Mechanisms of disease 2 thema 2 (zelf een 9 mee gehaald)

HC 14 – Normal hematopoiesis
Bloedsamenstelling
 55% plasma (vooral water)
 45% vooral erythrocyten (en trombocyten, leukocyten)
 productie bloedcellen kan 3-8 keer vermeerderen bij infectie/bloeding

Functies bloed
 Beschermen tegen pathogenen leukocyten
 Afvoeren afvalproducten (CO2 & melkzuur) erythrocyten/plasma
 Homeostase, bv regeling temperatuur plasma
 Coagulatie trombocyten
 Transport voedingstoffen & zuurstof erytrhocyten/plasma

Stamcellen & hematopoëse
Hematopoëse = vorming en ontwikkeling van bloedcellen in het beenmerg – stamcellen:
 Zelfvernieuwing = prolifereren zonder te differentiëren
 Differentiëren tot gespecialiseerde cellen
o Toti/omnipotent = tot embryonic & extra embryonic tissue (placenta, dooierzak)
o Pluripotent = tot alle embryonic soorten cellen
o Multipotent = tot alle soorten cellen van een specifiek weefsel/orgaan
o Unipotent = tot 1 type cel

Hematopoëtische stamcellen
 Multipotent = differentiëren tot alle lymfo-myeloid lijnen
 Zelfvernieuwing
o Symmetrisch delen = zonder differentiatie van cellen
o Assymetrisch delen = 1 cel differentieert & 1 cel ongedifferentieerd
 tijdens differentiatie verliezen cellen capaciteit te prolifereren  beperkte levensduur  afsterven

Haematopoietisch systeem
Zelfvernieuwing neemt af naar beneden  proliferatie & differentiatie




Productie hematopoëtische stamcellen
 3-11 wk: hematopoëtische eilandjes in dooierzak
 > 11 wk: begin beenmerg
 6-24 wk: lever & deels milt (20%)
 >24 wk: grootste deel in beenmerg
 Volwassen: alleen beenmerg
o Vertebra/pelvis (vooral), sternum, ribben, lymfeknopen, femur

,Biopsie in het beenmerg
Naald in bekkenkam:
 Gedifferentieerde stamcellen verlaten beenmerg in kleine vaatjes  zo klein; stamcellen
moeilijk zichtbaar onder de microscoop
 Stamcelniche = verschillende cellen in beenmerg die stamcellen ondersteunen  veel cellen
aanwezig  moeilijk stamcellen pakken bij biopsie
o Stromale cellen: fibroblasten & vetcellen
o Bloedvaten
o Haematopoëtische stamcellen (alle fasen)
o CAR, NES+ & MSC-cellen = productie cytokinen  celvernieuwing & differentiatie




Erytropoëse
Erythrocyten
 Geen celkern (verliezen tijden differentiatie)  niet prolifereren  sterven (120 dagen)
 Grootste fractie van het bloed (4-5 x 10^12/L)
Normaal: alleen gedifferentieerde erythrocyten in circulatie
Stress beenmerg: ook ongedifferentieerde erythrocyten in circulatie  iets aan de hand met lichaam

Functie: zuurstofmoleculen binden aan Hb  zuurstoftransport (Hb + O2  HbO2)
 Mannen: 8.5-11 mmol/L Hb
 Vrouwen: 7.5-10 mmol/L Hb
 hangt samen met MCV – grootte erythrocyt (minder Hb  MCV laag)

Trombocyten
Trombocyten = ontstaan door fragmentatie van megakaryocyten = geen kern & rol in bloedstolling
 Levensduur: 7-10 dagen
 Normaalwaarden: 150-400 x 10^9 /L
Schade weefsel  trombocyten binden Von Willebrand factor  coagulatiecascade 
trombocyten + rode bloedcellen + fibrine = bloedprop




Leukocyten
Leukocyten = witte bloedcellen die kunnen differentiëren in verschillende soorten cellen
 Granulocyten – 1-2 dagen
o Neutrofielen = gecapsuleerde bacteriën
o Eosinofielen/basofielen = allergie & parasieten
 Lymfocyten – dagen-jaren
o B-cel = humorale afweer
o NK/T-cel = cellulaire afweer
 Monocyten (bloed)/macrofaag (weefsel) = fagocytose, verwerking en presentatie antigenen
aan lymfocyten & secretie cytokinen – 12h
 neutrofielen & lymfocyten het meest

,Granulopoeise
Neutrofiele granulocyt = fagocytose bacteriën & productie cytotoxische stoffen (40-75% leukocyten)
Infectie  cytokinen & groeifactoren  meer granulocyten  6-10h in bloed  in weefsel
Left shift = aanwezigheid niet-volledig gedifferentieerde neutrofielen bloedbaan (bv infectie)

