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CENTRO UNIVERSITÁRIO CENECISTA DE OSÓRIO – UNICNEC VALÉRIA TURMINA Osório 2019 VALÉRIA TURMINA MASTÓCITOS: IDENTIFICAÇÃO, FUNÇÃO E PRECURSOR MEDULAR. Artigo apresentado ao curso de Biomedicina do Centro Universitário Cenecista de Osório – UNICNEC, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Biomedicina. Orientador: Prof. MSc Matheus Guedes Duarte. Osório 2019 “O sucesso nasce do querer, da determinação e da persistência em se chegar a um objetivo. Mesmo não atingindo o alvo, quem busca e vence obstáculos, no mínimo fará coisas admiráveis’’ José de Alencar SUMÁRIO 1. ARTIGO COMPLETO............................................................................1 2. ANEXO: NORMAS PARA PUBLICAÇÃO NA REVISTA DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE ANÁLISES CLÍNICAS............................................. 23 1 1. ARTIGO COMPLETO Mastócitos: identificação, função e precursor medular. Mast cells: identification, function and medullary precursor. Valéria Turmina¹, Matheus Guedes Duarte² Resumo A origem dos mastócitos é uma incógnita que vem sendo questionada ao longo dos anos, o número de pesquisas se elevam buscando desmembrar essa questão e demostrar caminho para provável resposta. O modelo de hematopoiese clássica demostra que os mastócitos são originados do mesmo percursor medular do basófilo, por serem células com as mesmas características granulares. Mas apesar de possuir características semelhantes aos basófilos, a origem dos mastócitos é oriunda de uma célula-tronco hematopoiética distinta. O presente estudo constituiu em uma revisão da literatura pesquisando os progenitores da linhagem celular, propondo um modelo alternativo de diferenciação dos mastócitos. Além disso, abordando aspectos como: sua origem, ação, classificação e suas principais funções em: diversos processos imunológicos, fisiológicos e patológicos. Destacam-se ainda o meio por qual ocorre à sua ativação, a degranulação e componentes presentes em seus grânulos. Descrição da participação dos mastócitos em mecanismos do organismo presentes em processos: alérgicos, inflamatórios e no recrutamento das células durante procedimento de defesa. Em controvérsia seu excesso patológico e ativação dos mastócitos nos órgãos e tecidos é característica de uma doença denominada: mastocitose sistêmica, sendo uma neoplasia hematológica. Palavras-chave: hematopoiese, mastócitos, precursor medular, marcador celular. ____________________________ ¹ Graduando em Biomedicina, Centro Universitário – UNICNEC, Osório, Rio Grande do Sul, Brasil. ² Mestre, Biomédico, Docente, Centro Universitário – UNICNEC, Osório, Rio Grande do Sul, Brasil. Instituição: Centro Universitário Cenecista de Osório – UNICNEC. Graduação de Biomedicina. Rua 24 de Maio, 141, Centro – Osório, RS. Contato: (51) 2161-0200, valeriaturmina0506@gmail.com mailto:valeriaturmina0506@gmail.com 2 Abstract The origin of the mast cells is an unknown question that has been questioned over the years, the number of researches are raised seeking to dismember this issue and demonstrate the path to probable response. The classical hematopoiesis model demonstrates that mast cells originate from the same basal cell precursor of the basophil because they are cells with the same granular characteristics. But despite having characteristics similar to basophils, the origin of the mast cells originates from a distinct hematopoietic stem cell. The present study constituted a review of the literature investigating the progenitors of the cell line, proposing an alternative model of differentiation of mast cells. In addition, addressing aspects such as: its origin, action, classification and its main functions in: diverse immunological, physiological and pathological processes. It is also worth noting the means by which it occurs to its activation, the degranulation and components present in its granules. Description of the participation of mast cells in mechanisms of the organism present in processes: allergic, inflammatory and in the recruitment of cells during the defense procedure. In controversy its pathological excess and activation of the mast cells in the organs and tissues is characteristic of a disease denominated: systemic mastocytosis, being a haematological neoplasia. Keywords: hematopoiesis, mast cells, medullary precursor, cell marker. 