Lundi 5 octobre 2015 PARELLO Prescyllia L2 CR : Nyl
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TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Lundi 5 octobre 2015 PARELLO Prescyllia L2 CR : Nyl CHEMLI Tissu sanguin et système immunitaire Pr. Véronique GELSI - BOYER 15 pages Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïdes Plan A. Définition de l'hématopoïèse B. La moelle osseuse I. Histologie II. La moelle osseuse chez l'adulte C. L'hématopoïèse ou système Hématopoïétique chez l'adulte : D. L'hématopoïèse lymphoïde ou Lymphopoïèse : I. Différenciation des lymphocytes B dans la moelle osseuse II. La Lymphopoïèse T A. Définition de l'hématopoïèse : L'hématopoïèse correspond à l'ensemble de mécanismes conduisant à la production continue et régulée de cellules sanguines ayant pour but d'assurer l'équilibre du tissu hématopoïétique, c'est-à-dire l'homéostasie. Les cellules sanguines (ou éléments figurés du sang) regroupent : • Les lymphocytes. • Les plaquettes. • Les monocytes. • Les granuleux (polynucléaires). Ce sont des cellules matures et différenciées, elles ne se divisent plus. 1/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde On distingue : • • La Myélopoïèse : regroupe tous les mécanismes permettant la production des monocytes, des granuleux et des plaquettes (lignée myéloïde). La Lymphopoïèse : Elle correspond à la fabrication des Lymphocytes B (qui donneront au stade final les plasmocytes sécrétant les Immunoglobulines Ig), les Lymphocytes T et Lymphocytes NK. Ce sont les deux principales voies de fabrication des éléments du sang, qui eux sont des éléments matures. Note du CR : ceci par opposition aux cellules souches hématopoïétiques, qui sont au stade indifférencié. Dans les 2 cas, on décrit 4 stades de différenciation : On part d’un état immature commun, la cellule souche hématopoïétique. Cette cellule souche va s’engager dans une voie de différenciation, qu’elle soit myéloïde ou lymphoïde, en donnant un progéniteur. Celui – ci va évoluer et se différencier en un précurseur qui va aboutir à la différenciation finale, une cellule mature. Le précurseur est déjà engagé dans la lignée. Il existe 2 types d’hématopoïèse : • Hématopoïèse primitive : elle débute au 21ème jour de la vie embryonnaire. • Hématopoïèse définitive : elle débute à partir du 28ème jour de la vie embryonnaire. Suite à l'hématopoïèse définitive, on discerne de nouveau 2 types d’hématopoïèse : • L’hématopoïèse embryonnaire et fœtale où tous les éléments figurés du sang sont d’origine mésenchymateuse. • L’hématopoïèse adulte où la moelle est le site prépondérant de formation des éléments figurés du sang. 2/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde L'Hématopoïèse embryonnaire et fœtale ● Au 1er trimestre, se déroule l'Hématopoïèse mésoblastique du sac vitellin pour former les îlots angioformateurs dits Îlots de Wolf et de Pander). ● Au 2ème trimestre, c'est l'Hématopoïèse viscérale ou hépatique : ◦ A la 5ème semaine de grossesse, le foie fœtal est colonisé. Cette hématopoïèse est majoritairement érythroblastique (production de globules rouges). ◦ A la 6ème semaine de grossesse débute la Lymphopoïèse. Ensuite se produit l'hématopoïèse splénique, puis ganglionnaire qui est minoritaire à ce stade. ◦ Au 4ème mois, il y a mise en place de l'Hématopoïèse médullaire ; la moelle osseuse va ainsi prendre le relais. Les cavités osseuses vont commencer à se former et vont se faire coloniser par des cellules ayant colonisés le foie auparavant. Cette hématopoïèse médullaire est majoritairement granuleuse (production de polynucléaires) jusqu'au 6ème mois. La cellularité est maximale au bout de 30 semaines de grossesse, avec une bonne représentativité de chaque lignée. De plus, les zones actives sont présentes dans les os plats et les os longs. 