A sepse é uma disfunção orgânica potencialmente fatal devido a uma resposta desregulada do hospedeiro à infecção, cujos mecanismos fisiopatológicos não estão totalmente compreendidos. Em pacientes com neutropenia febril (NF) secundária à quimioterapia, com contagem de neutrófilos e plaquetas em torno de zero, notam-se complicações como sepse e choque séptico. Sabe-se que neutrófilos e plaquetas atuam como intermediários da lesão tecidual na sepse o que suscita investigação de mecanismos de lesão tecidual adjacentes. Sendo assim, este estudo irá avaliar a liberação de vesículas extracelulares (VEs) e sua associação com o desenvolvimento de sepse em pacientes com NF. Foram incluídos pacientes com neoplasias hematológicas em tratamento antineoplásico e que apresentavam contagem de neutrófilos < 500/μL e temperatura ≥ 37,5°C, divididos em: NF; NF+Sepse e NF + Sepse 72 h. Um grupo controle (CN) com malignidades hematológicas e neutropenia sem febre também foi incluído. Para quantificação e caracterização das VEs, utilizamos plasma pobre em plaquetas (PPP) centrifugado em alta velocidade (30 min, 20.000 g, 4ºC). Então, VEs foram marcadas com anticorpos marcadores de células endoteliais, granulócitos, monócitos, plaquetas e expressão de fator tecidual (FT); e adquiridas em um citômetro de fluxo, Cytoflex. A geração de plasmina e trombina também foi investigada nas amostras de PPP, com substratos fluorométricos independentes para trombina (Boc-Val-Pro-Arg-MCA) e plasmina (Boc-Glu-Lys-Lys-MCA) em uma placa de 96 poços. Após adição de FT, a placa foi lida em um espectrofotômetro fluorométrico por 4 h. Ao total, 42 pacientes de ambos sexos, e idade entre 21 e 71 anos, foram incluídos. Dentre as neoplasias, n = 14 (33%) configuram leucemia aguda; n = 11 (26%) linfoma; n = 16 (38%) mieloma múltiplo e n = 5 (3%) leucemia linfocítica crônica. Dos 10 pacientes com NF+sepse, 6 (60%) tiveram choque séptico, 5 (50%) infecção da corrente sanguínea, e necessidade de terapia de suporte de órgãos (20%). Em destaque, houve um aumento nas VEs derivadas de monócitos em pacientes com NF após o início da sepse: 0,9 (IIQ 0,43 – 2,61) eventos/μL versus 0,35 (IIQ 0,19 – 0,62) em neutropenia; 0,25 (IIQ 0,09 – 0,67) em FN e 0,40 (IIQ 0,16 – 0,67) em FN+Sepse, (p = 0,01). Além disso, a expressão de FT também foi maior nesse grupo quando comparadas às VEs obtidas no início da sepse: 0,50 (IIQ 0,29 – 1,10) eventos/μL versus 0,28 (IIQ 0,12 – 0,56) em FN+Sepse (p = 0,03). Além disso, também observamos um aumento nas VEs endoteliais e dos granulócitos na FN+Sepse 72 h em comparação ao CN. E, esse número de VEs derivadas de monócitos circulantes não foi correlacionado com as contagens celulares de monócitos (Rs = 0,03; p = 0,94). Quanto à geração de plasmina, a área sob a curva, foi menor tanto no FN+sepse quanto no FN+sepse 72 horas quando comparado ao FN e ao CN. Porém, não conseguimos observar diferenças na geração de trombina. Nossos achados revelam que VEs podem apresentar um papel na patogênese da sepse em um cenário onde as células sabidamente críticas para esse processo estão praticamente ausentes. O aumento de VEs-TF+ de monócitos, que já foi demonstrado na sepse clássica, parece ser relevante mesmo nesse contexto. Nossos resultados também demonstram que a hipofibrinólise é uma característica da sepse associada à NF, sugerindo que a desregulação do sistema fibrinolítico é, pelo menos em parte, independente da participação de granulócitos e plaquetas nesses pacientes.