Interacción celular en la eritropoyesis

[spa] DE LA TESIS:La Hematología se constituye actualmente en una disciplina de estudio con posibilidades ilimitadas, en permanente expansión hasta poder ser considerada como una auténtica vanguardia en determinados aspectos de los avances en medicina. El clínico que convive diariamente con el enfermo hematológico está sometido de forma permanente a estímulos derivados, de una parte, de la gravedad de los problemas que se le plantean, muchos de ellos sin una solución inmediata viable, y por otra, de la consciencia de que la hematología es una disciplina de gran viveza, sometida constantemente a revisión de conceptos, a nuevas aportaciones de conocimientos que tienden a ir cubriendo paulatinamente las amplias lagunas de "ignorancia" fisiopatológica que caracterizan, aún actualmente, a la mayoría de hemopatías. En este ambiente de motivación para el estudio, es difícil sustraerse a la posibilidad de desarrollar una tarea investigadora, pues se es consciente de que la mentalización en tal sentido es una actitud que debe presidir el pensamiento del clínico. El desarrollo de esta actitud investigadora está al alcance del hematólogo en primer lugar a través de la investigación clínica, realizable por la sistematización en la asistencia de enfermos, con un minucioso espíritu observador y crítico de la experiencia diaria. De aquí surgirán las inquietudes que mueven a la investigación básica y que la hacen lícita en cuanto tiende, a corto o largo plazo, a ser soporte de nuevas orientaciones terapéuticas.Mi trayectoria profesional dentro de la medicina se ha desarrollado, desde 1972 hasta la actualidad, en la Escuela de Hematología Parreras Valentí, dirigida por el Profesor Ciril Rozman. En este centro, primer enclave de una concepción auténticamente científica de la Hematología en el país, he tenido ocasión de desarrollar una actividad marcada por la responsabilidad en la ampliación de conocimientos, siempre en base a una mejor tarea asistencial. La inquietud científica del grupo ha comportado la sensibilización hacia aspectos concretos de la especialidad por parte de cada uno de sus elementos integrantes. Así surgió mi interés por la temática de la eritropoyesis y, dentro de ella, por las nuevas perspectivas de conocimiento fisiopatológico que ofrece el cultivo de los precursores eritroblásticos en modelos "in vitro". Mi posterior contacto con el Profesor Esmail D. Zanjani, Director del "Human Diagnostic Bone Marrow Research Unit", ubicado en el "Veterans Administration Hospital" de Minneapolis y dependiente de la "University of Minnesota" (USA), supuso mi acceso directo al aprendizaje de la investigación como disciplina de trabajo intelectual y, en concreto, de la metodología en el cultivo de los precursores eritroblásticos. La indudable talla científica del Profesor Zanjani, avalada repetidamente por sus numerosas aportaciones al conocimiento de la fisiología de la entropoyesis, no desmerece de su categoría humana, asimismo excepcional. Bajo su tutela científica y constante apoyo fue posible la realización de este trabajo.La eritropoyesis es el proceso fisiológico por el que la "stem cell" pluripotente se reproduce y diferencia hacia el compartimiento entroblástico hasta alcanzar, tras una ordenada secuencia de estadios madurativos, su objetivo final la circulación sanguínea del hematíe A grandes rasgos, los dos requerimientos más importantes para la realización de este proceso fisiológico en los mamíferos adultos son presencia de "stem cells" capaces de un amplio potencial de proliferación y diferenciación, así como regulación del proceso por la hormona entropoyetina.Sin embargo, el avance en el conocimiento de la fisiología de la eritropoyesis por el desarrollo de técnicas experimentales "in vivo" e "in vitro" que permiten estudiar sus etapas más precoces, así como la acumulación de evidencias fisiopatológicas que inciden en la cinética y calidad del proceso, dan soporte a una mayor complejidad en los mecanismos de inducción y regulación para la maduración eritroide, lo que incluye, sumariamente, evidencias sobre la existencia de mecanismos humorales distintos a la eritropoyetina, así como de mecanismos de interacción celular. El conocimiento de estos factores ha de contribuir, sin duda, a un progreso decisivo en la comprensión de la totalidad del proceso tanto en su dimensión fisiológica como en circunstancias patológicas no bien explicables