3 INTRODUÇÃO As células progenitoras hematopoiéticas apresentam eficiência para diferenciação em todos as variedades de células sanguíneas (1,3,15), abrangendo mastócitos presentes nos tecidos periféricos (17,19,1). O local de origem dos mastócitos é a medula óssea, expressando em sua superfície uma glicoproteína denominada CD34+ (9). Resultados de pesquisas realizadas em camundongos expõe que, ao contrário do dogma atual, o CD34 é um marcador expresso pela linhagem hematopoiética madura: mastócitos (21). Além deste marcador CD34 estar relacionado com a origem dos mastócitos, é responsável também por origem dos eritrócitos, basófilos, monócitos, linfócitos, eosinófilos, megacariócitos e neutrófilos (9). A diferença fundamental entre ratos e humanos é a capacidade proliferativa dos progenitores de mastócitos (8). Por essa razão é uma área de amplo trabalho, pois é necessário análise de proliferação dos mastócitos no sistema humano, que apresenta fraco potencial de proliferação in vitro de seus progenitores ( 1, 15, 3). A maior parte de outras células hematopoiéticas percorre a circulação sanguínea basicamente em uma circunstância madura identificável (3,9). Acontece que na linhagem dos mastócitos isto transcorre de maneira contrária das demais células. Os mastócitos efetivam sua maturação e diferenciação após realizar sua migração para os tecidos extramedulares (26, 2,1) e quando se encontra na condição de células maduras, dificilmente são visualizados no sangue periférico (26). Os mastócitos são originados dos progenitores hematopoiéticos presentes no baço e na medula óssea (15,6). A diferenciação inicial dos mastócitos acontece na medula óssea, em seguida as células progenitoras adentram a circulação sanguínea (1,26), sítio em que são visualizados somente células agranulares (6,8,9). Estas células deslocam-se através da parede das vênulas e capilares transitando para os tecidos, local onde ocorre sua proliferação e a diferenciação in situ (2,3), resultando no amadurecimento no momento em que atingem seu tecido ou órgão alvo (1,4). É através do microambiente envolvido que o processo de amadurecimento, ocorre constituindo um fenótipo de mastócito maduro (2,26,4). É relevante destacar, que os fenótipos não são definidos e que alterações bidirecionais podem ocorrer, conforme posicionamento anatômico e da regulação exercida por citocinas atuantes no local 4 (6), apresentando influência relevante na eficiência do mastócito em reconhecer e responder aos diferentes estímulos por intermédio de mediadores biologicamente ativos (23). No organismo do ser humano, os mastócitos são encontrados na maior parte dos órgãos (26), apresentando extensa distribuição (23) possuindo características de serem células residentes nos tecidos (16). Estão presentes em locais como as superfícies epiteliais da pele (9) e nos tratos: gastrointestinal, respiratório, genito- urinário (11), próximos a vasos linfáticos, sanguíneos e nervos periféricos (9). Em relação ao hospedeiro, os mastócitos formam uma população heterogênea de células (9), com predominância nos sítios, onde existe contato com o ambiente externo (11,23). Mediante circunstânciasque sejam causadoras de danos ao organismo, os mastócitos possuem sua atuação de forma imediata, devido sua localização estratégica, assim sendo intitulados como células socorristas (23,9). Estas células, atuantes apenas num sítio ou em diversos sítios anatômicos (9), possuem importante papel na imunidade inata e adaptativa (23,7), mastócitos apresentam vasta gama de componentes como: citocinas, proteoglicanos, proteases, mediadores lipídicos, que evidenciam a relevância do potencial da contribuição dessa célula interessante nos variados processos biológicos (9). A origem embrionária dos mastócitos tem sido desígnio de grande debate sem respostas ao longo de décadas, (3) sendo que essa célula normalmente encontrava-se omitida ou esquecida em modelos clássicos da hematopoiese (1). Com a realização de sucessivas pesquisas em animais que busca elucidar essa questão, é notável que o modelo da hematopoiese clássica deve ser revisado, propondo um novo contexto de diferenciação a fim de assegurar a compatibilidade entre os experimentos de culturas celulares e a transcriptômica unicelular dessa linhagem (3,1,2). MODELO CLÁSSICO DE HEMATOPOIESE A hematopoiese também é denominada como hemopoiese. Em adultos, o principal sítio de produção de células sanguíneas ou hematopoiese é a medula óssea (24,3). A figura 1 demonstra o modelo de hematopoiese clássica, com processo de diferenciação celular hematopoiética, onde as células pluripotentes são uma 5 linhagem capaz de realizar autorrenovação, originando células com projeções de diferenciação definidas, sendo progenitoras comuns das demais células do sangue (24). Estudos feitos por Hallgren et al (2013) (15), estabeleceram diversos passos intermediários no que é designado modelo clássico de hematopoese (1,23). Por intermédio de pesquisas da medula óssea de camundongos (23,3), foi definido que a evolução do mastócito provem ao longo da via mielóide (15). Figura 1 – Ilustração esquemática da hierarquia hematopoiética na medula óssea. A medula óssea consiste em célula-tronco, células pluripotentes capazes de auto-renovação, células progenitoras comprometidas (células progenitoras mielóides e linfoides); e células em maturação. As células em maturação se desenvolvem a partir de células chamadas unidades formadoras de colônias (UFCs). A célula-tronco mielóide dá origem a UFCs responsáveis pela regeneração de hemácias (UFCs eritróides), plaquetas (UFCs de megacariócitos), basófilos (UFCs de basófilos) e eosinófilos (UFCs de eosinófilos). Os monócitos e neutrófilos são derivados de uma célula progenitora comum comprometida (UFCs granulócito-macrófago). A célula progenitora linfoide gera a progênie de linfócitos B na medula óssea e a progênie de linfócitos T no timo (24) . (Adaptado de Kierszenbaum AL. Histologia e biologia celular: uma introdução à patologia St Louis, 2002 Mosby). A primeira etapa na evolução mielóide é designada pela regulação negativa do antígeno Sca-1 (1,21). Esta célula intermediária designada como progenitor mielóide comum (CMP), se distingue do progenitor linfoide comum pelo fato de expressar IL-7R (receptor da interleucina-7) (15,3). Através do progenitor CMP pode- se coordenar a origem do progenitor de megacariótico-eritrócitos ou a um subsequente passo no desenvolvimento mieloide, que promove a presença do progenitor de macrófagos de granulócitos (GMP) (1,3,15), que se compreende pela regulação positiva na expressão dos receptores de IgG de baixa afinidade, FcγRII / III (receptores gama Fc II/III também denominados CD32/CD16) (15). O GMP possui 6 capacidade de dar origem a neutrófilos, eosinófilos e macrófagos ou o novo progenitor basófilo-mastócitos (BMCP) caracterizado pela primeira vez no baço de camundongos C57BL(15,1,3) . A ORIGEM DOS MASTÓCITOS E SEUS PROGENITORES MEDULARES Estudos filogenéticos apresentam que os mastócitos são células primitivas portadoras de grânulos metacromáticos, densos em elétron no seu interior (23,4,13). Apesar da descrição dos mastócitos em mamíferos ter ocorrido pela primeira vez há mais de um século, sua origem sempre foi algo controversa (23,3). Devido às semelhanças fisiológicas e morfológicas, os basófilos também foram indicados como seus precursores (23). Os mastócitos humanos são procedentes de células hematopoiéticas da medula óssea, possuem diversos antígenos de superfície celular funcionalmente importantes. Esses antígenos abrangem o receptor de célula-tronco (SCFR/CD117), o receptor de imunoglobulina, além de componentes presentes na membrana dos mastócitos que estão relacionados com sua ativação (26,15). Expressam antígenos como: CD13+, CD34+, CD117+ e FcεRI- (receptor de alta afinidade para a região Fc da imunoglobulina E) (9,13,7). Pelo meio da circulação sanguínea transmigram para um tecido específico, onde realiza sua maturação integral. Após sofrer sua maturação plena (15,2), adquire uma vasta quantidade de grânulos presentes no seu interior (17,4), apresentando sua morfologia definitiva (13). A origem hematopoiética dos mastócitos adultos foi determinada pela pesquisa pioneira de Hallgren et al (2013) (15). Em princípio, os mastócitos obtidos de progenitores multipotentes são incorporados em meios de cultura específicos, para que ocorra sua maturação (16). Normalmente os mastócitos são obtidos da medula óssea ou tecido fetal, como baço, fígado e pele, extraídos de camundongos (2,3). Entretanto o desenvolvimento dos mastócitos maduros é um procedimento de extensa duração, sendo necessários a utilização de IL-3 (interleucina 3) e o fator de células-tronco (SCF) ou junção de coquetéis de citocinas, ao qual constantemente resulta em misturas duvidosas de células com maturação incompleta (16,2,15). O mastócito humano realiza a expressão de citocinas pleiotrópicas e fatores de crescimento, por exemplo as interleucinas IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10, IL-13, IL- https://en.wikipedia.org/wiki/Immunoglobulin_E 7 16, TNF-α (fator de necrose tumoral alfa), VEGF (fator de crescimento do endotelial vascular), dentre outros (13). Na ocasião em que a medula óssea de um rato bege (C57BL) foi transplantada em camundongos de espécie selvagem irradiado C57BL, nos camundongos receptores apareceram os mastócitos presentes de tecido com grânulos anormais da medula óssea provenientes do rato doador, este resultado propõe que os mastócitos originam-se de precursores da medula óssea (1,23). Em humanos a origem hematopoiética dos mastócitos também foi estimada após transplante de medula óssea alogênico de paciente portador de leucemia, onde os mastócitos isolados da medula óssea do receptor expõem o genótipo do doador, em 198 dias após a realização do transplante (23). Os progenitores de mastócitos foram denominados pela primeira vez em 1990, através de diversas pesquisas aos quais seguiram descrevendo e validando a existência (1) dessas células presentes na medula óssea, sangue periférico, intestino e cavidade peritoneal de camundongos adultos (2,1,23,). Em experimentos laboratoriais anteriores com camundongos, mastócitos foram imunomarcados na medula óssea nos seus diferenciados estágios de maturação, através da utilização de um anticorpo monoclonal anti-gangliosídeo característico para mastócito mAb AA4 (4,2). Outro anticorpo monoclonal empregado mAb BGD6 ao qual se liga exclusivamente as proteínas superficiais de mastócitos RBL-2H3. No emprego destes anticorpos monoclonais, por serem característicos para a superfície dos mastócitos, foram aplicados na identificação de AA4 + / BGD6 +, encontrando então progenitores medulares de mastócitos (2,4). Os mielomastócitos, são progenitores da linhagem dos mastócitos, observa- se um aumento dessa clonagem nos indivíduos portadores de mastocitose sistêmica, onde é detectada a mutação D816V no c-kit, com o marcador CD25+ podendo ser um indicadorde doença sistêmica, sendo necessária uma investigação aprofundada (13). Um promastócito também foi caracterizado a partir de pesquisas em sangue fetal de camundongo, sendo FcεRI- e c-kit+, contendo grânulos metacromáticos, indicando ser uma célula mais diferenciada (2,7). Por esse motivo é necessária a proposta de um modelo atualizado sobre o processo hierárquico de diferenciação dos progenitores hematopoiéticos imaturos (7). 