16 10 15 8h00 9h00 tagzirt

2014-2015
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
– UE 7: Hématologie –
Annexe complète sur le moodle
Semaine : n°6 (du 12/10/15 au
16/10/15)
Date : 16/10/2015
Heure : de 8h00 à
9h00
Binôme : n°18
Professeur : Pr. Tagzirt
Correcteur : n°16
Remarques du professeur
•
•
Diapos disponibles sur le moodle
ED permet la compréhension et l'application du CM (intéressant d'y participer)
PLAN DU COURS
Monocyte, Macrophage
I)
Monocyte, Macrophage
A)
Description du macrophage
B)
Types de macrophages
II)
Propriétés & fonctions
A)
Rôles du macrophage
1)
Rôle dans l'immunité
2)
Rôle dans la phagocytose
3)
Rôle dans la pinocytose
B)
Défense anti-infectieuse
C)
Phagocytose et épuration
D)
Métabolisme
E)
Réaction inflammatoire
F)
Sécrétion
G)
Croissance & réparation tissulaire
H)
Réponse immunitaire (adaptative)
I)
Hémostase
J)
Autres processus
III)
Exploration
IV)
Pathologies
Thrombopoïèse
I)
Introduction
II)
Origine des plaquettes & compartimentation
A)
Étapes de la thrombopoïèse
B)
Progéniteurs
C)
Endomitose
D)
Précurseurs
1)
Mégacaryoblaste
2)
Mégacaryocyte basophile
3)
Mégacaryocyte granulophile
4)
Mégacaryocyte Thrombocytogène
III)
Marqueurs de la lignée érythrocytaire
IV)
Processus de formation des plaquettes
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2014-2015
I)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Monocyte, Macrophage
A)
Description du macrophage
La morphologie des macrophages est spécifique de chaque tissu dans lequel on le retrouve, ce qui donnera une
grande diversité de macrophages (de par leur morphologie et de leurs fonctions)
Leur taille est variable : 20-80 µm, leur contour est irrégulier.
Les monocytes et les macrophages font parties de la famille des monocytes mononucléés (ils sont doués d'une
capacité de phagocytose). On retrouve des vacuoles cytoplasmiques dans ces cellules.
Exemple – L'ostéoclaste est un macrophage spécialisé dans le tissu osseux, il contient plusieurs dizaines de
noyaux, et son cytoplasme est riche en lysosomes.
B)
Types de macrophages
Au sein d'un même tissu, les macrophages vont présenter des phénotypes différents, dont 2 principaux : les
macrophages M1 et M2, qui auront 2 fonctions différentes.
Les monocytes vont se polariser (= se différencier) en macrophage M1 ou M2 grâce à des cytokines.
Différenciation du monocyte
M1
M2
Pro-inflammatoire
Anti-inflammatoire
IL-1β ; INFγ
IL-4
TNFα + IL-1β + IL-6
IL-10 ; IL-Ra
Initiation de l'inflammation
Induction de la croissance cellulaire,
réparation tissulaire
Propriétés
Cytokine inductrice
Cytokine produite
Rôle
Remarque – IL-Ra est l'antagoniste du récepteur de IL-1, produit par M2.
II)
Propriétés & fonctions
A)
Rôles du macrophage
Les macrophages ont de très nombreux rôles et de très nombreuses fonctions dans l'organisme.
1)
Rôle dans l'immunité
Le macrophage est une cellule de l'immunité, présentatrice de l'antigène.
Il peut reconnaître des agents pathogènes grâce à des récepteurs à leur surface, pour induire une activité
bactéricide.
L'activité bactéricide se fait par des mécanismes de phagocytose, de production d'espèces réactives de l'oxygène
(notamment NO), et de production de cytokines (pro et/ou anti inflammatoire).
Enfin, le macrophage participe à la réparation tissulaire après la résolution de l'inflammation.
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2014-2015
2)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Rôle dans la phagocytose
Le macrophage est doué de phagocytose (= mécanisme qui permet d'ingérer des micro-organismes).
Son mécanisme est similaire au PNN, mais ses capacités d'absorption sont supérieures au PNN, sauf pour les
bactéries, où la capacité d'absorption des bactéries est inférieure à celle du PNN.
Le macrophage est plus gros que le PNN, il peut donc ingérer des plus grosses molécules, des micro-organismes
entiers, et pas seulement : le macrophage joue un rôle dans l'érythropoïèse en participant à la libération du noyau.
