HEMATOPOÏESE Dr NGO SACK Françoise

Intérêts La connaissance de l’hématopoïèse permet de comprendre la physiologie de la production des cellules sanguines Son exploration permet de faire le diagnostic de certaines pathologies hématologiques(aplasie) et d’entreprendre un traitement dans des cas des anémies carentielles

Objectifs Définir l’hématopoïèse Connaître les sièges de l’hématopoïèse Déterminer les compartiments de l’hématopoïèse Déterminer les besoins de l’hématopoïèse Connaître les différentes lignées cellulaires de la moelle

PLAN DEFINITION SIEGES DE L’HEMATOPOÏESE DIFFERENTS COMPARTIMENTS DE L’HEMATOPOÏESE DIFFERENTES LIGNEES CELLULAIRES DE LA MOELLE OSSEUSE EXPLORATION DE L’HEMATOPOÏESE FACTEURS DE REGULATION DE L’HEMATOPOÏESE

HEMATOPOÏSE Définition Ensemble des phénomènes qui concourent à la fabrication et au remplacement continu et régulé des cellules sanguines

HEMATOPOÏESE SIEGE DE L’HEMATOPOIESE Vie intra utérine Tissu conjonctif jusqu’au 2ième mois Hépatique et splénique du 2ième au 6ième mois Après la naissance Exclusivement médullaire Après 5 ans Moelle osseuse des os courts et plats (côtes sternum, vertèbres, os iliaques

HEMATOPOÏESE COMPARTIMENTS DE L’HEMATOPOIESE Toutes les cellules sanguines sont produites à partir d’une même cellule indifférenciée=cellule souche totipotente Sous influence des facteurs stimulants Engagements cellules totipotentes dans la différenciation d’une lignée cellulaire Cellule pluri potentielle prolifère et se différencie en précurseur hématopoïétique de + en + engagée dans 1 lignage pour générer en final des cellules sanguines

HEMATOPOÏESE Compartiments de l’hématopoïèse 4 compartiments Cellules totipotentes (multi potentialité) Pro géniteurs: cellules engagées dans un lignage cellulaire Précurseurs: cellules capables de division et maturation Cellules matures: fonctionnelles qui passent dans le sang.

HEMATOPOÏESE

MOELLE OSSEUSE SANG C. TOTIPOTENTES C.PLURIPOTENTES PRECURSEURS C. MATURES CD 34+ IL-2 Lignée T Lignée B CFU-L IL-1 IL-7 LTC-IC SCF, FLT3-L TPO TPO G-CSF M-CSF IL-5 IL-4 EPO CFU-GM BFU-E CFU-Eo CFU-B CFU-M CFU-G CFU-Mk CFU-E CSH CFU-GEMM MOELLE OSSEUSE SANG

HEMATOPOÏESE CELLULES SOUCHES TOTIPOTENTES Localisées dans la moelle osseuse Peu nombreuses ( 0,01 à 0,05%) des cellules médullaires Non identifiable morphologiquement Exprime le marqueur de surface CD 34 La majorité au repos en Go à l’état normal

HEMATOPOÏESE HEMATOPOÏESE NORMALE Équilibre entre la production des cellules souches par auto renouvellement et la perte par différenciation

HEMATOPOÏESE LES PROGENITEURS Première différenciation de la cell souche Perte de la capacité d’auto renouvellement Donne naissance à trois processus de différenciation Erythropoïese Leucopoïese Thrombocytopoïese

HEMATOPOÏESE LES PRECURSEURS Localisés dans la moelle osseuse Perte de capacité d’auto renouvellement 1ière cellule morphologiquement identifiable de chaque lignée Capacité de division et de multiplication(3 à 5 mitoses)

HEMATOPOÏESE LES PRECURSEURS Modifications morphologiques communes et générales liées à la maturation Diminution de la taille cellulaire Diminution du rapport nucleo-cytoplasmique Disparition des nucléoles Condensation de la chromatine

HEMATOPOÏESE LES PRECURSEURS Modifications spécifiques Noyau: polylobulation Cytoplasme: granulations spécifiques(l. gr) Membranes: expression des marqueurs de surface(reconnaissable par les anticorps monoclonaux)

HEMATOPOÏESE LES PRECURSEURS Les plus immatures sont: Exploration Myéloblastes -> polynucléaires Proérythroblastes -> hématies Megacaryoblastes -> plaquettes Lymphoblastes -> lymphocytes Monoblastes -> monocytes Exploration Myélogramme et biopsie osteomedullaire de la moelle osseuse