8 LOCALIZAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA DOS MASTÓCITOS, E CLASSIFICAÇÃO Os mastócitos são praticamente localizados em todos os tecidos, mas possuem aumento significativo em órgãos que fazem conexão com o ambiente (11,15), ou seja, nos tratos respiratório, gastrointestinal e geniturinário; na pele, envoltos das terminações nervosas, sistema nervoso central e adjacente em vasos sanguíneos e linfáticos (11,23,9). Os locais de posicionamento dos mastócitos possui uma ligação com a imediação de antígenos ambientais, parasitas e demais patógenos que entram em contato com as superfícies mucosas e a pele (9). A histologia descreve os mastócitos normais com as seguintes características morfológicas: núcleo grande ovalado ou arredondado e citoplasma com intensa granulação, sendo grânulos eletrodensos, apresentando um ou dois nucléolos e microvilosidade presente na membrana plasmática (13,17,4). No entanto, os mastócitos maduros manifestam uma elevação de grânulos, aos quais se apresentam mais densamente corados que seus progenitores (22). Pesquisas em camundongos ressaltam as características celulares similares as já descritas anteriormente, apenas complementam com a inclusão da presença de complexo de Golgi (2). Uma característica importante é que mastócitos de tecidos são de existência longa e, mesmo após ocorrer sua degranulação, estas células se re- granulam e sobrevivem (3). Modificações no fenótipo podem ocorrer no decurso dos estágios da existência dos mastócitos (23,2). Subconjuntos distintos dos mastócitos maduros foram retratados com base na caracterização estrutural, funcional e bioquímica, juntamente com sua localização (23). Conforme estudo de Maaninka et al (2013) foi proposto que os mastócitos humanos são classificados conforme o conteúdo de proteases , classificados em quatro subtipos: 1) mastócitos MCT – mastócitos de mucosa positivos apenas para triptase; 2) mastócitos MCTC - mastócitos de tecido conectivo contem mais heparina, respondem a neuropeptídios (9,23) e são positivos para quimase e triptase. Ambos subconjuntos possuem transcritos de carboxipeptidase A e expressam receptor FcεRI (8,7,11,9); 3) mastócitos MCc que são quimase positivos e triptase negativos; 4) mastócitos MC3c que são triptase positivos, CPA3 (carboxipeptidase A3) positivos e quimase negativos. Todas os 9 quatro fenótipos foram estimulados na presença de KITLG (fator de crescimento ligante ao KIT), IL-3, IL-9 e IL-6. O mais interessante que foi demonstrado neste trabalho é que somente a presença de KITLG foi suficiente para diferenciação nos fenótipos distintos. A Figura 2 demonstra estágio de maturação e formação dos grânulos citoplasmáticos presente nos diferentes fenótipos de mastócitos. Figura 2: Esquema de maturação e formação dos grânulos nos mastócitos teciduais. Contudo também podemos classificar os mastócitos humanos através da localização do tecido e do conteúdo de proteases (7), classificado-os em dois subtipos apenas, os fenótipos MCT e MCTC, que são classes de mastócitos melhor identificadas principalmente nas diferenças de expressão da protease do grânulo secretor (15,11). MCTC são vistos na pele nos linfonodos, submucosa intestinal e pulmonar, já os MCT prevalece na mucosa pulmonar e intestinal próximos das células T. Foi recentemente relatado um terceiro fenótipo de mastócitos, o MC3c, expressando carboxipeptidase A3, triptase, mas não quimase, no epitélio respiratório em pacientes asmáticos e em análises esofágicas de indivíduos com esofagite eosinofílica (23). 10 PROCESSO DE ATIVAÇÃO DOS MASTÓCITOS E COMPONENTES PRESENTES EM SEUS GRÂNULOS A superfície celular dos mastócitos é constituída por numerosos receptores, aos quais podem ser ativados por diversos estímulos distintos (17,23,26). O meio de ativação e a resposta mediada pelo mastócito está relacionada a diferentes incentivos que podem ser influenciados pelo microambiente ou fatores intrínsecos afetando a expressão, função de receptores de superfície, ou moléculas sinalizadoras que auxiliam para essas respostas (23). O mecanismo mais estudado de ativação de mastócito está relacionado com a resposta imune adaptativa, na presença de uma reação alérgica, mediada pelo receptor de alta afinidade IgE presente na superfície de membrana do mastócito (23,17,9). Atualmente tornou-se de suma importância a regulação imunológica inata da ativação dos mastócitos (23). Pertencentes ao sistema de imunidade inata, mastócitos dispõem de detecção