Hematopoese Embrionária

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Embryonic hematopoiesis 
Rachel Golub, Ana Cumano 
2013 
 
Abstract 
 
Células do sangue são continuamente produzidas a partir de um pool de progenitores que derivam de uma célula-
tronco hematopoiética (CTH). Em vertebrados, o sistema hematopoiético se desenvolve a partir de duas ondas de 
geração de precursores. 
 
A primeira onda ocorre no saco vitelínico e produz eritrócitos primitivos nucleados, que proporcionam ao embrião 
os primeiro transportadores de oxigênio e são, portanto, essenciais para a viabilidade do embrião. O saco vitelínico 
também produz células mielóides que migram para o sistema nervoso central, onde darão origem às microglias, e 
para a pele, onde darão origem às células de Langerhans, ambos variantes específicas de macrófagos de tais tecidos. 
 
A segunda onda ocorre na região dorsal da aorta e produiz progenitores hematopoiéticos multipotentes. Essas 
células são geradas uma vez na vida de derivados do mesoderma intimamente relacionados a células endoteliais, 
durante um curto período do desenvolvimento embrionário. Células recém-geradas não reconstituem o 
compartimento hematopoiético de recipientes tradicionais*; portanto, elas são designadas como CTHs imaturas ou 
pré-CTHs. Elas passam por uma maturação que dará origem à CTH na aorta ou no fígado fetal, acompanhando da 
expressão de MHC classe I, CD45, CD150, Sca-1 e pela ausência de CD48. 
 
A diferenciação das CTHs ocorre primeiramente no fígado fetal, dando origem a células sanguíneas maduras. CTHs 
também se proliferam no fígado fetal, e em um curo período de tempo (4 dias no embrião de camundongo), elas 
aumentam 40 vezes. CTHs e células progenitoras saem do fígado fetal e colonizam o baço, onde a diferenciação para 
a linhagem mielóide e certos grupos linfóides é favorecida. 
 
Introdução 
 
Em mamíferos, as células do sangue são continuamente produzidos na medula pela proliferação e diferenciação de 
progenitores que são originados a partir de um grupo celular raro, as células-tronco hematopoiéticas (CTH). CTHs 
são geradas uma única vez na vida durante o desenvolvimento embrionário e a produção de células maduras se 
inicia no fígado fetal e continua na medula óssea. 
 
Transplante de CTHs tem sido a abordagem terapêutica mais bem sucedida para tratar certas doenças 
hematopoiéticas. As bases científicas para essa abordagem vieram da descoberta, na década de 40 em 
camundongos e na década de 60 em humanos, da existência da uma população de células na medula óssea com 
propriedades únicas: multipotência e autorrenovação. 
 
Nos experimentos de Till e McCulloch, foi demonstrado que algumas células da medula óssea têm a capacidade de 
passar por expansão clonal em baço irradiado. O progenitor que fundou a colônia (colony-forming-unit-spleen, CFU-
S), deu origem a diferentes linhagens de células sanguíneas, demonstrando o seu caráter multipotente, e deu origem 
também a células idênticas a ela, evidenciando a sua propriedade de autorrenovação. 
 
Sítios de hematopoiese embrionária 
 
Saco vitelínico 
 
As primeiras células hematopoiéticas de origem embrionária estão presentes no saco vitelínico, começando em E7.5. 
Agregados celulares condensados de células morfologicamente idênticas abrigam os primeiros progenitores 
endoteliais e hematopoiéticos. 
 
A origem de CTHs no saco vitelínico foi primeiramente proposta baseada na observação de atividade hematopoiética 
nesse local. Posteriormente, com injeções de células do saco vitelínico na circulação embrionária, células T de 
origem do doador foram observadas no timo do receptor, trazendo uma evidência experimental da hipótese. 
 
No entanto, experimentos com modelos de ave, mostraram que as células hematopoiéticas do saco vitelínico só 
foram capazes de contribuição temporária aos compartimentos hematopoiéticos. Nesses modelos, a hematopoiese 
definitiva teve uma origem intra-embrionária. Evidências adicionais vieram de Xenopus, onde ventral blood cells 
(saco vitelínico) e compartimentos intra-embrionários vieram de blastômeros diferentes (embriões de 32 células), 
indicando a origem independente desses sítios. 
 
Tanto em Zebrafish quanto em camundongo, observou-se que as blood islands do saco vitelínico contêm eritrócitos 
de linhagem primitiva, que são grandes e nucleados. E posteriormente observa-se uma onda de progenitores de 
macrófagos. Progenitores de linfócitos não foram observados no saco vitelínico antes do estabelecimento da 
circulação. 
 
Foi demonstrado que progenitores mielóides do saco vitelínico migram pela circulação para o sistema nervoso 
central, onde formam as microglias. Há evidências também de que a maioria das microglias adultas são de origem do 
saco vitelínico. Macrófagos do saco vitelínico também contribuem para macrófagos específicos da epiderme, as 
células de Langerhans, assim como as células de Kupffer do fígado. A independência da expressão do fator de 
transcrição c-myb indica que essas linhagens em particular não seguem a via desenvolvimento feita pela prole das 
CTHs. 
 