HEMATOPOÏESE LES CELLULES MATURES Cellules terminales matures et fonctionnelles passent dans le sang Polynucléaires, hématies, plaquettes, lymphocytes et monocytes Sang: lieu de passage et de transport entre la moelle(production) et les tissus(lieu de fonction) Lymphocytes et monocytes capables de nouvelle différenciation Macrophages et lymphocytes T et B

Origine des lignées cellulaires

Différentes lignées cellulaires de la moelle

Erythropoiese

Erythropoiese

Granulopoïese

Lymphopoiese

Monocytopoiese

Megacaryopoiese

Megacaryocytopoiese(endomitose)

Exploration de l’hématopoiese

Exploration de l’hématopoïèse -Examen clinique Repérer symptômes cliniques évocateurs d’une insuffisance de l’hématopoïèse (insuffisance médullaire) : (syndrome anémique, d’un syndrome hémorragique d’origine plaquettaire, d’un syndrome infectieux d’origine granulocytaire, syndromes isolés ou associés). -Hémogramme Correspond à l’analyse des cellules sanguines   -Examens médullaires -   Le myélogramme - La biopsie ostéo-médullaire: cet examen consiste à prélever un fragment de médullaire par une biopsie transcorticale pour analyse histologique du tissu médullaire

Exploration de l’hématopoïèse Myélogramme : trocard de Mallarmé - Qq gouttes sur lames Comptage manuel des lignées erythroïdes, myéloïdes et lymphoïdes Analyse qualitative des éléments • BOM: trocard de Jamshidi Carotte osseuse Myélogramme + micro-environnement • Cultures de progéniteurs - Peu d’intérêt en pratique clinique - Ont permis de mettre en évidence les facteurs de croissances - G-CSF CFU-GM et CFU-G - GM-CSF CFU-GM, CFU-GEMM - EPO BFU-E …. Erythroblastes - SCF C. Souches, CFU-GEMM - TPO CFU-Meg

Exploration de l’hématopoïèse Grains médullaires

Carotte biopsique de tissu osseux immergé dans le liquide de fixation pour examen anatomo-pathologiste

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Cellules souches de la moelle constituent la base indispensable à hématopoïèse efficace. Trois elements importants pour une hématopoïèse correcte et régulée : Micro environnement médullaire Vitamines et oligo éléments Facteurs de croissance

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Micro environnement médullaire Donne aux cellules souches les conditions anatomiques et intercellulaire satisfaisantes Stroma médullaire formé des ≠ cellules Fibroblastes, cell endothéliales, adipocytes macrophages, cell épithéliales Sécrètent des matrices extra cellulaires et facteurs de croissance permettant l’adhésion des cellules souches en particulier grâce au collagène

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Vitamines et oligo éléments Certains agissent sur l’ens des lignées cellulaires: Vitamine B12 et acide folique(B9) nécessaires à la synthèse de l’ADN donc à la division cellulaire (vitamines anti megaloblastiques) Spécifiques des lignées Fer: indispensable à l’erythropoïese pour la synthèse de l’hémoglobine

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE VITAMINES ET OLIGO ELEMENTS Sources: foie, œuf, légume, viande, poisson Synthèse par bactéries intestinales (vit B9) Mécanisme d’absorption: Vit B12 se lie au facteur intrinsèque de l’estomac pour être absorbée Fer: 70% se trouvent dans l’hémoglobine et le reste lié à la ferritine dans les muscles squelettiques, foie, rate et moelle osseuse

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Facteurs de croissance Glycoprotéines agissant comme hormones hématopoïétiques nécessaires: Survie, différenciation, multiplication, maturation des cellules hématopoïétiques

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE FACTEURS DE CROISSANCES Synthétisés par un grand nbre de cellules et organes Fibroblastes Monocytes et macrophages lymphocytes (cytokines, interleukines) Reins Trois types de facteurs de croissance selon leurs lieux d’ action. Facteurs de promotion Facteurs multipotents Facteurs restreints

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Facteurs de promotion IL1, IL4, IL6 et le SCF(Sterm Cell Factor) Augmentent le nbr de cellules souches en cycle cellulaire Sensibilisent les cellules totipotentes à l’action d’autres facteurs de croissance

