Megacariocitos

Regulación transcripcional de la formación de las plaquetas

El desarrollo de los megacariocitos y la formación de las plaquetas están controlados por la acción coordinada de factores de transcripción que activan específicamente los genes de los precursores de los megacariocitos o suprimen la expresión de los genes que sustentan otros tipos de células.22 Los estudios de orientación genética en ratones han identificado varios genes que son cruciales para el desarrollo de los megacariocitos y la formación de las plaquetas. Encabezando la lista de factores de transcripción que desempeñan un papel esencial en la maduración de los megacariocitos y la biogénesis de las plaquetas se encuentra el heterodímero básico de cremallera de leucina NF-E2. El NF-E2 es una proteína compuesta por una subunidad Maf pequeña de 18-20 kDa de expresión ubicua y una subunidad p45 que está restringida a los linajes eritroide y megacariocítico. Aunque se postuló que la NF-E2 era un factor de transcripción que impulsaba específicamente la expresión de genes esenciales para la eritropoyesis, los ratones que carecen de la NF-E2 p45 no presentan defectos en la eritropoyesis. En cambio, los ratones deficientes en la subunidad p45 o en dos de las subunidades Maf pequeñas mueren de hemorragia poco después de nacer debido a la falta total de plaquetas circulantes. Aunque los megacariocitos se someten a una endomitosis normal y proliferan en respuesta a la TPO, los ratones deficientes en p45 NF-E2 producen un mayor número de megacariocitos que son más grandes de lo normal, contienen menos gránulos, muestran un DMS muy desorganizado y no generan proplaquetas in vitro, un fenotipo indicativo de un bloqueo tardío en la maduración de los megacariocitos. Por tanto, el NF-E2 parece controlar la transcripción de un número limitado de genes implicados en la maduración citoplasmática y la formación de plaquetas. Shivdasani y sus colegas generaron una biblioteca de ADNc sustraída y enriquecida en transcripciones desreguladas en megacariocitos con NF-E2 knockout. Utilizando este enfoque, estos investigadores han comenzado a identificar las dianas descendentes de NF-E2 y a analizar su papel en las etapas terminales de la diferenciación de los megacariocitos. Entre las posibles dianas transcripcionales de NF-E2 se encuentran la tubulina β1, la tromboxano sintasa y las proteínas que regulan la señalización interna a través de la integrina αIIbβ3. La proteína de dedo de zinc GATA1 es también un factor de transcripción que desempeña un papel fundamental en la expresión de genes esenciales para la maduración de los megacariocitos. Sin embargo, a diferencia de NF-E2, que parece impulsar la última etapa del desarrollo de los megacariocitos, GATA1 funciona en múltiples etapas del desarrollo. Inicialmente, se pensaba que las proteínas GATA regulaban la maduración de los glóbulos rojos porque la alteración genética del gen GATA1 en ratones produce una letalidad embrionaria secundaria a un bloqueo de la eritropoyesis. Sin embargo, varias observaciones más recientes también implican a GATA1 como regulador de la diferenciación de los megacariocitos. En primer lugar, la expresión forzada de GATA1 en la línea celular mieloide temprana 416b induce la diferenciación de megacariocitos. En segundo lugar, Shivdasani y sus colegas utilizaron la mutagénesis dirigida de elementos reguladores dentro del locus GATA1 para generar ratones con una pérdida selectiva de GATA1 en el linaje de los megacariocitos. Estos ratones knockdown expresaban niveles suficientes de GATA1 en las células eritroides para evitar la letalidad embrionaria causada por la anemia. La deficiencia de GATA1 en los megacariocitos provoca una trombocitopenia grave. El recuento de plaquetas se reduce a aproximadamente el 15% de lo normal, y el pequeño número de plaquetas circulantes es redondo y más grande de lo normal. Estos ratones tienen un mayor número de megacariocitos pequeños que muestran una tasa de proliferación acelerada. El pequeño volumen citoplasmático de los megacariocitos deficientes en GATA1 suele contener un exceso de retículo endoplásmico rugoso, muy pocos gránulos específicos de las plaquetas y un DMS poco desarrollado o desorganizado, lo que sugiere que la maduración de los megacariocitos está detenida en los megacariocitos deficientes en GATA1.

Se ha descrito una familia con anemia diseritropoyética ligada al cromosoma X y trombocitopenia debido a una mutación en GATA1. Una sustitución de un solo nucleótido en el dedo de zinc N-terminal de GATA1 inhibe la interacción de GATA1 con su cofactor esencial, el amigo de GATA1 (FOG). Aunque los megacariocitos en los miembros de la familia afectados son abundantes, son inusualmente pequeños y presentan varias características anormales, incluyendo una abundancia de retículo endoplásmico liso, un DMS poco desarrollado y una falta de gránulos. Estas observaciones sugieren un papel esencial para la interacción FOG1-GATA1 en la trombopoyesis. La eliminación genética de FOG en ratones resultó inesperadamente en la ablación específica del linaje de megacariocitos, lo que sugiere un papel independiente de GATA1 para FOG en las primeras etapas del desarrollo de los megacariocitos; por lo tanto, GATA1 y FOG son necesarios para la generación de megacariocitos a partir de un progenitor bipotencial común.

Varios ratones knockout también indican un papel para factores de transcripción adicionales en el desarrollo de los megacariocitos. Los ratones portadores de una mutación nula en Fli-1, un miembro de la familia ETS de factores de transcripción de hélice alada-giro-hélice que se unen a secuencias ricas en purina en promotores de genes, presentan defectos en el desarrollo de megacariocitos. Los megacariocitos cultivados a partir de ratones que carecen de Fli-1 contienen un número reducido de α-gránulos, una desorganización de las membranas de demarcación y una reducción del tamaño. Los ratones que carecen de la proteína hematopoyética zinc finger (Hzf), un factor de transcripción que se expresa predominantemente en los megacariocitos, tienen un número reducido de α-granulos en los megacariocitos y las plaquetas. Por lo tanto, Hzf puede regular la transcripción de los genes implicados en la síntesis de los componentes de los α-granulos y/o su empaquetamiento en los α-granulos. SCL, un factor de transcripción básico de hélice-bucle-hélice identificado inicialmente en un subgrupo de leucemia de células T humanas con características de multilinaje, también parece ser crítico para la megacariopoyesis. Los resultados de la supresión de SCL en ratones indican que este factor de transcripción es necesario para el correcto desarrollo de eritroides y megacariocitos.