Il joue un rôle essentiel dans l'épuration des GR altérés.
3)
Rôle dans la pinocytose
Le macrophage est doué de pinocytose (= capacité à ingérer des substances macro-moléculaires).
Les étapes de pinocytose et de phagocytose sont quasiment identiques à celles du PNN (cf. cours PNN).
B)
Défense anti-infectieuse
C'est une défense qui a 2 propriétés :
• Bactéricide = Détruit les bactéries.
• Bactério-statique = Arrête la croissance des bactéries.
Elle se fait également vis-à-vis des agents intracellulaires (organismes fongiques & bactérien).
Le macrophage a plusieurs mécanismes de défense anti-infectieuse :
1er mécanisme – Dépendant de l'oxygène : la MPO et la NADPH-oxydase (utilisé aussi par les autres cellules
phagocytaires).
2e mécanisme – Dépendant de l'oxyde nitrique (NO), fait intervenir une enzyme : iNOS-2.
Cette enzyme nécessite au minimum 2 activations :
• INFγ : induit une pré-activation du macrophage, qui n'est pas suffisante pour produire du NO, elle
nécessite une 2e activation plus importante.
• Cytokine pro-inflammatoire (TNF-α , IL-2) qui permettra cette 2e activation et production de NO.
3e mécanisme – Indépendant de l'oxygène : équipement enzymatique présent à l'intérieur des granules
azurophiles (MPO notamment).
C)
Phagocytose et épuration
Les macrophages jouent un rôle dans l'épuration des substances : ce sont les « cellules éboueurs » (participent au
nettoyage de nombreuses macro-molécules).
Il présente dans son cytoplasme de nombreux fragments cellulaires, restes de la phagocytose de corps
apoptotiques ou des lipoprotéines oxydées par exemple.
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2014-2015
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Au niveau de la moelle, le macrophage joue un rôle essentiel dans l'hémolyse physiologique du GR : le fer libéré
lors de l'hémolyse sera recyclé, la chaîne de globine sera détruite, permettant la production d'AA réutilisés par
l'organisme.
Enfin, il participera à la synthèse de la bilirubine, et ainsi qu'à l'efficacité de érythropoïèse.
Exemple
D)
•
Macrophage pulmonaire : rôle dans la phagocytose des polluants inertes (atmosphérique et organique).
•
Cellule de Küpffer : capacités de phagocytose contre les toxines d'antigène spécifiquement présentes dans
la poche digestive.
Métabolisme
Le macrophage joue un rôle dans l'homéostasie du cholestérol (molécule responsable du développement du
diabète, obésité, plaques d'athérome qui recouvrent certaines artères) : le macrophage va capter les LDL oxydés
(via les MSR = « scavenger récepteur »), ceci est un mécanisme physiologique..
En pathologie lorsque les LDL sont en concentration importante, les MSR seront saturés et le système de
captation du cholestérol n'est plus régulé, cela induira la formation des cellules spumeuses qui participent à la
formation des plaques d'athérome.
Enfin, le macrophage a un rôle dans la dégradation des polysaccharides, des sucres, des protéines (notamment par
la dégradation albumine).
E)
Réaction inflammatoire
Rôle dans l'inflammation : production de cytokines à la fois pro-inflammatoires et anti-inflammatoires, et sont
capables de s'infiltrer très rapidement par diapédèse dans le tissu via des agents chimio-tactiques, des marqueurs.
Lors d'une inflammation, la réaction dans l'organisme s'exprime cliniquement par l'augmentation de la
température (= fièvre), expliquée par la production d'IL.
Suite à l'augmentation de la concentration en cytokines, les 1res cellules qui s'infiltrent sont les PNN.
Par la libération de médiateurs, les PNN recrutent des monocytes, qui à leur tour s'infiltrent au sein du tissu, et en
fonction de la présence ou non de cytokines, ils auront la capacité ou non de sécréter certains médiateurs de
l'inflammation (TGF-β et PDG-F) qui participent :
– à la prolifération de certaines cellules, notamment le fibroblaste, qui va agir dans la réparation
tissulaire (anti-inflammatoire),
– au combat de l'inflammation (causée par TNF-α, IL-6, IL-1β).
F)
Sécrétion
Elles peuvent aussi secréter des enzymes, des facteurs du complément qui interviennent dans l'immunité, et de
nombreux inhibiteurs d'enzymes (G-CSF, GM-CSF, TNF-α) qui sont des cytokines/chimiokines qui participent
à l'hématopoïèse.
