renovando em um dado momento: são ativadas apenas quando a divisão ou a diferenciação é necessária. Em resumo:

Autorrenovação

· As células-tronco hematopoéticas podem aumentar o próprio número por si mesmas; isso é chamado autorrenovação.

· A autorrenovação tem duas formas:

Divisão assimétrica: uma célula-filha permanece célula-tronco (uma cópia de si mesma), e a outra se torna uma célula progenitora que passa a se diferenciar.

Divisão simétrica (de autorrenovação): as duas células-filhas permanecem células-tronco, ampliando o conjunto.

Uma terceira forma, a divisão simétrica (de diferenciação), dá origem a duas células progenitoras; não é contada como autorrenovação.

· A autorrenovação não ocorre o tempo todo: é regulada pelas necessidades do corpo (por exemplo, depois de um sangramento ou de uma infecção) e continua durante toda a vida.

Diferenciação

A célula-tronco hematopoética pode se diferenciar em todos os tipos de célula sanguínea. Não se diferencia o tempo todo, apenas em certas condições.

· Linhagem mieloide: eritrócitos (pelos progenitores eritroides precoces e tardios, BFU-E e CFU-E, e pelos eritroblastos), plaquetas (a partir dos megacariócitos), granulócitos, monócitos/macrófagos e mastócitos.

· Linhagem linfoide: linfócitos B (que podem se tornar plasmócitos), linfócitos T (que terminam de amadurecer no timo) e células NK.

· As células dendríticas podem surgir das duas linhagens. As fontes divergem sobre a ramificação exata dos progenitores iniciais.

Nicho de células-tronco hematopoéticas

Por que é necessário

Na medula óssea do adulto, dezenas a centenas de bilhões de células sanguíneas são produzidas por dia a partir de células-tronco hematopoéticas, e no entanto as células-tronco na origem são muito poucas:

O nicho é o mecanismo que protege essas poucas células-tronco para que não se esgotem.

Tipos

Reconhecem-se dois tipos de nicho, conforme sua localização:

Nicho osteoblástico (nicho endosteal)

Localização: perto da face interna do osso (o endósteo).

Principais células: osteoblastos, osteócitos e células estromais.

Papel: mantém as células-tronco em estado de repouso.

Mantém as células-tronco a longo prazo, atuando como um "depósito". As células-tronco aqui ficam em áreas pouco perfundidas e com pouco oxigênio, o que ajuda a mantê-las em repouso.

Nicho vascular (nicho perivascular)

Além da superfície endosteal, as células-tronco hematopoéticas da medula óssea também ficam sobre as células endoteliais dos sinusoides da medula, junto com células reticulares ricas em CXCL12 (CAR). Esse é o nicho vascular. Além de manter as células-tronco, participa muito de sua divisão e de sua diferenciação em células sanguíneas.

Esses sinusoides ficam na própria cavidade medular; não são os vasos dos canais osteonais (de Havers) do osso compacto. As fontes divergem sobre quão separados os dois nichos realmente são.

Termos relacionados

• Nicho vascular
• Medula óssea
• Endósteo
• Sinusoide
• Linfócito B
• Baço
• Fígado

Referências e fontes

1. Leitura adicional: Hemocitoblasto, Wikipedia.
2. Leitura adicional: Hematopoiese, Wikipedia.
3. Leitura adicional: Hematopoietic stem cell niche, Wikipedia (em inglês).
4. Federative International Programme for Anatomical Terminology (FIPAT). Terminologia Anatomica, 2ª ed. (TA2), 2019.