precoce de microrganismos invasores, como vírus, fungos, parasitas e bactérias (9,23). Os patógenos apresentam estruturas moleculares denominadas de padrões moleculares associados ao patógeno (PAMPs) os quais são identificados pelos receptores de reconhecimento de padrões (PRRs), na superfície dos mastócitos. O contato direto entre PAMPs específica e PRRs estimula a ativação dos mastócitos resultando na eliminação seletiva de mediadores (23,17). Dentre outros estímulos eficientes para desencadear ativação nos mastócitos estão as citocinas, os neuropeptídeos, toxinas, fatores de crescimento, complexos imunes, compostos básicos, estímulos físicos (calor, frio, pressão, fricção) e certas drogas (álcool, codeínas, morfina, substância iodada de contraste, entre outras). Algumas lectinas possuem a capacidade de promover ativação e liberação dos mediadores dos mastócitos especialmente pela ação de FcεRI presentes em sua membrana superficial (23,9,13). Recentemente pesquisas apresentaram que receptores para numerosos ligantes, incluindo os PAMPs, adenosina, quimiocinas, citocinas (IL1, SCF) anafilotoxinas (C3a e C5a) complexos imunes, estão relacionados na ativação dos mastócitos. Estes receptores possuem propriedade de potencializar a ativação mediada pelo FcεRI ou fornecer um estímulo diretamente na liberação de mediadores a partir de um modo que seja independente de FcεRI (23,9). Os 11 mastócitos quando ativados aumentam sua granulosidade, tamanho e quantidade (12). A via de FcεRI é a mais pesquisada e mais designada para o processo de ativação dos mastócitos. Na superfície do mastócito o FcεRI é intensamente expresso e regulado positivamente pelo aumento das concentrações de imunoglobulinas E (23,17,4). O início da ativação depende da IgE própria para o antígeno, executado pelos linfócitos B após exposição do antígeno e estimulo da IL- 4 (23,1). A ligação entre IgE juntamente com os receptores de alta afinidade por FcεRI, estimula uma proteína G heterotrimérica e uma proteína-quimase (PTK) que induzem à ativação de processos de sinalização abrangendo a vida da Fosfolipase A2, o que estimula a formação de mediadores lipídicos, leucotrieno C4 (LTC4), prostaglandina D2 (PGD2) que são provenientes pela exocitose de grânulos presentes nos mastócitos (9). Os mastócitos são caracterizados pela capacidade de sintetizar, armazenar e liberar inúmeras moléculas de efeito biológico (9) são células identificadas pelos grânulos metacromáticos presentes no interior do seu citoplasma (17,11). A granulação presente nos mastócitos exibe várias semelhanças com os lisossomos, dos quais o pH é baixo e a presença de variadas enzimas lisossomais (23) sendo nomeada de metacromática devido à alta aglomeração de radicais ácidos peculiares dos glicosaminoglicanos (sulfato de condroitina ou heparina) (5). A metacromasia é a capacidade que diversas moléculas possuem de modificar a coloraçãode alguns corantes básicos. Diante disso quando efetuado um processo de coloração onde a estrutura apresente metacromasia, o resultado é uma coloração final que será diferente do corante aplicado (22,5,16). Em humanos, os mediadores dos mastócitos incluem proteoglicanos (sulfato de condroitina e heparina), aminas biogênicas (histamina), proteases neutras (quinase, triptase e carboxipeptidase A), hidrolases ácidas, entre outros mediadores como os elementos do metabolismo do ácido araquidônico e o fator ativador de plaquetas (PAF), são feitos apenas após a ativação destas células (17, 23,9). O mastócito é a considerado a célula com maior fonte de mediadores químicos no organismo resultando na elaboração e liberação de elementos ativos classificados em três grupos: fatores pré-formados, apresentando baixo peso 12 molecular e presente nos grânulos (9,4) (histamina, heparina, proteoglicanos, proteases neutras, β-hexosaminidase e algumas citonas), participam da hematopoiese, remodelamento de tecidos, imunidade e atuantes em ações biológicas estes fatores pré-formados são representados pelas interleucinas (IL-6 E IL-8), TNF-α (fator de necrose tumoral alfa), VEGF (fator de crescimento endotelial vascular), b-FGF (fator de crescimento de fibroblasto), entre outros e o característico SCF (fator de célula-tronco) que é eliminado sem danificar a finalidade biológica sobre os mastócitos (425,9,4). Fatores neo-formados: são substãncias elaboradas a partir do metabolismo do ácido araquidônico como, leucotrienos (LTC4 e LTB4), PGD2 (prostaglandina D2), PAF (fator de ativação de plaquetas) e tromboxanos (4,9). E o seu terceiro grupo, fatores neo-sintetizados: a síntese acontece entre 8-12horas em seguida da degranulação, o fator estimulante de colônias de granulócito/macrófago (GM-CSF) e as interleucinas ( IL-3, IL-4, IL-5 e IL-6) (4). ATUAÇÃO DOS MASTÓCITOS EM FUNÇÕES FISIOLÓGICAS E PATOLÓGICAS Em 1878, Paul Ehrlich atribuiu que os mastócitos estavam relacionados principalmente na função como efetores de alergia (14,23). Somente no decorrer dessas duas ultimas décadas que os mastócitos obtiveram o reconhecimento de seu envolvimento nos processos