Megakaryocyte

Regulação transcricional da formação de plaquetas

Desenvolvimento de megacariócitos e formação de plaquetas são controlados pela ação coordenada de fatores de transcrição que ativam especificamente os genes dos precursores de megacariócitos ou suprimem a expressão de genes que suportam outros tipos de células.22 Estudos de alvos genéticos em camundongos identificaram vários genes que são cruciais para o desenvolvimento de megacariócitos e formação de plaquetas. Liderando a lista de fatores de transcrição que desempenham um papel essencial na maturação dos megacariócitos e biogênese plaquetária é o heterodímero básico de zíper leucino NF-E2. NF-E2 é uma proteína composta por uma subunidade 18-20-kDa de expressão ubíqua e uma subunidade p45 que é restrita a linhagens eritróide e megacariócitas. Embora a NF-E2 tenha sido postulada como sendo um fator de transcrição que impulsionou especificamente a expressão de genes essenciais para a eritropoiese, ratos sem p45 NF-E2 não apresentam defeitos na eritropoiese. Em vez disso, ratos deficientes na subunidade p45 ou duas das pequenas subunidades da máfia morrem de hemorragia logo após o nascimento devido a uma completa falta de plaquetas circulantes. Embora os megacariócitos sofram endomitose normal e proliferem em resposta à TPO, camundongos deficientes em p45 NF-E2 produzem um número maior de megacariócitos que são maiores que o normal, contêm menos grânulos, exibem um DMS altamente desorganizado e não conseguem gerar proplaquetas in vitro, um fenótipo indicativo de um bloco tardio na maturação dos megacariócitos. Portanto, NF-E2 parece controlar a transcrição de um número limitado de genes envolvidos na maturação citoplasmática e na formação de plaquetas. Shivdasani e colegas geraram uma biblioteca subtraída de cDNA, enriquecida em transcrições desreguladas em megacariócitos nocturnos NF-E2. Usando esta abordagem, estes investigadores começaram a identificar os alvos a jusante da NF-E2 e a analisar o seu papel nas fases terminais de diferenciação dos megacariócitos. Os alvos transcripcionais da NF-E2 incluem β1 tubulina, tromboxano-sintase e proteínas que regulam a sinalização inside-out via αIIbβ3 integrin. A proteína GATA1 do dedo de zinco é também um fator de transcrição que desempenha um papel crítico na condução da expressão de genes essenciais para a maturação dos megacariócitos. No entanto, ao contrário da NF-E2, que parece impulsionar o estágio posterior do desenvolvimento dos megacariócitos, o GATA1 funciona em múltiplos estágios de desenvolvimento. Inicialmente, pensava-se que as proteínas GATA regulavam a maturação dos glóbulos vermelhos porque a perturbação genética do gene GATA1 em ratos resulta em letalidade embrionária secundária a um bloqueio na eritropoiese. Contudo, várias observações mais recentes também implicam o GATA1 como um regulador da diferenciação dos megacariócitos. Primeiro, a expressão forçada do GATA1 na linha celular mielóide precoce 416b induz a diferenciação dos megacariócitos. Segundo, Shivdasani e colegas usaram a mutagênese dirigida de elementos reguladores dentro do locus GATA1 para gerar ratos com uma perda seletiva do GATA1 na linhagem de megacariócitos. Esses camundongos knockdown expressaram níveis suficientes de GATA1 em células eritróides para contornar a letalidade embrionária causada pela anemia. A deficiência de GATA1 nos megacariócitos leva a trombocitopenia grave. A contagem de plaquetas é reduzida para aproximadamente 15% do normal e as pequenas quantidades de plaquetas circulantes são redondas e maiores do que o normal. Estes ratos têm um número aumentado de pequenos megacariócitos que apresentam uma taxa de proliferação acelerada. O pequeno volume citoplasmático dos megacariócitos GATA1 deficientes contém tipicamente um excesso de retículo endoplasmático grosso, muito poucos grânulos específicos de plaquetas, e um DMS subdesenvolvido ou desorganizado, sugerindo que a maturação dos megacariócitos está presa nos megacariócitos deficientes do GATA1.

Uma família com anemia diseritropoiética ligada ao X e trombocitopenia devido a uma mutação no GATA1 foi descrita. A substituição de um único nucleotídeo no dedo de zinco terminal do GATA1 inibe a interacção do GATA1 com o seu cofactor essencial, amigo do GATA1 (FOG). Embora os megacariócitos nos membros da família afetados sejam abundantes, eles são excepcionalmente pequenos e apresentam várias características anormais, incluindo uma abundância de retículo endoplasmático liso, um DMS subdesenvolvido, e uma falta de grânulos. Estas observações sugerem um papel essencial para a interação FOG1-GATA1 na trombopoiese. A eliminação genética de FOG em camundongos resultou inesperadamente na ablação específica da linhagem de megacariócitos, sugerindo um papel independente de GATA1 para FOG nos estágios iniciais do desenvolvimento de megacariócitos; portanto GATA1 e FOG são necessários para a geração de megacariócitos a partir de um progenitor bipotencial comum.

Ratos knockouteveral indicam também um papel para fatores adicionais de transcrição no desenvolvimento de megacariócitos. Ratos portadores de uma mutação nula no Fli-1, um membro da família ETS de factores de transcrição de hélice de rotação da hélice alada que ligam sequências ricas em purina nos promotores genéticos, apresentam defeitos no desenvolvimento dos megacariócitos. Megacariócitos cultivados a partir de ratos sem Fli-1 contêm números reduzidos de grânulos α, desorganização das membranas de demarcação e uma redução no tamanho. Ratos sem a proteína hematopoiética do dedo de zinco (Hzf), um fator de transcrição que é predominantemente expresso em megacariócitos, têm números reduzidos de α-grânulos em megacariócitos e plaquetas. Portanto, o Hzf pode regular a transcrição dos genes envolvidos na síntese dos componentes da grânula α e/ou sua embalagem em grânulos α. SCL, um fator básico de transcrição da hélice – hélice, inicialmente identificado em um subconjunto de leucemia de células T humanas com características multilineaginosas, também parece ser crítico para a megacariopoiese. Resultados da deleção de SCL em ratos indicam que este fator de transcrição é necessário para o desenvolvimento adequado de eritróides e megacariócitos.