DESARROLLO EMBRIONARIO DEL SISTEMA HEMATOPOYÉTICO HUMANO

DESARROLLO EMBRIONARIO DEL SISTEMA HEMATOPOYÉTICO HUMANO.

En los mamíferos adultos, la hematopoyesis ocurre normalmente en la médula ósea, que apoya simultáneamente, dentro de distintos ambientes celulares, el mantenimiento de las células madre durante toda su vida y la producción regulada de células linfoides, mieloides y eritroides en fase terminal. Las células madre hematopoyéticas (HSC) que se encuentran en la médula ósea del adulto surgen por replicación y amplificación de un caldo de HSC que surgió temprano en la ontogénesis, cuando la médula ósea aún no se había formado.

 De hecho, una sucesión de órganos mantiene la producción de células sanguíneas durante la embriogénesis de los vertebrados. En los vertebrados, la actividad hematopoyética más temprana está indicada por la aparición de islas de sangre en el mesodermo del saco vitelino extraembrionario. El saco vitelino, que sostiene la eritropoyesis principalmente primitiva, es transmitido más tarde por el hígado y el bazo, cuyo papel en la producción de células sanguíneas varía a lo largo de la filogenia y eventualmente por el timo y la médula ósea, donde la hematopoyesis definitiva postnatal se estabiliza. De células de la sangre a lo largo de rastreo desarrollo embrionario fue iniciado en embriones de pollo sexo-coincidentes parabiotic (Moore y Owen, 1967) y más tarde fue mucho refinado y explotados en el sistema quimera codorniz-pollo (revisado en Le Douarin et al., 1984). Estos experimentos revelaron que el desarrollo de formación de sangre intra-embrionaria

Los tejidos dependen de la colonización de sus rudimentos por las células progenitoras hematopoyéticas transmitidas por la sangre. Esta observación estableció la base de la idea predominante de que el YS es el único proveedor de HSC, ya que ningún potencial hematopoyético intrínseco podría atribuirse a ningún otro tejido dentro del embrión (Moore y Owen, 1967). Según esta teoría, el desarrollo del sistema de la sangre en los vertebrados se describió largo como un proceso monofilético con un órgano único de aparición de células hematopoyéticas - el saco vitelino - colonizar otros órganos: primero el hígado, a continuación, el timo, el bazo y finalmente la médula ósea (Moore y Metcalf, 1970).

La escasez de tejidos humanos disponibles en las primeras etapas embrionarias, así como el muy reducido rango de ensayos en los que las células humanas podrían analizarse, han obstaculizado el estudio del sistema hematopoyético humano emergente, que durante mucho tiempo solo se basó en observaciones morfológicas incidentales (Rosenberg , 1969). Esta situación cambió a finales de la década de 1980 con el advenimiento de una gama de marcadores en rápida expansión para las células hematopoyéticas humanas, el desarrollo de cultivos HSC humanos a largo plazo y el injerto exitoso de células hematopoyéticas humanas en células inmunes.

Tales mejoras técnicas permitidas para obtener nuevos conocimientos sobre la hematología del desarrollo humano, incluyendo la identificación de HSCs humanas en las etapas de pre- y post-natales (Baum et al., 1992, Charbord et al., 1996a, Kyoizumi et al., 1993, Peault et al., 1991, Uchida et al., 1997). En el mismo período, el acceso a las etapas más tempranas del ser humano la gestación se volvió más fácil debido a que el compuesto anti-progestativo RU486 se usaba rutinariamente para terminar electivamente los embarazos precoces en Francia. Nuestro laboratorio del Institut d'Embryologie lanzó un programa para investigar la hematopoyesis incipiente en los primeros dos meses de desarrollo humano.

Como se detalla en otra parte de este volumen, el Institut d'embryologie du CNRS et du College de France ha hecho importantes contribuciones a la hematología e inmunología del desarrollo. Mediante la creación de múltiples combinaciones de tejidos en quimeras de codorniz y pollo, N. Le Douarin y su equipo han descifrado el principio y la cronología de la siembra de HSC en el timo embrionario, la bolsa de Fabricius y la médula ósea y han comprobado el papel del epitelio tímico en la inducción de sí mismo tolerancia de los tejidos (revisado en Le Douarin et al., 1984). Uno de nosotros participaron en estos estudios mediante la definición de marcadores moleculares para células hematopoyéticas aviar que se utilizaron para caracterizar la ontogenia de los linajes de células sanguíneas en los embriones normales y quimeras de codorniz-pollo (Guillemot y col., 1986, Peault, 1987, Peault et al. , 1983). Por otro lado, el grupo dirigido por Françoise Dieterlen en el mismo instituto ha desafiado la teoría monofilética del desarrollo de células sanguíneas descubriendo que las células madre que emergen dentro del embrión propiamente dicho y no en el saco vitelino, están en el origen de la hematopoyesis definitiva en aves (Dieterlen-Lievre, 1975). Se alcanzaron conclusiones similares por el mismo grupo en relación con el origen de HSC en el embrión de ratón (Cumano et al., 1996). Ambos grupos en el Institut d'embryologie también han sido pioneros en el estudio del desarrollo vascular en el embrión aviar, haciendo uso de marcadores originales del linaje de células hemangioblásticos (Pardanaud et al., 1987, Peault, 1987).

