Corso di Ematologia Dr. Mario Tiribelli Clinica Ematologica - Udine mario.tiribelli@uniud.it

1. Corso di EmatologiaDr. Mario TiribelliClinica Ematologica - Udinemario.tiribelli@uniud.it

2. What is a stem cell? • A stemcellis a cellthathas the abilityto divide (self-replicate) for indefinite periods (oftenthroughout the live of the organism) • Under the right conditions, or given the right signals, stemcell can differentiateto the manydifferentcelltypesthatmake up the organism

3. The differentiationpotentialofstemcells • Pluripotentstemcells are cellsthat can give rise tocellsderivedfromallthreeembrionicgermlayers • Unipotent (Multipotent) stemcell are capableofdifferentiatingalongonlyonelineage. Theyprovidefor the a steady state ofself-renewalfor the tissue

4. Hematopoieticstemcells Is a cellisolatedfrom the blood or marrowthat can renewitself, can differentiateto a varietyofspecializedcells, can mibilized out of the bonemarrowintocirculatingblood, and can undergoprogrammedcelldeath, calledapoptosis, a processbywhichcellsthat are detrimental or unneededself-destruct

6. STEM CELLS (Till and McCullogh experiment - 1970)

7. CELLULE STAMINALI EMOPOIETICHE • Implicazioni: • Malattia della cellula staminale: • aplasia • leucemia • Terapia con cellule staminali • trapianto • plasticità delle cellule staminali: nuovi orrizzonti ?

8. SourcesofHematopoieticStemCells • Bonemarrowis the classic source; about 1:100,000 cells in the marrowis a long-term, blood-formingstemcell; othercellspresent include stromalcells, stromalstemcells, bloodprogenitorcells and mature and maturingwhite and redbloodcells • Peripheralblood: a smallnumberofstem and progenitorcellscirculate in the bloodstream in steady state conditions, butthey can migrate frommarrowtoblood in greaternumbers under cytokine or chemotherapystimuli • Cordblood:and placenta are richof HSC that are supposedtohavehighercapabilityofdevelopingcellsof multiple germlayers

10. MIDOLLO OSSEO

11. ASPIRATO MIDOLLARE BIOPSIA OSSEA

12. EMOPOIESI Popolazione midollare 5-10 x 1011 cellule Cellule staminali: 0.01% • CELLULA STAMINALE MULTIPOTENTE • CAPACITA’PROLIFERATIVA E DIFFERENZIATIVA • (AUTOMANTENIMENTO E DIFFERENZIAZIONE) • CD34 + • CELLULE STAMINALI COMMISSIONATE • NON HANNO CAPACITA’ DI AUTOMANTENIMENTO • SONO UNIPOTENTI

13. Cellula staminale multipotente Cellule staminali commissionate Precursori Cellule mature Sangue

14. Hematopoietic and StromalStemcellDifferentiation

15. MICROAMBIENTE EMOPOIETICO (“nicchia emopoietica”) • INTERAZIONE TRA CELLULE STAMINALI • EMATOPOIETICHE CON IL MICROAMBIENTE • MIDOLLARE (ADIPOCITI, FIBROBLASTI, • ENDOTELIO, MACROFAGI, LINFOCITI) • PRODUZIONE DI CITOCHINE • CONTATTO CELLLULA STAMINALE-STROMALE • (MOLECOLE DI ADESIONE)

16. CYTOKINES REGULATION OF HAEMOPOIESIS

17. GROWTH FACTORS G - 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

18. GROWTH FACTORS EPO 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.

19. ERYTHROPOIETIN PRODUCTION BY THE KIDNEY

20. THE NEGATIVE FEEDBACK LOOP OF ERYTHROPOIETIN PRODUCTION

21. 10000 REGRESSIONE ESPONENZIALE DELL’EPO IN RAPPORTO ALL’EMATOCRITO 1000 100 EPO sierica (Mu/ML) 10 1 EMATOCRITO (%)

22. ERITROPOIETINA UMANA RICOMBINANTE ERITROPOIETINA α ERITROPOIETINA ß DARBEPOIETINA α > 2 residui ricchi di acido sialico all’ estremità N-terminale > attività biologica > emivita

23. GROWTH FACTORS TPO • PRIMARY EFFECTS: • MKC PROGENITORS PROLIFERATION; • GROWTH OF MATURATION; • PLATELETS FORMATION FROM MKC; • PLATELETS INCREASES;

24. CELLULE DEL SANGUE PERIFERICO NORMALE

25. SANGUE PERIFERICO

26. Striscio di sangue periferico

27. SANGUE PERIFERICO

28. EMIVITA DELLE CELLULE DEL SANGUE

29. 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

30. GLOBULI ROSSI-RETICOLOCITI

31. Piastrine

32. Granulocitineutrofili

33. Granulociti eosinofili Granulociti basofili

34. Monociti

35. Linfociti

36. Grandi linfociti granulari

37. Lettura dell’emocromo

38. 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%

39. VOLUME CORPUSCOLARE MEDIO v.n. 80 - 100 EMATOCRITO x10 MCV (3) = No. globuli rossi/mmc (in milioni)

40. CONCENTRAZIONE EMOGLOBINICA CORPUSCOLARE MEDIA v.n. 30 - 36g/dl EMOGLOBINA x10 MCHC (g/dl) = EMATOCRITO

41. CONTENUTO EMOGLOBINICO CORPUSCOLARE MEDIO v.n. 27 - 31pg EMOGLOBINA x10 MCH (pg) = No. globuli rossi/mmc (in milioni)

42. 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 O2E SCARICARE CO2 A LIVELLO POLMONARE E CEDERE O2 E CARICARE CO2 A LIVELLO PERIFERICO

43. 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

44. 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

45. EMAZIE NORMALI

46. EMAZIE MICROCITICHE ED IPOCROMICHE

47. DOPPIA POPOLAZIONE: EMAZIE MICROCITICHE / IPOCROMICHE ED EMAZIE MACROCITICHE

48. TARGET CELLS ( TALASSEMIA MINOR)

49. SFEROCITOSI

50. SCHISTOCITI