Interacción celular en la eritropoyesis

DE LA TESIS:La Hematología se constituye actualmente en una disciplina de estudio con posibilidades ilimitadas, en permanente expansión hasta poder ser considerada como una auténtica vanguardia en determinados aspectos de los avances en medicina. El clínico que convive diariamente con el enfermo hematológico está sometido de forma permanente a estímulos derivados, de una parte, de la gravedad de los problemas que se le plantean, muchos de ellos sin una solución inmediata viable, y por otra, de la consciencia de que la hematología es una disciplina de gran viveza, sometida constantemente a revisión de conceptos, a nuevas aportaciones de conocimientos que tienden a ir cubriendo paulatinamente las amplias lagunas de "ignorancia" fisiopatológica que caracterizan, aún actualmente, a la mayoría de hemopatías. En este ambiente de motivación para el estudio, es difícil sustraerse a la posibilidad de desarrollar una tarea investigadora, pues se es consciente de que la mentalización en tal sentido es una actitud que debe presidir el pensamiento del clínico. El desarrollo de esta actitud investigadora está al alcance del hematólogo en primer lugar a través de la investigación clínica, realizable por la sistematización en la asistencia de enfermos, con un minucioso espíritu observador y crítico de la experiencia diaria. De aquí surgirán las inquietudes que mueven a la investigación básica y que la hacen lícita en cuanto tiende, a corto o largo plazo, a ser soporte de nuevas orientaciones terapéuticas.Mi trayectoria profesional dentro de la medicina se ha desarrollado, desde 1972 hasta la actualidad, en la Escuela de Hematología Parreras Valentí, dirigida por el Profesor Ciril Rozman. En este centro, primer enclave de una concepción auténticamente científica de la Hematología en el país, he tenido ocasión de desarrollar una actividad marcada por la responsabilidad en la ampliación de conocimientos, siempre en base a una mejor tarea asistencial. La inquietud científica del grupo ha comportado la sensibilización hacia aspectos concretos de la especialidad por parte de cada uno de sus elementos integrantes. Así surgió mi interés por la temática de la eritropoyesis y, dentro de ella, por las nuevas perspectivas de conocimiento fisiopatológico que ofrece el cultivo de los precursores eritroblásticos en modelos "in vitro". Mi posterior contacto con el Profesor Esmail D. Zanjani, Director del "Human Diagnostic Bone Marrow Research Unit", ubicado en el "Veterans Administration Hospital" de Minneapolis y dependiente de la "University of Minnesota" (USA), supuso mi acceso directo al aprendizaje de la investigación como disciplina de trabajo intelectual y, en concreto, de la metodología en el cultivo de los precursores eritroblásticos. La indudable talla científica del Profesor Zanjani, avalada repetidamente por sus numerosas aportaciones al conocimiento de la fisiología de la entropoyesis, no desmerece de su categoría humana, asimismo excepcional. Bajo su tutela científica y constante apoyo fue posible la realización de este trabajo.La eritropoyesis es el proceso fisiológico por el que la "stem cell" pluripotente se reproduce y diferencia hacia el compartimiento entroblástico hasta alcanzar, tras una ordenada secuencia de estadios madurativos, su objetivo final la circulación sanguínea del hematíe A grandes rasgos, los dos requerimientos más importantes para la realización de este proceso fisiológico en los mamíferos adultos son presencia de "stem cells" capaces de un amplio potencial de proliferación y diferenciación, así como regulación del proceso por la hormona entropoyetina.Sin embargo, el avance en el conocimiento de la fisiología de la eritropoyesis por el desarrollo de técnicas experimentales "in vivo" e "in vitro" que permiten estudiar sus etapas más precoces, así como la acumulación de evidencias fisiopatológicas que inciden en la cinética y calidad del proceso, dan soporte a una mayor complejidad en los mecanismos de inducción y regulación para la maduración eritroide, lo que incluye, sumariamente, evidencias sobre la existencia de mecanismos humorales distintos a la eritropoyetina, así como de mecanismos de interacción celular. El conocimiento de estos factores ha de contribuir, sin duda, a un progreso decisivo en la comprensión de la totalidad del proceso tanto en su dimensión fisiológica como en circunstancias patológicas no bien explicables

