Vías de señalización implicadas en la megacariopoyesis

Javiera Inostroza ZúñigaTecnología Médica

Introducción

• Objetivo de la revisión: actualización de la megacaripoyesis y de las vías de señalización involucradas en el proceso

• Vanadio: megacariocitosis y trombocitosis

Plaquetas

• Fragmentos de citoplasma del megacariocito.

• Forma de disco , 2-4 μm.• Rango: 150.000-400.000 μl.• Vida media: 7- 14 días (10 días)• Producción medular:1 x 10^11 plq por

día.

Funciones de las Plaquetas

• Hemostasia.

• Actividad fagocítica y bactericida.• Biología de las metástasis tumorales.

Alteraciones de las plaquetasAlteraciones

Cualitativas Cuantitativas

Trombocitosis Trombocitopenia

Megacariopoyesis y trombopoyesis

• Megacariopoyesis: diferenciación de línea megacariocítica.

• Trombopoyesis: liberación de plaquetas a partir del citoplasma del megacariocito maduro.

• Ocurren en Médula ósea y pulmón *

Megacariocito

• 150 μm de diámetro.• Núcleo poliploide• Endomitosis• Citoplasma granular: gránulos alfa y densos• Fragmentación de citoplasma da origen a

plaquetas ( 10.000)

De progenitores a células precursoras depende de:

• La activación de genes específicos

• Presencia de factores de crecimiento, citocinas y quimioquinas

Diferenciación eritroide y megacariocítica

PU.1

GATA-1

GATA-2

FOG

CFU-MEG

4n

• BFU-Meg y CFU-Meg: CD33, CD34 y CD41• Megacarioblasto: 15-50 μm, no tiene gránulos.• Promegacariocito: 20-80 μm, tiene gránulos.Ya tiene

CD41, CD42, y CD61 y FvW• Megacariocito: hasta 150 μm

64 n

Liberación de plaquetas

• Protrusiones citoplasmáticas

• Fragmentación del citoplasma

• Activación de caspasas

• Reorganización de los filamentos de actina y extensión de microtúbulos

Citoquinas y quimiocinas y las vías de señalización implicadas en la

megacariopoyesis

Megacariopoyesis

Dependiente de trombopoyetina

Independiente de trombopoyetina

Jak/STATRas/MAPKP13K/AKT

SDF1/FGF4Gp130NOTCHBMP4NMDA

Trombopoyetina (TPO)

• Principal hormona reguladora de la producción plaquetaria

• Glucoproteína de 353 aa, 30 kDa

• Gen en cromosoma 3q27

• Producida por hígado, riñón y estroma de médula ósea

• Receptor: Mpl (protooncogen)

Trombopoyetina y su receptor Mpl

• 1992: descubrimiento de c-Mpl, protooncogen celular. De familia de receptores de citocinas hematopoyéticas

• 1994:Clonamiento de TPO

Aumento de TPO• Aumento de colonias de progenitores

megacariocíticos• Incremento de nº de megacariocitos y plaquetas• Incremento en tamaño de megacariocito y

volumen de plaquetas• Anemia

Línea eritroide

*Administración exógena: megacariocitosis y trombocitosis

Niveles de trombopoyetina

• Producción en hígado y riñón es constitutiva

• Unión de TPO a Mlp: internalización.

• Mayor nº de PLQ, menor TPO

• Menor Nº de PLQ, mayor TPO

• Otros factores:• Aumentan producción de

TPO en M.o: PDGF y FGF-2.• Disminuyen la producción

de TPO en M.o: TGF-β y, factor-4 plaquetario, trombospondina

Excepciones:•Trombocitopenia por destrucción (menor TPO)•Trombocitosis reactiva secundaria a inflamación (aumento de TPO)TNFαIL-6 estimulación de transcripción en hígado

Vía de señalización (1)

Caja 1 y Caja 2

Jak-2

Vía de señalización (1)

Vía de señalización (1)

Adaptador Shc se une a Mlp

Diferenciación de megacariocitos

Vía de señalización (2)

Proliferación y poliploidización de megacariocitos

Vía de señalización (3) Promueve la supervivencia y entrada al ciclo celular

P

P

Regulación negativa de las vías de señalización activadas por TPO

• SHP1: desfosforilación directa. Mut: aumento en proliferación e hipersensibilidad a factores de crecimiento en general

• SOCS: unión directa a JAK-2, compite con STAT o se puede unir a STAT impidiendo dimerización

Regulación negativa de las vías de señalización activadas por TPO

• Lnk: • Disminuye progresión a fase S

del ciclo celular inducida por TPO

• Disminuye el crecimiento de megacariocitos de médula ósea en cultivo

• Media proceso de unión de megacariocito con VCAM-1 de células endoteliales : disminuye la activación de MAPK y STAT-5 (regulacion (-) de liberación de PLQ a circulación)

Regulación negativa de las vías de señalización activadas por TPO• Lyn: regula

proliferación inducida por TPO, disminuyendo duración y actividad de MAPK

• FAK (kinasa de adhesión focal): tienen dominio FERM (unión a Mpl) y se unen a Lyn.

