Orientadores: Fernando Ferreira Costa, Renata Sesti-Costa

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: Monócitos e macrófagos são células da imunidade inata capazes de modificar seu fenótipo para adequar-se ao tecido no qual estão presentes e às necessidades do meio. A eritropoese, processo de formação de hemácias, acontece nas ilhas eritroblásticas (IEs), nichos especializados compostos por...

Resumo: Monócitos e macrófagos são células da imunidade inata capazes de modificar seu fenótipo para adequar-se ao tecido no qual estão presentes e às necessidades do meio. A eritropoese, processo de formação de hemácias, acontece nas ilhas eritroblásticas (IEs), nichos especializados compostos por um macrófago central cercado por células eritroides em diferentes estágios de diferenciação. Eles apresentam fenótipo específico que inclui a expressão de moléculas anti-inflamatórias, de adesão e daquelas ligadas ao metabolismo do ferro e à eritrofagocitose. Isso possibilita que exerçam funções essenciais para o desenvolvimento eritroide: reciclagem do ferro a partir da fagocitose dos eritrócitos senescentes e a indução da proliferação e sobrevivência dos eritroblastos. Em algumas situações ocorre a eritropoese de estresse (EE), com o aumento da produção de eritrócitos e maior recrutamento de ferro. Algumas doenças possuem um estado crônico de EE: a anemia falciforme (AF) é caracterizada pela falcização das hemácias levando à ativação do endotélio, inflamação e crises vaso-oclusivas. Na policitemia vera (PV) a eritropoese é aumentada, com proliferação de progenitores eritroides e maior risco de trombose. A depleção de macrófagos em modelo animal de PV e de anemia hemolítica mostrou a importância dessas células durante a EE. Os monócitos também parecem estar envolvidos nos processos da eritropoese. O objetivo desse trabalho foi caracterizar o fenótipo de monócitos e macrófagos de pacientes com EE. Em especial, foram investigadas a capacidade dessas células de promoverem a diferenciação eritroide e fagocitarem eritrócitos. Foram incluídos pacientes AF ou PV atendidos no Hemocentro-UNICAMP em fase estável da doença. O grupo controle (CTRL) incluiu indivíduos sadios. Os monócitos circulantes do sangue total foram utilizados para a investigação da expressão de moléculas características dos macrófagos das IEs, para verificar seu envolvimento na fagocitose de células eritroides, para avaliar o papel das hemácias e dos monócitos nesse processo, investigando a expressão de heme-oxigenase-1 (HO-1) e ferroportina (FPN), e também para a diferenciação e Fenotipagem dos macrófagos. O perfil de expressão dos macrófagos de pacientes EE não se assemelhou ao dos macrófagos das IEs, provavelmente devido ao ambiente controlado no qual a diferenciação foi feita. Em contrapartida, os monócitos desses pacientes se mostraram mais semelhantes fenotipicamente do que os monócitos CTRL, indicando que seriam capazes de influenciar na EE presente nessas doenças. Essas células participam da eritrofagocitose na circulação, sendo que o aumento dessa atividade parece ser resultado de uma maior participação das hemácias nos pacientes AF e, ser uma influência tanto das hemácias quanto dos monócitos nos pacientes PV. Em todos os grupos observou-se aumento das expressões de HO-1 e FPN nos monócitos após a fagocitose. Esses resultados mostram que, apesar de possuírem fisiopatologias diferentes, pacientes com AF ou PV possuem monócitos mais capazes de interagir com células eritroides e de realizar a sua retirada na circulação, contribuindo para o maior entendimento da eritrofagocitose e da EE que ocorrem nessas doenças, revelando a contribuição dos monócitos nesses processos e abrindo caminhos para o desenvolvimento de novos alvos terapêuticos no futuro

Abstract: Monocytes and macrophages are cells of innate immunity capable of modifying their phenotype to adapt to the tissue in which they are present and the needs of the environment. Erythropoiesis, the process of red blood cell formation, happens in erythroblastic islands (EBIs), specialized...

Abstract: Monocytes and macrophages are cells of innate immunity capable of modifying their phenotype to adapt to the tissue in which they are present and the needs of the environment. Erythropoiesis, the process of red blood cell formation, happens in erythroblastic islands (EBIs), specialized niches composed of a central macrophage surrounded by erythroid cells at different stages of differentiation. They have a specific phenotype that includes the expression of anti-inflammatory molecules, adhesion molecules, and those linked to iron metabolism and erythrophagocytosis. This enables them to perform essential functions for erythroid development: iron recycling from the phagocytosis of senescent erythrocytes and the induction of erythroblast proliferation and survival. In some situations, stress erythropoiesis (SE) occurs, with increased erythrocyte production and greater iron recruitment. Some diseases have a chronic state of SE: sickle cell anemia (SCA) is characterized by the falcization of red blood cells leading to the activation of endothelium, inflammation, and vaso-occlusive crises. In polycythemia vera (PV) erythropoiesis is increased, with proliferation of erythroid precursors and higher risk of thrombosis. The depletion of macrophages in animal model of PV and hemolytic anemia showed the importance of these cells during SE. Monocytes also seem to be involved in the erythropoiesis processes. The aim of this work was to characterize the phenotype of monocytes and macrophages of patients with SE. In particular, the ability of these cells to promote erythroid differentiation and phagocyte erythrocytes were investigated. Were included patients diagnosed with SCD or PV in the UNICAMP Blood Center, all in stable phase of the disease. The control group (CTRL) included healthy individuals. Circulating monocytes of total blood were used for the investigation of the expression of molecules characteristic of EBIs, to verify their involvement in erythroid cell phagocytosis, to evaluate the role of red blood cells and monocytes in this process, investigating the expression of heme-oxygenase-1 (HO-1) and ferroportin (FPN), and for the differentiation and phenotyping of macrophages. The expression profile of SE patients’ macrophages did not resemble that of the EBIs macrophages, probably due to the controlled environment in which the differentiation was conducted. On the other hand, monocytes of these patients were more similar phenotypically than CTRL monocytes, indicating that they would be able to influence the SE present in these diseases. These cells participate in erythrophagocytosis in the circulation, and this activity appears to be increased by the influence of red blood cells in SCA patients and, an influence of both red blood cells and monocytes in PV patients. In all groups there was an increase in HO-1 and FPN expressions in monocytes after phagocytosis. These results show that, although they have different pathophysiologies, patients with SCA or PV have monocytes more capable of interacting with erythroid cells and to perform their removal in circulation, contributing to the greater understanding of erythrophagocytosis and the SE that occur in these diseases, revealing the contribution of monocytes in these processes and opening ways to the development of new therapeutic targets in the future