Aquí describimos cómo hemos revisado, en este moderno contexto de hematología del desarrollo, la ontogenia del sistema hematopoyético humano. Nuestras observaciones han señalado la existencia de un régimen conservada de aparición de células madre hematopoyéticas en los embriones de vertebrados (Tavian et al., 1996). El sitio intraembrionario de generación de HSC que hemos identificado representa también un modelo original mediante el cual se puede abordar la inducción y la regulación de la hematopoyesis humana.

Generación extra embrionaria de células hematopoyéticas

Como es el caso en otros vertebrados superiores, la hematopoyesis humana comienza fuera del embrión, en el saco vitelino, luego transcurre transitoriamente en el hígado antes de estabilizarse hasta la vida adulta en la médula ósea. Solo se producen células T en el mismo tejido en etapas embrionarias, fetales y postnatales.

El saco vitelino 

En los vertebrados superiores, se desarrolla una red de agregados de células de mesodermo en el origen de los sistemas vascular y hematopoyético poco después de la gastrulación en el área extra-embrionaria. En estos grupos sólidos inicialmente homogéneos, las células periféricas adquieren la morfología y los marcadores de las células endoteliales, mientras que las internas desaparecen simultáneamente para abrir los primeros lúmenes de los vasos. Grumos de células mesodérmicas primitivas restantes adherente al endotelio vascular de nueva formación - llamado islas de sangre - están en el origen de la hematopoyesis extra-embrionario (Maximov, 1909, Sabin, 1920). Puesto que tanto las células endoteliales y hematopoyéticas desarrollan a partir de los mismos grupos de mesodermo, la existencia de un precursor ancestral común a ambos linajes se postuló: la angioblastos (Sabin, 1920), hemangioblasto más tarde renombrado (Murray, 1932, Sabin, 1920). Este término (que fue acuñado inicialmente para designar un grupo de células del mesodermo de sangre y la formación de los vasos, y no de una sola célula), cayó en el olvido hasta que la existencia de tales células madre hematopoyéticas angio-fue apoyado experimentalmente (Choi et al., 1998, Eichmann et al., 1997, Peault, 1987). El mesodermo de se ha demostrado que el saco vitelino humano presenta engrosamientos localizados que probablemente representan las islas de sangre primordial, a aproximadamente 16 días de desarrollo (Luckett, 1978). Esta es una etapa demasiado temprana para poder acceder desde interrupciones electivas del embarazo. Sin embargo, investigaciones histológicas ocasionales han indicado que el saco vitelino humano produce principalmente células eritroides (Bloom y Bartelmez, 1940). También se ha descrito la presencia ocasional de macrófagos y megacariocitos primitivos (Fukuda, 1973). Aunque los estudios sobre la emergencia de células hematopoyéticas en estas primeras etapas siguen siendo escasos, nuestras propias observaciones a partir del día 19 del desarrollo han sugerido que la secuencia descrita en embriones animales también se aplica al saco vitelino humano (Cortés et al., 1999, Tavian et al. , 1999). Agrupaciones derivadas del mesodermo de células hematopoyéticas primitivas - o islas de sangre - se desarrollan en estrecha asociación con el endotelio de los vasos sanguíneos del saco vitelino emergentes. La co-expresión de la molécula de superficie CD34 por las células hematopoyéticas dentro de islotes sanguíneos sólidos y por las células endoteliales en desarrollo adyacentes es consistente con la existencia de un precursor hemangioblasto común para los linajes sanguíneos y células endoteliales (Tavian et al., 1999). Queda por determinar, sin embargo, si CD34 marca un hemangioblasto putativo en el mesodermo del saco vitelino humano indiferenciado antes del inicio de la vasculogénesis. En este sentido, la expresión de CD34 en el saco vitelino precoz recuerda a la de MB1 (también conocida como QH1) en el saco vitelino de codorniz. Similar a CD34 en el hombre, la glicoproteína MB1 se expresa en la superficie de células endoteliales codorniz y células hematopoyéticas durante toda la vida embrionaria y post-eclosión (Peault et al., 1983). Sin embargo, MB1 se expresa primero en el saco vitelino por las células endoteliales emergentes en lugar de por el mesodermo hemangioblásico indiferenciado anterior (Peault, 1987). Esto puede sugerir que las células endoteliales del saco vitelino son precursoras de células hematopoyéticas extra-embrionarias, como es el caso de la hematopoyesis intra-embrionaria (ver más abajo). Los autores anteriores ya formularon la hipótesis de la existencia de células endoteliales que forman la sangre en el saco vitelino de las aves (Sabin, 1920).

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