Enfermedades involucradas• Ausencia de TPO o mut.en Mlp:

trombocitopenia y disminución de stem cells y células progenitoras de todos los linajes

• Trombocitopenia amegacariocítica congénita: mut en Mlp, anemia aplástica

• Mutaciones activantes en el promotor del gen TPO y Mlp (c-Mlp Baltimore): trombocitemia escencial familiar

• Trombocitemia escencial adquirida: mut Jak2 (JAK2V617F)

Citoquinas y quimiocinas y las vías de señalización implicadas en la

megacariopoyesis

Megacariopoyesis

Dependiente de trombopoyetina

Independiente de trombopoyetina

Jak/STATRas/MAPKP13K/AKT

SDF1/FGF4Gp130NOTCHBMP4NMDA

Megacariopoyesis independiente de TPO

• IL3, IL6 e IL11• Factor -1

derivado del estroma (SDF1 o CXCL12)

• Factor de crecimiento fibroblástico-4 (FGF4 o CXCL4)

• GP 130• NOTCH• BMP4• NMDA

SDF1/FGF4• Nicho osteoblástico:

promueve quiescencia y autorenovación

• Nicho vascular: promueve proliferación, diferenciación y transmigración endotelial

*FGF4: aumenta tamaño de magacariocitos y nº de plaquetas

SDF1/FGF4

SDF1/FGF4

• Aplicación de SDF1:• Tto en mielosupresión• Tto a trombocitopenia secundaria a infección con VIH (infecta megacariocitos

por interación con CXCR4)

• GP130: anclada a membrana, activa vía JAK/STAT y Ras/MAPK

• Activación de Jak1, también Jak2 TyK2

• Ratones Gp130 -/- : trombocitopenia moderada, sin reducción de progenitores rol de maduración de megacariocitos, no tanto en proliferación de precursores

Señalización por receptores Gp130

Señalización de receptores Gp130IL11 LIF

Señalización por receptores Gp130

• IL11 y LIF (de familia de IL6) promueven maduración y proliferación de megacariocitos in vitro, y aumentan efectos de IL3 y TPO.

• Modificaciones en el citoesqueleto del megacariocito liberación de PLQ

• Neumega (IL11 recombinante): tto de trombocitopenia en quimioterapia

Señalización NOTCH• NOTCH y ligandos:

Proteínas transmembrana• 4 tipos de NOTCH(1-4) y

ligandos (Jagged 1,2 y Delta-like 1,3,4)

• N1,3 y 4, Jagged1 y Delta-like 1: en megacariocitos

• Promueve la megacariopoyesis sobre eritropoyesis

Activación de transcripción de genes

BMP4

• BMP: proteína morfogenética del hueso• BMP4: generada por células del estroma

de la M.ósea, también por progenitores megacariocíticos

• Regulan proliferación, diferenciación, migración. Importante en hematopoyesis

• In vitro: regula todas las etapas de la megacariopoyesis (vías de TPO)

• Posible terapia para trombocitopenia

NMDA

• Bloqueo: inhibición en el aumento de tamaño y disminución de expresión CD41

• Subtipos NR1 y NR2 (heterodímero)

CalmodulinaCa2+ activa PKC

Src

Estimula diferenciación

vía PMA

Ras/MAPKEstimula maduración, proliferación, formación de plaquetas, adhesión y agregación

Perspectivas

• Poliploidía: ¿únicamente porque se requiere gran cantidad de citoplasma?

• Mecanismos de acción de proteínas que regulan megacariopoyesis

• Regulación por parte de células del estroma y endoteliales

• Nuevos tratamientos• Estudio de relación ambiente-salud

Gracias

SDF1/FGF4

SDF1: factor 1 derivado del estroma VCAM1: Molécula de adhesión vascular 1 VLA4: Antígeno muy tardío 4