patológicos e fisiológicos (23). A eficácia dos mastócitos de interagir de forma imediata com o microambiente e reagir por meio da eliminação de diversos mediadores biologicamente ativos ocorre de forma equilibrada, pois se esta regulação das funções dos mastócitos é descompensada, resulta em efeitos destrutivos para o organismo (23,13). Deste modo os mastócitos tem sua participação em patologias presentes nos processos alérgicos, inflamatório crônico, doenças autoimunes e inclusive neoplasias ( 23,27,14). Nas funções fisiológicas dos mastócitos, são atuantes na homeostase e reparo de tecidos, sistema nervoso, angiogênese, imunidade inata, imunidade adaptativa e na tolerância imune. Já nos processos patológicos estão presentes na alergia, doença de Crohn, doença autoimune, mastocitose, doenças cardiovasculares e câncer (23). 13 DISFUNÇÃO DA PROLIFERAÇÃO DOS MASTÓCITOS: MASTOCITOSE A mastocitose é uma doença rara denominada pela proliferação consecutiva resultando no acumulo dos mastócitos em órgãos e tecidos, particularmente no sistema gastrointestinal e na medula óssea (13,23). Denominada por duas classificações: mastocitose cutânea (MC) é a que ocorre com maior frequência em crianças com inicio geralmente precoce, decorrendo antes mesmo de um ano de vida e quando desencadeada em adultos surge normalmente entre a terceira e quarta década de vida. Na mastocitose sistêmica (MS), ocorre acúmulo dos mastócitos nos tecidos e órgãos e geralmente é desencadeada após a terceira década de vida, caracterizada por ser progressiva e até mesmo mortal (26,13). Apesar de não estar completamente entendida, a hiperplasia patológica dos mastócitos vendo sendo cada vez mais compreendida e esclarecida, através do desenvolvimento no estudo da etiopatogenia, que executa uma análise no reconhecimento de mutações específicas auxiliando na área da oncogênese em relação ao crescimento e na diferenciação destas células (13). Maluf et al (2009), descreve a identificação mastócitos ocorreu através de uma necropsia de criança com infiltração orgânica difusa, resultando na descrição da mastocitose sistêmica (26,13). O crescimento e a diferenciação dos mastócitos estão relacionados com o receptor tirosina quinase (c-kit) e o SCF. Falhas no gene do SCF ou alterações no c- kit resultam em deficiência nessas células, bem como distintas mutações no proto- oncogenese c-kit (CD117) resultam no acréscimo do tempo de vida médio dos mastócitos e de seus progenitores (13,18). No organismo humano, pesquisas apontam que mutações no c-kit e níveis alterados desse proto-oncogenese c-kit (CD117) estão relacionados com o progresso da mastocitose. O ligante c-kit possui a capacidade de controlar diversos efeitos biológicos nos mastócitos, envolvendo aspectos como crescimento, diferenciação, localização, elaboração dos mediadores e indução à hiperplasia (13,23). De fato, perante diferentes fatores presentes no microambiente, se obtém a distinção na expressão dos mediadores dos mastócitos, assim resultando no desenvolvimento de respostas adequadas para essas variações de estímulos (26). Por meio de pesquisas, recentemente foi evidenciado que os mastócitos presentes 14 em indivíduos com mastocitose sistêmica nitidamente possuem fenótipo diferenciado em comparação aos mastócitos normais (23,26). Os mastócitos de pacientes portadores de mastocitose sistêmica expressam CD2 e CD25, sendo contraditório dos mastócitos normais que não expressam, além de que na mastocitose sistêmica são expressos CD63, CD69, CD88 e CD203c em quantidades elevadas (26,25). Na classe da mastocitose sistêmica, o c-kit é constantemente expresso nos mastócitos de uma maneira mutada e como consequência permanece ativada. A expressão de CD63 e CD203c está de forma positiva sendo regulada, após a adesão de FcεRI são expressos em excesso em mastócitos neoplásicos presentes na mastocitose sistêmica (18, 25). Expressos principalmente CD30 e CD25 nos mastócitos de portadores de mastocitose sistêmica (25). A expressão de CD30 é ordenada de forma aberrante na maior parte das formas agressivas e de maneira lenta na mastocitose sistêmica. Entretanto o CD25 nos mastócitos em mastocitose sistêmica é expresso de forma excessiva, é um marcador utilizado para reconhecimento de mastócitos neoplásicos em variações sistêmicas de mastocitose e disfunções mieloproliferativos relacionadas ao fator de crescimento decorrente de plaqueta (26,25). Outra alteração nos casos de mastocitose sistêmica avançada, porém que dificilmente ocorre é a liberação de um anticoagulante similar à heparina, que resulta em complicações hemorrágicas (25). O órgão que comumente é analisado em indivíduos que apresentam ou com suspeita de mastocitose sistêmica é a medula óssea (15). No decorrer dessa última década, diversas técnicas foram estabelecidas para análise da medula óssea sendo essenciais para enumeração e análise fenotípica dos mastócitos. O percentual maior dessas técnicas se baseia na expressão única do receptor SCF nestas células. De fato na medula óssea, os mastócitos, seus progenitores hematopoiéticos