Le cellule staminali emopoietiche circolanti mostrano potenziale diagnostico / Circulating Hematopoietic Stem Cells Show Diagnostic Potential

 Le cellule staminali emopoietiche circolanti mostrano potenziale diagnostico / Circulating Hematopoietic Stem Cells Show Diagnostic Potential

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori hanno monitorato il modo in cui le cellule staminali circolanti che supportano la produzione permanente di sangue e cellule immunitarie cambiano nel corso della vita di una persona, il che potrebbe semplificare la diagnosi dei tumori del sangue.

I risultati, pubblicati su Nature Medicine, forniscono intervalli di riferimento per queste cellule staminali e progenitrici emopoietiche (HSPC) e potrebbero facilitare l'applicazione clinica della genomica a singola cellula in ematologia. In particolare, lo studio suggerisce che l'analisi di queste cellule potrebbe essere utile per individuare le persone a rischio di malattie come la sindrome mielodisplastica. In questo gruppo di patologie legate all'età, le cellule staminali del sangue non riescono a maturare correttamente in cellule del sangue funzionali.

"Questo studio è il primo a descrivere a livello molecolare quantitativo la variazione delle cellule staminali del sangue tra individui sani", hanno affermato Amos Tanay, PhD, e Liran Shlush, PhD, che hanno un laboratorio congiunto presso l'Istituto Weizmann in Israele.

È questa variazione che definisce i confini della normalità e consente la diagnosi di modelli che ne esulano, hanno spiegato a Inside Precision Medicine .

"Questo migliorerà la diagnosi delle neoplasie del sangue in generale ed in particolare nel sangue periferico, sostituendo l'analisi del midollo osseo". Lo studio ha esaminato le cellule staminali ematopoietiche (HSPC) circolanti in 148 persone di età diverse utilizzando il sequenziamento dell'RNA a singola cellula di cellule del sangue periferico che esprimono la proteina CD34 sulla loro superficie, insieme a metodi computazionali.

Il gruppo ha monitorato i cambiamenti fisiologici e specifici della malattia nei partecipanti durante tutto il corso della loro vita ed è stato in grado di caratterizzare in dettaglio i programmi trascrizionali di diverse sottopopolazioni di HSPC, a volte rare, come NKTDP e BEMP. Hanno quindi definito l'intervallo di riferimento normale per la frequenza delle sottopopolazioni di HSPC circolanti nel gruppo di persone studiate.

Questo ha rivelato che la composizione dei sottotipi circolanti di HSPC variava notevolmente tra le diverse persone, mentre gli stati cellulari stessi erano notevolmente generali. Queste composizioni sono rimaste stabili durante un anno di follow-up.

Si è osservato un notevole aumento, correlato all'età, del rapporto tra progenitori mieloidi (MEBEMP) e linfoidi (CLP) negli uomini, confrontando quelli di età inferiore ai 50 anni con quelli di età superiore ai 60. La prevalenza di progenitori mieloidi legata all'età, predominante negli uomini anziani, non era significativa nelle donne.

All'interno del percorso di differenziazione MEBEMP, l'invecchiamento è correlato alla sovrarappresentazione di stati più differenziati, ancora una volta solo negli uomini.

Questa correlazione specifica per sesso tra età e predisposizione mieloide circolante delle cellule staminali emopoietiche (HSPC) potrebbe essere collegata alle proprietà intrinseche delle cellule, come le mutazioni specifiche del sesso maschile associate alla leucemia che predispongono alla differenziazione mieloide, suggeriscono i ricercatori.

In alternativa, potrebbe essere collegato a cambiamenti ormonali e microambientali del midollo osseo correlati all'età.

Il gruppo ha poi dimostrato come la sindrome mielodisplastica potesse essere diagnosticata tramite il sangue periferico, senza prelievo di midollo osseo, definendo classi di pazienti affetti dalla patologia e frequenze anomale di progenitori di linfociti, basofili o granulociti.