3/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde L'Hématopoïèse médullaire L’hématopoïèse des os longs disparaît au cours de la croissance, remplacée par du tissu adipeux et seuls les os plats restent actifs chez l’adulte pour la production des cellules sanguines. Ces os plats comprennent: les os du crâne, les clavicules, le sternum, les vertèbres, les côtes, la ceinture pelvienne, les extrémités des os longs des membres. Cette moelle est l'organe le plus volumineux du corps (de 1,6 à 3,7 kg, soit 4,5% du poids total). On décrit 2 types de moelle osseuse variant avec l'âge: • La moelle rouge : c'est la moelle dite active (située au niveau des os plats) et qui contient les cellules hématopoïétiques. • La moelle jaune : c'est la moelle adipeuse (elle est dite « non-hématopoïétique », c'est une réserve de graisse pouvant se transformer en moelle active / rouge). Elle apparaît vers 4ans et s'accroît avec l'âge. B. La Moelle osseuse : I. Histologie : Pour analyser la moelle osseuse (organe innervé et vascularisé), on réalise une biopsie ostéo-médullaire (BOM), réalisée par les anatomo-pathologistes. Note du CR : Les Histologistes réalisent pour leur part un myélogramme, permettant d'analyser les cellules et plus particulièrement les précurseurs. La biopsie ostéo-médullaire permet d'analyser : • Le cadre osseux et les cellules fonctionnelles (ostéoblastes / ostéoclastes). • Le compartiment vasculaire. • Le stroma ou tissu de soutien, c'est-à-dire le micro-environnement médullaire. 4/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde • Les cellules hématopoïétiques (cellules endothéliales) II. La Moelle osseuse chez l'adulte : La moelle osseuse chez l'adulte est faite de 2 compartiments : ● Un compartiment médullaire de soutien ou stroma contenant : ➢ Des Cellules conjonctives de soutien (tissu conjonctif) qui synthétisent les cytokines et les facteurs de croissance, ce sont : • Les fibroblastes • Les adipocytes • Les cellules endothéliales • Les ostéoblastes/ostéoclastes ➢ Des Macrophages qui permettent la phagocytose et également la sécrétion de facteurs de croissance. ➢ La Matrice extracellulaire synthétisée par les cellules de soutien, responsable de la fabrication de glycoprotéines telles la Laminine, la Fibronectine, le collagène, … et permettant l’adhésion des cellules entre elles. ➢ Réseau vasculaire. ● Un compartiment cellulaire hématopoïétique : Il est richement vascularisé il existe donc une communication entre les cellules hématopoïétiques et le stroma. 5/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Le stroma (ou tissu de soutien médullaire) C’est un élément important +++ (les cellules sans stroma ne peuvent pas se différencier). En effet, il contient : • Des cellules d'origine conjonctive qui vont produire des facteurs de croissance hématopoïétiques et des cytokines régulant la production des cellules sanguines. • Des macrophages (dits ''éboueurs'' de l'organisme) qui sont au centre des îlots érythroblastiques et qui éliminent les cellules apoptotiques et les restes nucléaires, participant ainsi à la régulation de la production des cellules sanguines. • Une matrice extracellulaire : réseau complexe de molécules synthétisées par les cellules stromales + glycoprotéines. (Note du CR : glycoprotéines font partie du réseau, en plus des molécules synthétisées par les cellules stromales) • Un réseau vasculaire qui est la zone d'échange ++. Les cellules endothéliales forment une barrière qui retient les cellules immatures et qui permet aux cellules matures de passer dans la circulation. Le stroma, nommé aussi micro-environnement médullaire ou encore niche hématopoïétique, a plusieurs rôles : • Il est nécessaire aux processus de multiplication et de différenciation au cours de l'hématopoïèse : il a une interaction directe ou indirecte (via les cytokines). • Il est responsable de l'adipogénèse et de l'ostéogénèse. Le Compartiment cellulaire Hématopoïétique Il est richement vascularisé, il contient : • Les cellules souches et progéniteurs (cellules les plus immatures), situées sous l'endoste. • Les cellules myéloïdes, qui se trouvent dans les compartiments extracellulaires. • Les cellules lymphoïdes distribuées sous forme de nodules. • Les cellules hématopoïétiques matures qui réalisent une migration trans-endothéliale pour rejoindre le sang. 6/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde C. L'hématopoïèse chez l'adulte : On distingue 3 compartiments fonctionnels : • Les cellules souches hématopoïétiques (CSH). • Les progéniteurs. • Les éléments myéloïdes et lymphoïdes identifiables (précurseurs). 