e CD34+ possuem expressão de c-kit, mas, no entanto não visto nas demais células hematopoiéticas maduras (26). Na presunção de uma mastocitose sistêmica deve ser realizado um exame físico e anamnese do indivíduo para fundar o quadro clínico (13,23). Em casos onde se tem a pressuposição da doença, se faz necessário exame anatomo-patológico da lesão para validação do diagnóstico (13). Para análise em que se suspeita de um 15 quadro sistêmico exames laboratoriais podem ser solicitados auxiliando como um complemento na investigação (23).Na circunstância inicial de investigação da doença sistêmica é prescrito um hemograma completo, sendo reforçado em curtos períodos (26,13). Variando de cada apresentação clínica do paciente outros exames podem ser solicitados, dentre eles: na presença de dores ósseas recomenda-se análise através de uma densitometria óssea, ultrassonografia de abdômen na suspeita, mielograma perante variações como, leucocitose acentuada, anemia, linfonodomegalia, eosinofilia não compreendida e hepatoesplenomegalia (13). Análise do ácido 5-hidroxindolacético e das metanefrinas na urina de 24 horas importante para excluir hipótese de tumores carcinoides e auxiliando na pesquisa da mastocitose sistêmica (12,23). Exames com elevação de histamina plasmática e urinária são indícios de mastocitose sistêmica, ainda mais quando correlacionados com sinais e sintomas no trato gastrointestinal (13,29). Para auxiliar na diferenciação dos mastócitos com as demais células que são granulares, são empregadas técnicas como: imuno-histoquímica e citoquímica (23,13). E a técnica mais empregada nesses últimos dez anos é a citometria de fluxo, pois possibilita realizar a contagem numérica, identificação e determinação das características dos mastócitos por intermédio da imunofenotipagem (29,23,13). Outra técnica empregada é a observação dos grânulos metacromáticos dos mastócitos analisados através das colorações azul de toluidina e May-Grunwald-Giemsa (23). No entanto um ponto negativo que ocorre na técnica de coloração, é que com o processamento dos tecidos a presença dos grânulos do citoplasma dos mastócitos pode reduzir, que é caracteristicamente menos relevante nos mastócitos neoplásicos anormais (12,26,25). Mediante essas oposições, pesquisas com imunofenotipagem tornam-se a opção mais apropriada no diagnóstico de mastocitose (23). PROPOSTA DE MODELO DE HEMATOPOIESE REVISADO Em princípio os mastócitos são células originadas de progenitores pluripotentes provenientes da medula óssea, decorre sua diferenciação sob influência de fator de SCF e intervenção do ligante c-kit na existência de outros fatores de crescimento diferenciados provenientes do microambiente do tecido onde estão situados (16,28,16,27). Em circunstâncias normais os mastócitos maduros não 16 são observados na circulação sanguínea (27). Entretanto os progenitores dessas células transmigram para os tecidos e se distinguem em mastócitos sob a ação de diversas citocinas e do SCF (1,7,2). Dahlin et al (2015) propuseram uma nova linha de maturação e desenvolvimento dos mastócitos. Neste modelo proposto os mastócitos são originários da medula óssea onde se desenvolvem a partir das células-tronco hematopoiéticas (HSC) através de progenitores multipotentes (MPP), progenitores mielóides comuns (CMPs) e progenitores de granulócitos / monócitos (GMPs). Os progenitores que originam os mastócitos e os basófilos foram isolados da medula óssea dentro da fração GMP. A maioria desses progenitores é encontrada entre os GMPs (FcɛRI+). No entanto, progenitores que dão origem a mastócitos e basófilos também são encontrados no GMPs.(FcɛRI-) Os progenitores de basófilos / mastócitos bipotentes (BMCPs) no baço são amplamente negativos para a expressão de FcɛRI em camundongos C57BL, consistente com o GMPs (FcɛRI -) na medula óssea. O MCp comprometido pode ou não expressar FcɛRI na medula óssea. Portanto, eles provavelmente se desenvolvem tanto de FcɛRI - quanto de FcɛRI + GMPs. Os MCp saem da medula óssea como células FcɛRI - e FcɛRI + que podem ser encontradas no sangue de camundongos BALB/c (linhagem de camundongos albinos) e C57BL como MCp comprometidos. Nos tecidos periféricos, o MCp expressa FcɛRI em baixos níveis em camundongos C57BL. Os estágios de cada progenitor são demostrados na Figura 2 para descrever os marcadores de superfície usados para definir o estágio progenitor particular (3). Figura 2: Modelo de desenvolvimento mastocitário de via bidirecional proposto por Dahlin et al (2015) 17 Pesquisas relacionadas com a linhagem celular dos mastócitos geralmente são executadas em animais, pois a facilidade com que a medula óssea de camundongos gera a linhagem de mastócitos in vitro não é reproduzível com progenitores hematopoiéticos do organismo humano (15). Obstáculos encontrados durante o desenvolvimento de pesquisas relacionam-se pelo baixo número de progenitores de mastócitos da medula óssea ou recrutados para os tecidos, assim como na complexidade de realizar o reconhecimento das células (28,1,2,23). Os progenitores dos mastócitos são