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Facteurs multipotents IL3 et le GM-CSF(Colony Stimulating Factor) Agissent sur les cellules souches les plus immatures après sensibilisation par les facteurs de promotion Permettent la suivie et la différenciation des cellules souches engagées;

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Facteurs restreints Agissent sur les cell souches engagées Favorisent la multiplication cellulaire et la maturation des précurseurs Ce sont: G-CSF(Lignée Granuleuse Neutrophile) M-CSF (Lignée Monocytaire) IL5 Lignée Granuleuse éosinophile IL4 Lignée Granuleuse Basophile IL6 Lignée Megacaryocitaire EPO Lignée erythroïde TPO Thrombopoïetine, megacaryocitaire

REGULATION DE L’HEMATOPÏESE Facteurs restreints Erythropoïetine: Glycoprotéine produit par les reins et ± foie Production provoquée par diminution de la concentration en oxygène Etiologies Diminution du nbre erythrocyte( hémorragie) Diminition de la disponibilité d’O2(pb respirat) Augmentation des besoins en oxygène Surabondance des erythrocytes freine la production

CONCLUSION L’hématopoïèse normale humaine a lieu dans la moelle osseuse après la naissance Les cellules souches totipotentes ne sont pas identifiables morphologiquement et peuvent être à l’origine de toutes les lignées cell hematologiques Les progénitures constituent la première différenciation des cellules totipotentes Les précurseurs sont les 1ières cellules morphologiquement identifiables de chaque lignée et peuvent être explorés par la biopsie ostéomedullaire et le myelogramme de la moelle osseuse

MERCI POUR VOTRE AIMABLE ATTENTION

LES PROPRIETES DU SANG Dr NGO SACK Françoise

OBJECTIFS Savoir définir le sang Connaître les éléments constitutifs du sang Connaître le rôle de ces éléments

PLAN -Définition du sang -Les éléments du sang et leur rôle -Les cellules du sang normal

DEFINITION Le sang est un tissu mésenchymateux dont la matrice, le plasma, est liquide. Le sang est une suspension d'éléments globulaires appelés éléments figurés dans une solution aqueuse appelée le plasma

Les éléments du sang et leur rôle Les cellules constitutives du sang sont appelées les éléments figurés. Ils sont représentés par -Des cellules nucléées, les leucocytes (globules blancs), -Des cellules anucléées, les hématies (globules rouges) et les plaquettes. -Le plasma représente la phase totale liquidienne du sang ; le sérum est la fraction liquidienne qui se sépare du caillot, après coagulation (=plasma dépourvu de fibrine et des facteurs de coagulation)

Les éléments du sang et leur rôle (suite) Les éléments globulaires sont cellulaires et occupent environ 50% du volume total. Ils sont largement dominés par les globules rouges. Il n'existe effectivement qu'un globule blanc pour 30 plaquettes et pour 600 globules rouges. Le comportement du sang est étroitement lié à celui des globule rouges. Le plasma est une solution aqueuse contenant des sels inorganiques et des protéines organiques.

Les éléments du sang et leur rôle (suite) - Les leucocytes circulent dans le torrent sanguin mais n’acquièrent leurs propriétés fonctionnelles qu’en le quittant et en passant dans les tissus avoisinants. - Inversement, hématies et plaquettes sont spécifiques du sang et ne sortent qu’en cas d’hémorragie. - Les propriétés du sang sont multiples (constance physico-chimique du milieu intérieur, nutrition, défense, oxygénation, transports, etc)

CELLULES SANGUINES TYPES DE CELLULES FONCTIONS Globules rouges Transport d’oxygène Plaquettes Système de coagulation Polynucléaires Neutrophiles Phagocytose Poly éosinophiles Dégranulation Poly basophiles Mastocytes Monocytes / Macrophage Lymphocyte T Immunité cellulaire Lymphocyte B Production d’Ac

Cellules très différenciées CELLULES SANGUINES Cellules très différenciées Éléments terminaux et fonctionnels des lignées cellulaires Durée de vie courte GR environ 120jours Plaquettes 7 jours GB 1 jour (sauf lymphocyte mémoire avec plusieurs années)

Peu ou pas de possibilité de division Production très importante CELLULES SANGUINES Peu ou pas de possibilité de division Plaquettes et GR n’ont pas de noyaux Production très importante 10 puissance 13 cellules sanguines par j 2 millions de GR par seconde