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2014-2015
G)
•
•
•
H)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Croissance & réparation tissulaire
Le macrophage libère des cytokines (TGF-β, PDGF) qui recrutent des fibroblastes et qui participent à la
réparation tissulaire. Celle-ci se fait via la production de composants de la matrice extra cellulaire
(composants produits par les fibroblastes, notamment la fibronectine).
Ils participent à l'angiogenèse, (= production de nouveaux vaisseaux) au moyen de la libération de
facteurs angiogéniques.
Ils participent au remodelage osseux, par la différenciation du monocyte en macrophage et du
macrophage en macrophage de type ostéoclaste (voir I) A) Description du macrophage).
Réponse immunitaire (adaptative)
Le macrophage est une cellule présentatrice de l'antigène (CPA).
Le macrophage exprime à sa surface des molécules de CMH type II : lorsque
l'antigène est reconnu par le macrophage, il sera phagocyté, et à l'intérieur du
phagolysosome, l'antigène sera détruit en de nombreux fragments (de quelques
AA) = épitope.
Les épitopes vont se mettre à la surface du macrophage et être présentés à des
lymphocytes T (LT) via des récepteurs CMH type II.
De par cette fonction, les macrophages sont donc des CPA, car elles sont capables
d'interagir avec les LT, et d'induire une co-stimulation de ces LT (surtout LTCD4+).
Remarque – CMH = Complexe majeur d'histocompatibilité.
I)
Hémostase
Le macrophage joue un rôle essentiel dans l'hémostase car il exprime à la surface du facteur tissulaire (FT) qui
est l'initiateur de la coagulation, pas toujours exprimé, mais qui inductible par :
• Des endotoxines, des virus
• Des cytokines pro-inflammatoires
• Des produits d'activation du complément (C3b, C5a)
La biosynthèse des facteurs de coagulation (qui sera vue en détail dans le cours du Pr. Annabelle Dupont).
Le F.V mais aussi le F.II, F.VII (qui agit avec le F. tissulaire) et le F.X.
J)
Autres Processus
Le macrophage participe à de nombreuses maladies :
• L'athérosclérose : la formation de cellules spumeuses, entraînant des plaques d'athéromes, responsables
de nombreuses maladies cardio-vasculaires.
• L'initiation et l'entretien de la coagulation par l'expression de facteurs tissulaires, de manière
pathologique peut participer au CIVD (syndrome de coagulation intravasculaire disséminé).
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2014-2015
III)
•
•
•
•
•
IV)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Exploration
Par hémogramme (ou numération formule sanguine) : le macrophage étant issu du monocyte, il est
possible d'énumérer le nombre de monocytes dans un prélèvement sanguin.
Par médullogramme : numération des éléments cellulaires de la moelle, macrophage notamment.
Par réaction cytochimique, car les macrophages possèdent un équipement enzymatique :
– MPO : Le monocyte apparaît légèrement positif ou négatif, alors que le granulocyte apparaît
très positif, ce qui permettra de les différencier.
– Estérase : en pathologie, notamment la LAM-5 (leucémie aiguë myéloïde type 5
(monoblastique)), le diagnostic se fait par des mises en évidence de l'estérase : lorsque la réaction
est positive, les cellules observées appartiennent à la famille des monocytes.
Par cytométrie de flux : mise en évidence de récepteurs à la surface des monocytes ou des macrophages.
Par biologie moléculaire.
Pathologies
Le macrophage participe à de nombreuses pathologies (voir II) J) Autres processus).
→ Monocytose (Taux monocyte > 1 G/L)
2 types de monocytose :
•
Réactionnelle : suite à une infection de l'organisme (un
virus, champignons, syphilis, tuberculose, etc), à un
cancer, ou dans un syndrome inflammatoire.
•
Maligne : lorsque la monocytose est entretenue, elle
entraîne une leucémie aiguë (LA) monocytaire ou
monoblastique, une LAMM, une L myélomonocytaire
chronique (LMMC).
→ Monocytopénie (Taux monocyte < 0,2 G/L)
En pathologie, on retrouve la monocytopénie lors d'une leucémie
à tricholeucocytes, (= hémopathie lymphoïde chronique).
Il y a une prolifération anarchique des lymphocytes qui auront des
fins prolongement cytoplasmiques (lymphocytes à « cheveux »
gr.).
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2014-2015
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Thrombopoïèse
I)
II)
Introduction
•
Thrombo(cyto)poïèse = Production et mise en circulation des plaquettes sanguines (thrombocyte).