7/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde La cellule souche a 3 fonctions : • Auto-renouvellement : car elle assure le maintien du pool des cellules sanguines (elle assure donc la descendance). • Totipotence : elle est capable de générer n'importe quelle lignée, aussi bien myéloïde que lymphoïde. • Engagement : une fois qu'elle décide de donner naissance à des lymphoïdes, elle s'engage dans la Lymphopoïèse. Les CSH ne sont pas identifiables en microscopie. Les progéniteurs (dérivant des CSH) sont déjà engagés vers une voie de différenciation : on distingue les progéniteurs lymphoïdes et myéloïdes. Une fois différenciés, ils ont la capacité de proliférer. Les précurseurs sont les éléments identifiables en microscopie optique. Arrivés à maturation, ils vont traverser la paroi des vaisseaux et ainsi se retrouver dans la circulation sanguine. Ils ont également la capacité d'amplification. L’Hématopoïèse ou Système Hématopoïétique : c’est l’ensemble de tissus participant à l'hématopoïèse, disséminés dans différents organes que sont la moelle osseuse, le thymus, les ganglions lymphatiques, la rate, le pharynx et les tissus lymphoïdes annexés aux muqueuses (mucosa associated lymphoid tissue ou MALT). 8/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Note du CR : ATTENTION au sens des flèches (la prof les a mises dans l'autre sens pendant le cours), il faut bien comprendre que la production de CSH, progéniteurs..etc.. se fait dans la moelle osseuse et le Thymus (d'où cette flèche) et cellules matures différenciées dans le reste. ➔ Cellule souches (CSH): ◦ Elles sont situées dans le compartiment médullaire. ◦ Elles sont non identifiables morphologiquement, mais sont identifiables par des Ag membranaires caractéristiques (CD34). ◦ Elles sont définies par trois propriétés fonctionnelles : o Autorenouvellement : capacité de se diviser pour donner des cellules filles identiques. O Totipotence : capacité de donner naissance aux différentes lignées hématopoïétiques. O Différenciation : production des cellules matures et fonctionnelles. ◦ Elles ont un très faible pourcentage dans le sang. ◦ Ces cellules sont capables de reconstituer l’hématopoïèse à long terme. ➔ Progéniteurs : ◦ Ils sont issus des CSH qui s’engagent en différenciation. ◦ Ils sont situés soit dans le compartiment médullaire, soit dans le compartiment thymique. ◦ Ils sont non identifiables morphologiquement mais sont identifiables par leur capacité à former, en se divisant en culture in vitro, des colonies de cellules matures morphologiquement identifiables. ◦ Ils possèdent les propriétés de prolifération importante et de différenciation progressive. ◦ Il en existe 2 types : o Progéniteur précoce pluripotent qui génère toutes les lignées. O Progéniteur tardif unipotent qui génère des colonies composées d’un seul type de cellules. 9/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Schéma Progéniteurs Lymphoïdes ➔ Précurseurs : Ce sont des cellules presque matures ◦ Elles sont identifiables en cytologie par le myélogramme (coloration MGG). ◦ Elles présentent des modifications spécifiques de chaque lignée au cours de la différenciation. D. L'hématopoïèse lymphoïde ou lymphopoïèse : 10/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde La moelle osseuse et le thymus jouent un rôle dans la Lymphopoïèse. Pour achever la différenciation et la maturation des lymphocytes, l'intervention des organes lymphoïdes secondaires est indispensable. La CSH donne naissance à un progéniteur lymphoïde commun (au niveau de la moelle) qui va par la suite s'engager vers le compartiment lymphocyte T ou lymphocyte B. • • • • Les lymphocytes Ils appartiennent au système immunitaire. Ils sont la base cellulaire du système immunitaire. Ils sont caractérisés par l’expression à leur membrane d’un récepteur pour l’antigène. Ce récepteur transmembranaire est unique et la diversité des récepteurs est de 108. . • • Il en existe 2 populations : les LB et les LT. Il y a une variété de récepteurs qui permet de les distinguer: le récepteur B (BCR pour B Cell Receptor) pour les LB et le récepteur T (TCR pour T Cell Receptor) pour les LT. Les lymphocytes B Ils ont pour récepteur à l'antigène le BCR. C'est une immunoglobuline de membrane (sécrétée par les plasmocytes), formée de 2 chaînes lourdes et 2 chaînes légères dont les parties constantes sont ancrées dans la membrane (dites proximales) et les parties variables sont tournées vers l'extérieur de la cellule (dites distales). Le site de liaison à l'antigène correspond à l'association des parties variables d'une chaîne lourde et d'une chaîne légère. Les parties variables du BCR exprime la diversité du répertoire B. Le BCR est dit bivalent : il peut lier 2 épitopes (≃ antigène). 