PHYSIOLOGIE ET EXPLORATION DE L’HEMATOPOÏESE

Ensemble des mécanismes qui conduisent L’HEMATOPOIESE Ensemble des mécanismes qui conduisent  à la formation continue des cellules du sang. Les cellules sanguines n’ont pas de capacité de prolifération et ont une durée de vie limitée. Myélopoïèse : Erythrocytes, Polynucléaires, Monocytes, plaquettes Lymphopoïèse : Lymphocytes

LES MOTS CLES Où se réalise l’hématopoïèse? : Organes hématopoïétiques Quelles sont les cellules de l’hématopoïèse? : Cellules souches hématopoïétiques, Progéniteurs, Précurseurs, Cellules matures fonctionnelles Pourquoi et Comment explore-t-on l’hématopoïèse en médecine? Hémopathies, cytopénies… Myélogramme, biopsie ostéo-médullaire, cytogénétique et biologie moléculaire, immunophénotypage, facteurs de croissance, vitamines et oligoéléments

LES ORGANES HEMATOPOIETIQUES  MOELLE OSSEUSE: Myélopoïèse et lymphopoïèse B Chez l’adulte : os plats (sternum, os iliaque, vertèbres, sacrum, os du crane, extrémités supérieures fémur et humérus). THYMUS : Lymphopoïèse T (différenciation primaire) Attention : les cellules souches lymphoïdes sont dans la moelle osseuse ORGANES LYMPHOÏDES SECONDAIRES ganglions, rate, amygdales, intestin, bronches, glandes salivaires, peau.

LES ORGANES HEMATOPOÏETIQUES

L’HEMATOPOIESE MEDULLAIRE Quatre compartiments cellulaires : CELLULES DE L’HEMATOPOIESE MEDULLAIRE Image pyramidale avec au sommet la population de cellules souches et la base constituée par les cellules sanguines. Entre les deux extrêmes, toute une série de cellules hématopoiétiques en multiplication et différenciation. Quatre compartiments cellulaires : - Cellules souches primitives - Progéniteurs - Précurseurs - Cellules matures fonctionnelles

ASPECT CYTOLOGIQUE DE L’HEMATOPOÏESE MEDULLAIRE Cellules souches primitives et progéniteurs Hémoblastes : 0,5 – 1 % (non engagés ou en cours d’engagement dans une ou plusieurs lignées) Précurseurs et cellules matures myéloïdes Précurseurs et cellules matures granuleuses : 55 – 75% Précurseurs et cellules matures monocytaires : 0 – 5% Précurseurs mégacaryocytaires (plaquettaires) : Présent (non quantifiés) Précurseurs érythroblastiques : 8 – 25% Cellules matures lymphoïdes et plasmocytaires Lymphocytes : 3 – 15% Plasmocytes : 0 – 2%

Cellules souches primitives totipotentes (Moelle osseuse) 0,5 à 1% des cellules médullaires non reconnaissable morphologiquement Cellules non engagées dans une lignée Capacité d’autorenouvellement Division à l’identique, chaque colonie est d’origine clonale Reconstitution du système hématopoïétique Capacité de différenciation Différenciation en progéniteurs engagés dans une ou plusieurs lignées

Propriétés des cellules souches hématopoïétiques (médullaires)

Progéniteurs (Moelle osseuse) 0,5 à 1% des cellules médullaires non reconnaissable morphologiquement Cellules souches engagées dans une ou plusieurs voies de différenciation Pas d’autorenouvellement mais capacité de différenciation Besoin de facteurs de croissance (CSF) Lignée myéloïde : Cellule souche myéloide pluripotente (CFU-GEMM) Progéniteur Neutrophile/Monocyte bipotent (CFU-GM) Progéniteur unipotent Lignée lymphoïde : Cellule souche lymphoide

Précurseurs (Moelle osseuse) Cellules différenciées Engagées dans une seule lignée pour donner un seul type de cellules matures Reconnaissables dans la moelle en cytologie optique Cellules quantitativement majoritaire dans la moelle osseuse Division cellulaire avec augmentation du nombre et maturation Conduisent à la maturation cellulaire finale pour donner les cellules matures fonctionnelles circulantes

Cellules matures fonctionnelles (Moelle osseuse et Sang) Ne se divisent pas et ne se différencient pas (sauf lymphocytes et monocytes) Passage sanguin Globules rouges, Globules blancs, plaquettes Migration tissulaire

HEMATOPOÏESE VUE PAR LIGNEE MYELOPOÏESE Granulopoïèse / Monocytopoïèse / Erythropoïèse / Mégacaryocytopoïèse LYMPHOPOIESE

GRANULOPOIESE NEUTROPHILE Production et mise en circulation des polynucléaires neutrophiles Facteurs stimulants GM-CSF, G-CSF

CFU-GEMM CFU-GM CFU-G Progéniteurs Précurseurs Cellules Matures

MONOCYTOPOIESE Production et mise en circulation des monocytes. Facteur stimulant: GM-CSF THROMBOPOIESE Production et mise en circulation des plaquettes, elles proviennent de la fragmentation du cytoplame des mégacaryocytes. Facteur stimulant : la thrombopoiétine

ERYTHROPOIESE Production et mise en circulation des globules rouges (érythrocytes) Durée de vie d’un globule rouge : 120 jours Facteurs nécessaires : Epo, fer, folates, vitamine B12

CFU-GEMM BFU-E CFU-E Progéniteurs Précurseurs Cellules Matures

LYMPHOPOIESE Production et mise en circulation des lymphocytes. Différenciation B dans la moelle osseuse. Différenciation T dans le thymus.