Cell-Cell Interaction in Erythropoiesis: ROLE OF HUMAN MONOCYTES

Erythroid burst forming units (BFU-E) are proliferative cells present in peripheral blood and bone marrow which may be precursors of the erythroid colony forming cell found in the bone marrow. To examine the possible role of monocyte-macrophages in the modulation of erythropoiesis, the effect of monocytes on peripheral blood BFU-E proliferation in response to erythropoietin was investigated in the plasma clot culture system. Peripheral blood mononuclear cells from normal human donors were separated into four fractions. Fraction-I cells were obtained from the interface of Ficoll-Hypaque gradients (20-30% monocytes; 60-80% lymphocytes); fraction-II cells were fraction-I cells that were nonadherent to plastic (2-10% monocytes; 90-98% lymphocytes); fraction-III cells were obtained by incubation of fraction-II cells with carbonyl iron followed by Ficoll-Hypaque centrifugation (>99% lymphocytes); and fraction-IV cells represented the adherent population of fraction-II cells released from the plastic by lidocaine (>95% monocytes). When cells from these fractions were cultured in the presence of erythropoietin, the number of BFU-E-derived colonies was inversely proportional to the number of monocytes present (r = −0.96, P < 0.001). The suppressive effect of monocytes on BFU-E proliferation was confirmed by admixing autologous purified monocytes (fraction-IV cells) with fraction-III cells. Monocyte concentrations of ≥20% completely suppressed BFU-E activity. Reduction in the number of plated BFU-E by monocyte dilution could not account for these findings: a 15% reduction in the number of fraction-III cells plated resulted in only a 15% reduction in colony formation. These results indicate that monocyte-macrophages may play a significant role in the regulation of erythropoiesis and be involved in the pathogenesis of the hypoproliferative anemias associated with infection and certain neoplasia in which increased monocyte activity and monopoiesis also occur

Cell-Cell interaction in erythropoiesis: role of human monocytes

Erythroid burst forming units (BFU-E) are proliferative cells present in peripheral blood and bone marrow which may be precursors of the erythroid colony forming cell found in the bone marrow. To examine the possible role of monocyte-macrophages in the modulation of erythropoiesis, the effect of monocytes on peripheral blood BFU-E proliferation in response to erythropoietin was investigated in the plasma clot culture system. Peripheral blood mononuclear cells from normal human donors were separated into four fractions. Fraction-I cells were obtained from the interface of Ficoll-Hypaque gradients (20-30% monocytes; 60-80% lymphocytes); fraction-II cells were fraction-I cells that were nonadherent to plastic (2-10% monocytes; 90-98% lymphocytes); fraction-III cells were obtained by incubation of fraction-II cells with carbonyl iron followed by Ficoll-Hypaque centrifugation (>99% lymphocytes); and fraction-IV cells represented the adherent population of fraction-II cells released from the plastic by lidocaine (>95% monocytes). When cells from these fractions were cultured in the presence of erythropoietin, the number of BFU-E-derived colonies was inversely proportional to the number of monocytes present (r = ¿0.96, P < 0.001). The suppressive effect of monocytes on BFU-E proliferation was confirmed by admixing autologous purified monocytes (fraction-IV cells) with fraction-III cells. Monocyte concentrations of ¿20% completely suppressed BFU-E activity. Reduction in the number of plated BFU-E by monocyte dilution could not account for these findings: a 15% reduction in the number of fraction-III cells plated resulted in only a 15% reduction in colony formation. These results indicate that monocyte-macrophages may play a significant role in the regulation of erythropoiesis and be involved in the pathogenesis of the hypoproliferative anemias associated with infection and certain neoplasia in which increased monocyte activity and monopoiesis also occur