Elles sont produites par fragmentation du cytoplasme de leurs précurseurs (Mégacaryocytes ou MGC).
Taux plaquettes = 150-450 G/L.
•
Thrombocyte (= Plaquette sanguine)
– Petits fragments cellulaires anucléés (pas de noyau), taille = 2-4 µm, plus petit qu'une hématie.
– Elles ont un rôle essentiel dans la formation du thrombus blanc (car elles ont une forte capacité
d'adhésion aux structures endothéliales).
– Acteur principal de l'hémostase I° : les plaquettes expriment à leur surface de nombreux récepteurs et
protéines, qui vont pouvoir lier d'autres facteurs qui interviennent dans l'hémostase I° tel que le
fibrinogène et le F de Willebrand. Elles participent donc au maintien de l'intégrité cellulaire.
– Durée de vie dans le sang : 7-10 jours.
Origine des plaquettes & compartimentation
L'origine de ces plaquettes se fait à partir d'une CSH pluripotente qui donne naissance à un progéniteur de la
lignée myéloïde : les plaquettes sont donc des cellules myéloïdes.
Les plaquettes présentent un progéniteur commun à toutes les cellules myéloïdes (= CFU-GEMM), qui donnera
des progéniteurs précoces puis immatures (ProMKblaste), qui donneront des précurseurs morphologiquement
reconnaissables, et par fragmentation du cytoplasme, les mégacaryocytes (MKcyte) donneront des plaquettes d'une
taille bien inférieure (2-5 µm).
La maturation des mégacaryocytes en plaquettes se fait par un processus différent de la mitose : c'est l'endomitose
(= cycle de dédoublement de l'ADN sans division cytoplasmique), qui donnera une cellule 4n.
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2014-2015
A)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Étapes de la thrombopoïèse
Plusieurs étapes à la thrombocytpoïèse :
– Prolifération = augmentation du nombre de MKcyte
(au départ 2n, quasiment identiques aux autres cellules).
– Endomitose, il y aura donc production de
proMKblaste 2, 4, 8, 16, 32, 64 N. A l'intérieur d'une
même cellule, il y aura un noyau polylobé mais unique.
– Processus de maturation des précurseurs, qui seront
capables de former des plaquettes.
B)
Progéniteurs
C'est un compartiment de mitose classique, avec 3 stades qui ont été individualisés « artificiellement » in vivo,
c'est le potentiel prolifératif qui a permis de les différencier.
/!\ Partie abrégée par le Pr Tagzirt.
C)
Endomitose
Endomitose = cycle de dédoublement successifs de l'ADN sans division cytoplasmique.
L'endomitose induira des MKcyte polyploïdes (= présentent une réplication variable de leur nombre de chr.).
De ce fait, il y aura une augmentation de la taille cellulaire, proportionnelle à la ploïdie de la cellule.
Exemple – Un MKcyte 64N est plus grand qu'un MKcyte 2N.
Intérêt
Réguler le nombre de plaquettes dans la circulation par 2 paramètres indépendants :
– Nombre total de MKcyte produit dans la moelle osseuse
– Taille des MKcyte (leur taille augmente avec leur ploïdie, la production de plaquettes aussi).
Il y a aussi une production importante de protéines et de lipides pour former la membrane de démarcation, à
l'origine de la formation des plaquettes et proplaquettes.
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2014-2015
D)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Précurseurs
Plusieurs stades morphologiquement reconnaissables sur frottis médullaires (x4) :
– MKblaste
– MKcyte basophile
– MKcyte granuleux (le plus retrouvé)
– MKcyte thrombocytogène
•
•
•
•
•
•
Ces cellules sont morphologiquement reconnaissables, elles représentent 0,5% des cellules médullaires, et
contrairement aux autres cellules, leur décompte dans la moelle se fait à faible grossissement (objectif
10).
En terme de taille, la maturation va conduire progressivement à des cellules de plus en plus grandes.
Elles peuvent atteindre 100 µm, leur noyau sera polylobé et il y aura une condensation progressive de la
chromatine. Par contre, leur contour sera de plus en plus irrégulier. On formera une cellule géante
polyploïde.
Au début, le cytoplasme est très basophile, mais au cours de la maturation, la basophilie diminue avec
l'apparition de granulations azurophiles qui remplissent peu à peu le cytoplasme.
C'est l'équipement protéique et enzymatique de la plaquette : granules denses et α, lysozyme, système
tubulaire dense.