11/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Les lymphocytes T Ils ont pour récepteur à l'antigène : le TCR. Il existe 2 types de TCR: le TCRαβ et le TCRγδ. Le TCR est monovalent, il ne peut lier qu'un seul épitope. La reconnaissance de l'antigène se fait sous forme de peptides en association avec des molécules appartenant au CMH (Complexe majeur d'Histocompatibilité). Les LB et les LT naissent à partir des CSH, la différenciation des LB et des LT se fait en 2 étapes : • 1ère étape: indépendante de l'antigène, elle se déroule dans la moelle osseuse et le thymus. C'est une étape de multiplication, de différenciation et d'éducation des lymphocytes. • 2ème étape : dépendante de l'antigène, elle se déroule dans les organes lymphoïdes périphériques. C'est une étape de prolifération des lymphocytes matures. Elle permet la formation d'un clone spécifique de l'antigène. Production médullaire quotidienne de 108 à 109 nouveaux lymphocytes B immunocompétents (20% de ceux qui ont échappés à la mort cellulaire). Production thymique quotidienne de 109 à 1010 nouveaux lymphocytes T. I. Différenciation des lymphocytes B dans la moelle osseuse : La différenciation des lymphocytes B dans la moelle osseuse est associée à : • Des modifications génomiques, c'est-à-dire le réarrangement des gènes des immunoglobulines (mise en place du répertoire des BCR). 12/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde • • Des modifications phénotypiques : modifications des marqueurs membranaires (Antigène) de différenciation. Sélection clonale négative : l'élimination des lymphocytes non fonctionnels (sélection négative par un antigène du soi). Seuls les lymphocytes fonctionnels sélectionnés pourront donc quitter la moelle. Le LB mature est dit «naïf» lorsqu'il sort de la moelle qu'il n'a pas encore rencontré l'antigène. La différenciation indépendante de l’antigène se fait dans la moelle osseuse, puis la différenciation dépendante de l’antigène se fait dans les organes lymphoïdes (par exemple les ganglions), c’est là qu’il y a fabrication d’un clone spécifique d’un antigène donné. 13/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Les LB « naïfs » pénètrent dans le ganglion par les capillaires lymphatiques afférents et s’accumulent dans le cortex superficiel des follicules primaires. C’est dans le follicule secondaire qu’à lieu la communication isotypique qui permet de modifier les Ig exprimées à la surface du lymphocyte et donc de créer un clone spécifique d’un antigène donné. 14/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde Le LB naïf va rencontrer l'antigène dans le cortex profond du ganglion, où il va s'activer. En réponse à cette activation, les LB perdent leurs immunoglobulines qu'ils avaient en surface : il se produit alors des mutations somatiques des gènes qui codent pour les immunoglobulines. De plus, dans la zone sombre des ganglions, les LB prolifèrent et au cours de cette prolifération, des mutations se produisent au hasard dans les gènes. Dans la zone claire, ils deviennent des centrocytes et il se produit la commutation des gènes des immunoglobulines. Tout ceci est à l'origine de la diversité des BCR. A ce moment-là, les LB peuvent s'orienter vers 2 voies différentes : • Soit ils deviennent des LB mémoires (qui gardent en mémoire l'information pour laquelle ils étaient activés). • Soit ils continuent leur maturation pour devenir des pré-plasmocytes. II. La Lymphopoïèse T : • • Les lymphocytes T subissent une maturation dans le thymus en sortant de la moelle osseuse. La colonisation thymique : elle n'est pas continue mais se fait successivement. Les progéniteurs (PLT) vont directement dans le thymus pour devenir des précurseurs, dont la maturation se fait en 4 étapes (ce qui est différent par rapport aux LB où les précurseurs sont contenus dans la moelle). Les LT matures migrent dans le sang jusqu'aux ganglions où ils vont acquérir leur fonction : certains deviendront T4 et d'autres T8. La Lymphopoïèse T se fait globalement sur le même principe que la B mais avec toutefois plus d'incertitudes (notamment un passage compliqué du thymus vers le sang 15/16 TSSI – Principales étapes de l'hématopoïèse médullaire (lignées, maturation, voies de domiciliation tissulaire) – Partie I : Cellules lymphoïde 16/16