Lymfopoiese
B-cellen = beenmerg  ontwikkeling in germinal centers lymfeknopen  herkennen antigenen &
eiwitten in circulatie  plasmacellen (en geheugencellen)  antilichamen & cytokinen
T-cellen = beenmerg  thymus (positieve selectie (binden aan self-HLA) & negatieve selectie
(binden self-antigenen)  lymfeknopen  herkennen antigenen in presentatie met MHC op APC
 CD4 = helpen B-cel actief maken
 CD8 = lyse cellen met lichaamsvreemde stoffen
 Antigeen-specifiek
NK-cellen
 Missing self = geen MHC1  celdood
 Induced self = wel MHC1 maar te veel stimuli op celmembraan  celdood
 Antigeen onafhankelijk

Innate: NK-cel, dendritische cel, fagocyten & complement (h) Adaptive: Lymfocyten (dagen)




Hematopoietische groeifactoren en cytokinen
Groeifactoren = direct: hematopoëtische stam/progenitorcellen inhiberen/stimuleren
Cytokinen = indirect: productie hematopoëtische groeifactoren inhiberen/stimuleren

Groeifactoren
Productie Functie
EPO Nieren Vooral bij hypoxie: productie rode bloedcellen beenmerg stimuleren
TPO Lever - Reguleren productie trombocyten
- Stimuleren overleving & proliferatie hematopoëtische stamcellen
G-CSF - Fibroblasten Stimuleren leukocytose  stamcelmobalisatie & leukaferese
- Endotheelcellen Infectie: monocyten  cytokinen  G-CSF  leukocytose
- Macrofagen
Beenmerg biopsie: G-CSF toedienen  meer neutrofielen  cytokinen (elastase & cathepsin-G)
verbinding verbreken stamcellen en niche  circulatie  stamcellen uit bloed halen

, HC 15 – Laboratory techniques
Automatische hematologie analyzer
Complete blood count (CBC) = bloed afnemen in buis met anticoagulatie factor  in
geautomatiseerde hematologie analyzer

Hemodynamische focussing: nauwe vloeistofstroom  cellen passeren 1 voor 1 een lichtbron 
hoeveelheid cellen bepalen  lichtstraal 2 ontvangers:
 Side scatter = complexheid intracellulaire structuren (nuclei/granula)  grotere verdeling
 Forward scatter = grootte cel
 Scatter plot (afbeelding)




Microscopische leukocytendifferentiatie
Leukocytendifferentiatie = bepalen welke leukocyten aanwezig zijn  microscoop
May Grünwald Giemsa (MGG) = aankleuren nuclei & granula

Beenmergonderzoek
Beenmergonderzoek = extra informatie over diagnostische aanwijzingen in perifere bloed (bv
toename/afname Hb, trombocyten of leukocyten & aanwezigheid abnormale/immature cellen)
 Hematomorfologie en cytologie (hematopathologie)
 Immunofenotypering
 Cytogenetica
 Moleculaire diagnostiek
 Want verschillende vormen leukemie  andere behandeling & prognose

Hematomorfologie & cytologie
Hematomorfologie = beenmerg kleuren met MGG  microscoop 2 x 500 cellen  onderscheid
celtypen op basis van morfologische eigenschappen
- Blasten (myeloblast/lymfoblast), volwassen en onvolwassen cellen (myeloïde, erythroïde,
megakaryocytisch), lymfocyten, plasmacellen, macrofagen & mestcellen
- Geen onderscheid tussen B-cellen, T-cellen & NK-cellen
 sensitiviteit: 1% (1 abnormale cel per 100 normale cellen)

Leukemie = verlies diversiteit  nucleolus (immature) & auer rods
- Myeloïde granulen: peroxidase +
- Lymfoïde granulen: peroxidase –

Immunofenotypering - flowcytrometry
Immunotherapie = informatie over celtypen (bv onderscheid B- T- & NK-cellen)
FACS (fluorescentie-activating celsortering) machine & kleuring = cell surface moleculen 
onderscheid op basis van antigenen & CD-eiwitten (cluster of differentation)
 100.000-1.000.000 cellen  sensitiviteit: 0,01-0,001% (hoger)

Monoklonale antilichamen met constant deel (met fluorchroom) & lichte en zware keten  binden
antigeen  1 voor 1 laserstraal passeren  data-analyse adhv dotplot  informatie over
aanwezigheid antigenen:
- CD45 = alle leukocyten
- CD34 = stamcellen
- CD33 = myeloïde cel
- CD36 = erytroïde cel