Compartiment périphérique Stades de différenciation médullaire Moelle osseuse CD34 CD19 CD20 Pré-BCR BCR IgD CFU-L Pro-B Pré-BI µ intracyto Pré-BII B immature B mature IgM IgM Pré-BCR : CD79 + µ associée à 2 pseudochaînes légères BCR (B-cell receptor): CD79 + IgM Stades de différenciation médullaire dans le développement B humain

Stades de différenciation médullaire et thymique Compartiment périphérique Moelle osseuse Thymus T CD4 T CD4 auxiliaire DN : CD4- CD8- DP : CD4+ CD8+ CFU-L Pro-T Pré-T Thymocyte commun T CD8 T CD8 Cytotoxique suppresseur CD34 CD2 CD3 Stades de différenciation médullaire et thymique dans le développement T humain

EXPLORATIONS DE L’HEMATOPOIESE

Hémogramme : Numération – Formule – Sanguine + Réticulocytes (cf cours) Etude Cytologique de la moelle osseuse : MYELOGRAMME Etude histologique de la moelle osseuse : BIOPSIE OSTEO-MEDULLAIRE Explorations isotopiques Culture des progéniteurs hématopoïétiques Dosage des facteurs de l’érythropoïèse (cf cours) Explorations biologiques des hémopathies (cf cours)

MYELOGRAMME Etude CYTOLOGIQUE du frottis médullaire obtenu par ponction et aspiration de la moelle osseuse Indications Suspicion d’une atteinte fonctionnelle de la Moelle osseuse (Mos) Diagnostic de pathologies médullaires (Cytopénie d’origine centrale, LA, MM..) Prélèvements de Mos pour investigations complémentaires (immunophénotypage, caryotype, biologie moléculaire, myéloculture..) Techniques Vérifier si troubles de l’hémostase (TP, TCA) Asepsie rigoureuse Trocart de Mallarmé Lieu : Sternum, Epine iliaque postéro-supérieure..

Les étapes du myélogramme

Résultats (en 1 heure et +) A interpréter conjointement à la NFS. Coloration au May Grünwald-Giemsa, cytochimie pour examens complémentaires (coloration de Perls, Myélopéroxydase, estérases…) Au faible grossissement Apprécier la richesse (notion relative) Apprécier la présence de mégacaryocytes Rechercher la présence d’amas de cellules cancéreuses Au fort grossissement Analyses quantitatives et qualitatives des différentes lignées

Lieu de ponction Richesse Dureté de l’os Hémoblastes : 0,5 – 1 % Granuleux : 55 – 75% Neutrophiles Myéloblastes : 0 – 2 % Promyélocytes : 2 – 8% Myélocytes : 5 – 20% Polynucléaires : 10 – 30% Eosinophiles : 0 – 6% Basophiles : 0 – 2% Erythroblastes : 8 – 25% Proérythroblastes : 0,5 – 2% E. Basophiles : 0,5 – 4% E. Polychromatophiles : 2 – 20% E. Acidophiles : 2 – 10% Autres lignées : 10 – 15% Lymphocytes : 3 – 15% Plasmocytes : 0 – 2% Monocytes : 0 – 5% Mégacaryocytes : Présents

BIOPSIE OSTEO-MEDULLAIRE Etude HISTOLOGIQUE de l ’ensemble du tissu osseux : moelle osseuse ET stroma médullaire - Indications Pancytopénie arégénérative à moelle pauvre au myélogramme Suspicion de myélofibrose Suspicion d’atteintes médullaires d’une pathologie extramédullaire (lymphome, métastases d’un cancer solide..) - Techniques Vérifier si troubles de l’hémostase (TP, TCA) et si absence de thrombopénie En EIPS sous AL après asepsie rigoureuse

Résultats (48 heures) Appréciation de la richesse réelle de la Mos Examen des fibres de soutien et des vaisseaux : coloration de la réticuline (myélofibrose…) Recherche de cellules lymphomateuses ou métastatiques Avec description du type d’infiltration (focale, nodulaire, interstitielle, diffuse) Réalisation d’immunomarquage CD19 et CD20 pour lignée lymphoïde B….

Myélogramme et Biopsie ostéo-médullaire : 2 examens complémentaires Cytologie BOM Histologie Cellules +++ + Richesse Fibrose - Architecture Myélogramme et Biopsie ostéo-médullaire : 2 examens complémentaires

LA CULTURE DES PROGENITEURS HEMATOPOIETIQUES - Culture en milieux spéciaux enrichis en facteur de croissance - Formation de colonies après deux semaines de culture Paramètres quantitatifs Détermination du nombre de colonies (CFU-GM, BFU-E et CFU-E, CFU-MK) Paramètres qualitatifs Polyglobulie de Vaquez : pousse spontanée des progéniteurs érythroïdes Thrombocytémie essentielle : pousse spontanée des progéniteurs mégacaryocytaires

CONCLUSION La compréhension de l’hématopoïèse est INDISPENSABLE pour mieux appréhender la physiopathologie, le diagnostic, le traitement et le suivi des hémopathies bénignes et malignes.