CELLULES SANGUINES NUMERATIONN GLOBULAIRE Nombre de GR, de GB (leucocytes) et plaquettes par unité de volume de sang Résultats normaux: GR 5000000± 500000 /µl hommes 4500000± 500000/µl femmes GB 7000±3000 /µl (adultes) Plaquettes 150000 à 450000/µl

FORMULES SANGUINES (leucocytaire) CELLULES SANGUINES FORMULES SANGUINES (leucocytaire) Nombre de chacune des différente population de leucocytes (1µl=1mm3) Granulocytes neutrophiles 1800 à 8000(40 à 75%) Granulocytes éosinophiles 50 à 500(1à 5%) Granulocytes basophiles < 100 (0 à 0,5%) Lymphocytes 1500 à 4000 (20 à 40%) Monocytes 100 à 1000 (3 à 10%)

LES CELLULES DU SANG NORMAL Les cellules observées sur un frottis sanguin normal se présentent comme suit Les hématies   Cellules de 7 à 8μm, anucléées, cytoplasme sans granulations.

LES CELLULES DU SANG NORMAL Les polynucléaires:   a)-Neutrophiles Cellules de 15μm de diamètre environ, avec un noyau polylobé (3 ou 4 lobes en général), le cytoplasme a deux types de granulations : azurophiles non spécifiques et neutrophiles spécifiques, nombreuses.

LES CELLULES DU SANG NORMAL b)-Eosinophiles   Cellules de 15μm de diamètre,le noyau est souvent bilobé. Le cytoplasme a de grosses granulations arrondies éosinophiles (rouges).

LES CELLULES DU SANG NORMAL c)-Basophile Cellules de 13 à 15μm de diamètre, le noyau a un aspect en forme de trèfle, souvent masqué par de grosses granulations. Le cytoplasme a de nombreuses grosse granulations irrégulières, basophiles (bleu- violet).

LES CELLULES DU SANG NORMAL Les lymphocytes  a)-Le petit lymphocyte Cellules de 7 à 9 μm de diamètre, de noyau arrondi généralement, la chromatine est mottée, le nucléole n’est pas visible. Le cytoplasme ne présente pas de granulations

LES CELLULES DU SANG NORMAL b)-Le grand lymphocyte Cellules de 10 à 15 μm de diamètre, le noyau est parfois arrondi ou incurvé, la chromatine est plus décondensée. Le cytoplasme a parfois quelques granulations azurophiles.

LES CELLULES DU SANG NORMAL Les monocytes Cellules de 20 à 30 μm de diamètre, le noyau est irrégulier réniforme (encoché), la chromatine est décondensée. Le cytoplasme présente de nombreuses fines granulations azurophiles et on note souvent la présence de vacuoles

Polynucléaire neutrophile 1,5-7,0 Giga/l 6-10 heures Cellules de l’hémogramme normal   Cellule Nombre (Giga/l) Durée de vie Fonction principale Hématie Définie par le taux d’hémoglobine : 13-17 g/dL chez l’homme 12-16 G/dL chez la femme et l’enfant > 2 ans 120 jours Transport d’O2, de CO2 et de NO Equilibre acide-base Polynucléaire neutrophile 1,5-7,0 Giga/l 6-10 heures Phagocytose et bactéricidie (pyogènes, aspergillus) Polynucléaire éosinophile 0,2-0,4 Giga/l ? Bactéricidie (helminthes) anti-allergique Polynucléaire basophile 0,01-0,1 Giga/l Allergie Monocyte 0,2-0,8 giga/l Phagocytose de particules Présentation d’antigènes Lymphocyte 1,5-4 Giga/l  De quelques à plusieurs mois ou années (lymphocyte mémoire) Immunité cellulaire (cytotoxicité) et humorale (synthèses d’anticorps) ; fonction de rejet Plaquette 150-400 Giga/l 8 jours Hémostase primaire