Geração hematopoiética intra-embrionária. 
 
Utilizando camundongo como modelo, demonstrou-se que progenitores de origem intra-embrionária eram 
multipotentes e capaz de reconstituição a longo prazo do sistema hematopoiético. O enxerto do mesoderma 
esplâcnico sob a cápsula do rim de camundongos imunodeficientes resultou na reconstituição de um compartimento 
linfóide. Sob as mesmas condições, o saco vitelínico não gerou nenhum linfócito, indicando que somente a região 
intra-embrionária contém CTHs. 
 
Essa mesma estrutura, isolada em uma estágio posterior que envolve o território contendo o análogo à aorta, às 
gônodas e ao mesonefro (AGM) produziu as primeiras CFU-S. Depois disso, também foi demonstrado que as células 
do AGM não só funcionavam com CFU-S, como também eram capaz de reconstituição a longo prazo (LTR) de 
compartimentos hematopoiéticos, depois de E10. 
 
Em um experimento, em que foram dissecadas regiões do AGM e do saco vitelínico do período entre E7 e E8.5, 
quando a circulação já está estabelecida. Após alguns dias em na cultura de órgão, detectou-se que somente no 
território intra-embrionário, mas não no saco vitelínico, havia progenitores multipotentes. Esses resultados 
estabeleceram a origem dos progenitores linfo-mielóides multipotentes no mesoderma esplâcnico/AGM, indepente 
do saco vitelínico. 
 
Há muitos indícios de progenitores hematopoiéticos são gerados em um curto período de tempo e somente uma vez 
na vida. (1) Mapeamento de células in vivo marcadas expressanado VE-Caderina e Runx1, encontrados em células 
endoteliais e hematopoiéticas mostraram que a indução de Cre recombinase, entre E.8.5 e E9.5 resultou na 
expressão das proteínas repórter em 100% das CTHs adultas. Quando a indução é feita antes ou depois desse curto 
período, a expressão em células adultas foi muito baixa ou indetectável. (2) O número de progenitores 
hematopoiéticos multipotentes presente no AMG aumenta acentuadamente entre E9 e E10, alcança seu máximo em 
E10.5, e diminui depois disso. 
 
Pré-CTHs ou CTHs imaturas 
 
A existência de uma única onda de geração no AGM e o fato de células recém-gerdas não conseguirem reconstituir 
um sistema hematopoiético adulto levantam a hipótese de que essas células são progenitoras de CTHs adultas. 
Observou-se que a maturação das CTHs envolve a mudança da pré-CTH VE-Cadherin+CD45−CD41+ para VE-
Cadherin+CD45+CD41+, que adquire propriedades de CTH. Além disso, a expressão de MHC classe I, que confere 
propriedades inibitórias da atividade das células NK, também é um evento central no surgimento da capacidade de 
reconstituição a longo prazo do sistema hematopoiético. Assim, conclui-se que há uma única onda de geração de 
progenitores hematopoiéticos entre E.85 e E10 na aorta dorsal como CTHs imaturas ou pré-CTHs, e que essas células 
maturam após migrarem para o fígado fetal, onde passam a expressarMHC classe I, CD45 e outros mecanismos que 
ainda restam ser investigados. 
O baço fetal 
 
Durante a embriogênese e nas primeiras semanas de vida, o baço é um centro ematopoiético, já na vida adulta ele 
se torna um órgão linfoide secundário. O baço fetal primeiro se desenvolve como um mesênquima espleno-
pancreático, e a separação se inicia em ~E11.5. 
 
Logo após, múltiplos tipos de células hematopoiéticas colonizam o mesênquina esplênico. Monócitos F4/80+ e 
grandes eritroblastos basófilos nucleados são detectados em E12. Nesse período, o baço rudimentar não apresenta 
potencial hematopoiético, indicando que essas células são de origem do saco vitelínico. De fato, macrófagos F4/80+ 
e eritrócitos derivados de saco vitelínico no período E8 colonizam o embrião entre E9.5 e E10.5. 
 
Células mieloides derivadas do saco vitelínico são independentes de Myb, o que as distuingue das CTHs Myb-
dependentes. Macrófagos F4/80high estão presentes no baço de embriões deficientes em Myb em número normal, 
ao passo em que F4/80low estão ausentes, indicando que sua origem é no saco vitelínico. 
 
De E12 ao nascimento, o baço é o principal sítio de eritropoiese, ao passo que do período neonatal à vida adulta a 
medula óssea produz as células sanguíneas. Além disso, o baço neonatal funciona como um sítio adicional de 
eritropoiese. 
 
Dados de microscopia demonstraram alguns poucos proeritroblastos em E12.5, que devem ser derivados do saco 
vitelínico. A análise cinética mostrou uma população de proeritroblastos em E13, seguido do aparecimento de 
eritroblastos basófilos em E14.5 e eritroblastos ortocromáticos expelindo seus núcleos em E15.5. De E16.5 até o 
nascimento, a maioria dos precursores de hemácias são eritroblastos policromáticos, alguns deles já contendo 
ferritina. O mesmo tipo celular predomina em recém-nascido de uma semana, embora alguns proeritroblastos ainda 
sejam observados no baço no nascimento.