A ce niveau apparaîtront de nombreuses glycoprotéines membranaires qui permettront de lier de
nombreux substrats qui interviennent dans l'hémostase.
Apparition de la synthèse d'une peroxydase plaquettaire (PPO) à partir du stade MKcyte
Fin de la maturation : de fins prolongements cytoplasmiques seront émis à l'origine des plaquettes, selon
un processus dynamique.
A faible grossissement, il est possible d'observer dans un médullogramme les MKcyte, car ce sont de grosses
cellules.
La taille des noyaux de ces cellules est différente, il y a donc plusieurs stades différents.
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2014-2015
1)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Mégacaryoblaste (MKblaste)
Grande cellule (30 µm), rapport N/C important, le noyau est rond avec
un aspect bilobé, la chromatine est plutôt fine, le cytoplasme est très
basophile (riche en ARN), pas de granulations.
2)
Mégacaryocyte basophile (MKcyte Basophile)
Apparition de petites granulations azurophiles, le contour de la cellule
est irrégulier, la cellule s'étale facilement et présente donc une
morphologie différente, sa taille augmente par rapport au stade
précédent.
3)
Mégacaryocyte granuleux (MKcyte granuleux)
Il présente de nombreuses granulations azurophiles dans son
cytoplasme basophile, le contour de la cellule devient très irrégulier,
une membrane de démarcation s'organise (à l'origine des plaquettes) et
dans certains MKcyte granuleux apparaissent des vacuoles à l'origine du
système canaliculaire.
3 Zones cytoplasmiques :
• Zone marginale (la plus externe) : contient des micro-fibrilles,
glycogène (source du métabolisme des plaquettes), polyribosomes.
• Zone centrale : nombreuses granulations et membrane de
démarcation
• Zone péri-nucléaire (autour du noyau) : composé des micro-tubules, du noyau et de l'appareil de Golgi.
3 Types de granulations que l'on retrouvera dans la plaquette mature :
• Granules denses, riche en sérotonine et en calcium.
• Granules α, synthétisées par l'appareil de Golgi, elles présentent de nombreuses protéines très
importantes pour les futures fonctions des plaquettes (PF-4, thromboglobuline, F.V,
fibrinogène, F. Willebrand).
• Granules lysosomiales, riches en hydrolases et phosphatases acides.
4)
Mégacaryocyte thrombocytogène (MKcyte Tgène)
Il a une durée de vie éphémère, il est peu visible sur frottis médullaire car ces
cellules sont destinées à produire des plaquettes via les fins prolongements
cytoplasmiques.
A cause de ces fins prolongements, le contour deviendra très irrégulier.
Le noyau est pycnotique et dense (cellule en fin de maturation).
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2014-2015
III)
Monocyte, Macrophage – Thrombopoïèse
Marqueurs de la lignée érythrocytaire
Précurseurs : on retrouve la PPO, de nombreuses molécules membranaires : GP-IIb, GP-IIIa, F Willebrand,
PF-4 (intervenant dans l'hémostase).
Progéniteurs : on retrouve le CD-117 et le CD-133.
CSH : on retrouve le CD-34+, commun à toutes les cellules myéloïdes.
IV)
Processus de formation des plaquettes
Le processus de formation des plaquettes a été découvert très récemment.
C'est un phénomène dynamique, il fait intervenir le flux sanguin.
Le MKcyte ne migre pas entièrement comme les autres cellules myéloïdes (de la moelle osseuse jusqu'au sang
périphérique) : il émet ses fins prolongements cytoplasmiques à travers les sinus médullaires, et c'est sous
l'influence du flux et des forces de cisaillements que les prolongements cytoplasmiques vont se transformer en préplaquettes, en pro-plaquettes, puis en plaquettes définitives.
Ce modèle dynamique passe par la formation de plusieurs intermédiaires selon plusieurs étapes :
• Formation des MKcyte à l'intérieur de la moelle osseuse.
• Endomitose des MKcyte (formation de cellules polyploïdes).
• Maturation cytoplasmique des MKcyte jusqu'à la formation de MKcyte Tgène qui émettront des fins
prolongements cytoplasmiques vers le sinus médullaire.
• Sous l'influence du flux sanguin, les plaquettes sont libérées.
Mécanisme très récent – Le GP-Ib (exprimé sur les pro/pré-plaquettes) interagit avec le F Willebrand et
entraîne la formation des plaquettes définitives.
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