Les cytopénies Homme Femme Femme enceinte A la naissance Hémogramme : les constantes biologiques*   Les cytopénies   Anémie Homme Femme Femme enceinte A la naissance Hb < 13 g/dL Hb < 12 g/dL Hb < 11 g/dL Hb < 13,5 g/dL Microcytose Adulte Avant 2 ans De 2 ans à 6 ans De 6 ans à 14 ans VGM < 82µ3 VGM < 70µ3 VGM < 73 µ3 VGM < 80 µ3 Macrocytose VGM > 98 µ3 Réticulocytes Anémie régénérative Anémie arégénérative Réticulocytopénie Réticulocytes > 120 Giga/L Réticulocytes <120 Giga/L Réticulocytes < 20 Giga/L Neutropénie PNN < 1,5 Giga/L Monocytopénie Monocytes < 0,2 Giga/L Lymphopénie Lymphocytes < 1,5 Giga/L Thrombopénie Plaquettes < 150 Giga/L Les hypercytoses Polyglobulie Ht > 50%, Hb > 17 g/dL Ht > 45%, Hb > 16 g/dL Polynucléose neutrophile Eosinophilie Basocytose PNN > 7,0 Giga/L PNE > 0,4 Giga/L PNB > 0,1 Giga/L Monocytose Monocytes > 0,8 Giga/L Hyperlymphocytose Lymphocytes > 4,0 Giga/L Thrombocytose Plaquettes > 450 Giga/L

Signification des anomalies morphologiques érythrocytaires   Anomalie érythrocytaire Signification Diagnostic Microcytose Hématies de petite taille Défaut de synthèse de l’hémoglobine Macrocytose Hématies de grande taille Défaut de synthèse de l’ADN ou érythropoïèse accélérée Polychromatophilie Hématies bleutées Même signification qu’une hyperréticulocytose Anisocytose Hématies de taille inégale Dysérythropoïèse Poïkilocytose Hématies en larme Hématies en forme de poires, d’étoiles de mer ou spiculées Fibrose médullaire, pyropoïkilocytose héréditaire   Sphérocytose Hématies en forme de sphère (lifting  de la membrane érythrocytaire par les macrophages médullaires) Hémolyse immune, hyperhémolyses diverses Microsphérocytose Hématies de petite taille, dense et sphérique (perte de la dépression centrale) Maladie de Minskowski-Chauffard ou microsphérocytose héréditaire Dacryocytose Hématie en forme de larme Myélofibrose Syndrome myélodysplasique Schizocytose Hématies fragmentées Hémolyse de cause mécanique Elliptocytose ou ovalocytose Hématies ovales allongées Elliptocytose familiale Autres

Signification des anomalies morphologiques érythrocytaires   Anomalie érythrocytaire Signification Diagnostic Microcytose Hématies de petite taille Défaut de synthèse de l’hémoglobine Macrocytose Hématies de grande taille Défaut de synthèse de l’ADN ou érythropoïèse accélérée Polychromatophilie Hématies bleutées Même signification qu’une hyperréticulocytose Anisocytose Hématies de taille inégale Dysérythropoïèse Poïkilocytose Hématies en larme Hématies en forme de poires, d’étoiles de mer ou spiculées Fibrose médullaire, pyropoïkilocytose héréditaire   Sphérocytose Hématies en forme de sphère (lifting  de la membrane érythrocytaire par les macrophages médullaires) Hémolyse immune, hyperhémolyses diverses Microsphérocytose Hématies de petite taille, dense et sphérique (perte de la dépression centrale) Maladie de Minskowski-Chauffard ou microsphérocytose héréditaire Dacryocytose Hématie en forme de larme Myélofibrose Syndrome myélodysplasique

Elliptocytose ou ovalocytose Schizocytose Hématies fragmentées Hémolyse de cause mécanique Elliptocytose ou ovalocytose Hématies ovales allongées Elliptocytose familiale Autres Dépanocytose Hématies en forme de faucille Hémoglobinose S   Acanthocytose Hématies en oursin Anomalies des lipoprotéines plasmatiques Anémies hémolytiques acquises (maladie hépatique, hypertriglycéridémie) ou constitutionnelle de l’absence congénitale de b lipoprotéines Corps de Heinz Précipités d’hémoglobine (Hb) liés à sa structure anormale - par excès d’oxydation : - ou altérant sa solubilité : Anémies hémolytiques constitutionnelles par : défaut enzymatique – G6PD Hb instable Corps de Jolly Fragments nucléaires provenant d’une expulsion incomplète du noyau Splénectomie ou asplénie fonctionnelle Hématies ponctuées Ponctuations basophiles Saturnisme, thalassémie mineure, hémolyse constitutionnelle Parasites intraérythrocytaires Hématozoaire du paludisme, Babésia Infections avec hémolyse