situados em ampla quantidade no tecido do intestino delgado, estudos expõem que a migração progenitora dos mastócitos aparenta ser regulada de forma específica pelo tecido (23). Pesquisadores analisaram a competência de divisão celular de cada um dos progenitores comprometidos dos mastócitos, também a potencialidade em se tornar integralmente granulares em meio de cultura (28,7). O progenitor do mastócito, mielomastócito está presente com ampla clonagem na mastocitose sistêmica, apresentando na maioria dos indivíduos a mutação D816V no c-kit, onde expressa marcador CD25+ nos mastócitos cutâneos em adultos, apresentando um indicativo de doença sistêmica, auxiliando na incógnita da descrição dos progenitores dos mastócitos (13,25,29). Ainda que se disponha de novos passos para averiguação das características biológicas e fenotípicas dos progenitores comprometidos dos mastócitos em humanos, se faz necessário a realização de pesquisas aprofundadas para auxiliar na elucidação dessa questão (28,8,23). A partir de experiências realizadas com sangue fetal de camundongo, um promastócito foi caracterizado pela presença de grânulos metacromático no interior do citoplasma, sendo FcεRI-, e c-kit +, indicando ser uma célula mais diferenciada (2). Arock (2016) demonstra na sua pesquisa presença de um grupo menor de células progenitoras de mastócitos humanos circulantes (28), após cultura de sete dias, maior parte dos progenitores possuiu a capacidade de se transformar em células completamente granulares. Progenitores denominados na pesquisa revelam mais de um promastócito como um progenitor hematopoiético imaturo (16,1,28). 18 Diante destes dados, foi proposta uma atualização no modelo de hematopoiese clássico, ao qual conduz a uma melhor elucidação dos progenitores dos mastócitos auxiliando a esclarecer a paradigma da linhagem dos mastócitos (28), demonstrado a partir da Figura 3 (24). Figura 3: Proposta de modelo de hematopoiese. CONCLUSÃO Em resumo os mastócitos possuem atribuições fundamentais na regulação dos procedimentos fisiológicos normais, da mesma maneira que estão presentes em várias circunstancias fisiopatológicas. Uma evolução relevante foi realizada para compreensão dessa célula imunológica no decorrer destes últimos anos. A progressão dos esforços que procuram estabelecer as interações complexas dos mastócitos conduzirá potencialmente nas atualizações clínicas para diversas condições patológicas. 19 Atualmente foi compreendido que os mastócitos executam um papel significativo tanto iniciando o processo de resposta imune inata bem como na administração das respostas imunes adaptativas. Através destes dados a respeito da biologia dos mastócitos foi ressaltada a participação dessas células na patogênese de variadas doenças, presentes no desenvolvimento da resposta inflamatória alérgica e inclusive na participação como um defensor do hospedeiro. A eficiência dessas células para reagir agentes inócuos como alergênicos e patógenos nocivos, desencadeando doenças como asma, processos alérgicos, agravamentos são comuns em conjunto com infecções. Resultados de estudos voltados a esclarecer a participação dos mastócitos no sistema imunológico, expõem um papel versátil para essas células, demonstrandoserem atuantes tanto na resposta inata como adaptativa, sendo possível encontrar mastócitos presentes em indivíduos normais bem como em processos patológicos. No decurso das condições homeostáticas, os progenitores dos mastócitos oriundos da medula óssea são conduzidos para os tecidos periféricos por intermédio da circulação sanguínea. Pesquisas fornecem uma nova oportunidade de fenotipar mastócitos imaturos presentes em doenças pela intervenção de exames sanguíneos. Do mesmo modo proporcionam que os progenitores dos mastócitos equivalham como um alvo terapêutico em doenças determinadas pela elevação dos mastócitos nos tecidos ou órgãos periféricos correspondendo como um meio para diagnóstico identificando irregularidades no decorrer do desenvolvimento da linhagem dos mastócitos. Para concluir, apesar das informações sucessivas nesse campo, ainda existe vasto espaço para realização de pesquisas aprofundadas nas etapas do modelo de hematopoiese clássico, aprofundando pesquisas voltadas para concretizar etapas da maturação da linhagem dos mastócitos. 20 REFERÊNCIAS ¹ Grootens, J., Ungerstedt, J. S., Nilsson, G., & Dahlin, J. S., Deciphering the differentiation trajectory from hematopoietic stem cells to mast cells. Blood advances, 2018, 2273–2281. doi:10.1182/bloodadvances.2018019539 ² Jamur et al. Identification and characterization of undifferentiated mast cells in mouse bone marrow. Blood advances. 2005 Jun 1;105(11):4282-9. doi:10.1182/blood-2004-02-0756 ³ Dahlin, JS., Hallgren. J., Mast cell progenitors: origin, development and migration to tissues. ScienceDirect, 2015 Jan 63(1):9-17. doi: 10.1016/j.molimm.2014.01.018 4 Marchini. C.M.M., O papel funcional da enzima fosfolipase D2 (PLD2) nas células da linhagem de mastócitos RBL-2H3. Dissertação. 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