"Il nostro studio approfondisce la fisiologia molecolare di base delle cellule staminali ematopoietiche (HSPC) circolanti a livello di popolazione, svelando fenotipi correlati all'età e proponendo una piattaforma per approfondimenti meccanicistici e diagnostici sulle neoplasie del sangue", hanno concluso i ricercatori.

Questa risorsa, insieme a vari altri strumenti per la profilazione genetica ed epigenomica nel sangue, ha il potenziale di ridefinire gli stati normali e patologici in ematologia e di fornire sia ai medici sia ai ricercatori i mezzi per mappare la transizione dalla salute alla malattia.

ENGLISH

Researchers have tracked how circulating stem cells that support the lifelong production of blood and immune cells change across a person’s lifespan, which could simplify the diagnosis of blood cancers.

The findings, in Nature Medicine, provide reference ranges for these hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) and could facilitate the clinical application of single-cell genomics in hematology. In particular, the study suggests that analyzing these cells could be useful to determining people at risk of diseases such as myelodysplastic syndrome. In this age-related group of disorders, blood stem cells fail to properly mature into functional blood cells.

“This study is the first to describe at the quantitative molecular level the variation in blood stem cells among healthy individuals,” said Amos Tanay, PhD, and Liran Shlush, PhD, who have a joint lab at the Weizmann Institute in Israel.

It is this variation that defines the boundaries of normal and allows the diagnosis of patterns that fall outside this, they explained to Inside Precision Medicine.

“This will advance blood malignancy diagnosis in general and specifically from the peripheral blood, replacing bone marrow analysis.” The study examined circulating HSPCs in 148 people from a range of ages using single-cell RNA sequencing of peripheral blood cells expressing the CD34 protein on their surface, together with computational methods.

The team tracked physiological and disease-specific changes in the participants through their lifespans and were able to characterize in detail the transcriptional programs of diverse, sometimes rare HSPC subpopulations, such as NKTDP and BEMP. They then defined the normal reference range for circulating HSPC subpopulation frequencies in the group of people studied.

This revealed that the composition of circulating HSPC subtypes varied greatly between different people, whereas the cell states themselves were remarkably general. These compositions remained stable during a year of follow up.

There was a remarkable, age-related increase in myeloid (MEBEMP) to lymphoid (CLP) progenitor ratios in men, when comparing those under 50 years of age with those over 60s. The age-related myeloid bias predominant in older men was not significant in women.

Within the MEBEMP differentiation trajectory, aging correlated with over-representation of more differentiated states, once again only in men.

This sex-specific correlation between age and circulating HSPC myeloid bias could be related to cell intrinsic properties, such as male-specific leukemia-associated mutations that predispose to myeloid differentiation, the researchers suggest.

Alternatively, it could be linked with age-related hormonal and bone-marrow microenvironmental changes.

The team then showed how myelodysplastic syndrome could be diagnosed from peripheral blood without bone marrow sampling, defining classes of patients with the condition and abnormal lymphocyte, basophil or granulocyte progenitor frequencies.

“Our study delves into the basic molecular physiology of [circulating] HSPCs at the population level, uncovering age-related phenotypes and proposing a platform for mechanistic and diagnostic insights into blood malignancies,” the researchers concluded.

“This resource, along with various other tools for profiling genetics and epigenomics in the blood, has the potential to redefine normal versus pathological states in hematology and provide both clinicians and researchers the means for mapping the transition from health to disease.”

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/patient-care/circulating-hematopoietic-stem-cells-show-diagnostic-potential/?_hsenc=p2ANqtz-_EMpxzJw9OOFf4iNXtkdvPEUF9NjTyPIOwoDk6b3CK1cvUCkVmrY3dim3kVjfZiRz6AJO8h6CSqYqVj5TKw78Flfjn0E55ufXCRGdcnXULpyAyS_M&_hsmi=368847025