Introdução: Alterações no microambiente da medula óssea são encontradas em neoplasias hematológicas, como na leucemia mieloide aguda (LMA), e representam uma oportunidade terapêutica pouco explorada. Nosso grupo de pesquisa desenvolveu um modelo murino nocaute para o gene Arhgap21 e descrevemos anteriormente que os animais heterozigotos (Arhgap21+/) apresentam aumento de células-tronco hematopoéticas, mas com funcionalidade comprometida. Porém, o papel de ARHGAP21 na regulação do microambiente medular ainda não foi investigado. Objetivos: Avaliar a composição do microambiente da medula óssea dos camundongos Arhgap21+/−. Material e métodos: Diferentes populações celulares da MO de camundongos Arhgap21+/− e selvagens (WT) (6-8 semanas de idade) foram analisadas por citometria de fluxo. A formação de colônia para linhagem mesenquimal (CFU-F) e osteoblástica (CFU-Ob) foi quantificada através do cultivo celular em baixa densidade e coloração específica. Níveis de osteocalcina e citocinas foram analisados por ELISA e Miliplex, respectivamente. A expressão gênica de ARHGAP21 foi investigada por PCR em tempo real em celulas-tronco mesenquimais (MSC) humanas isoladas de medula óssea de 7 doadores saudáveis, 21 pacientes com síndromes mielodispásicas (SMD), 6 pacientes com LMA com alterações relacionadas à mielodisplasia (LMA-ARM) e 12 pacientes com LMA de novo. CEUA-4894-1/2018. CEP-1209/2011. Resultados: Camundongos Arhgap21+/− (n = 12) apresentaram aumento da porcentagem da linhagem osteoblástica em comparação com os WT (n = 11) e aumento do número de colônias CFU-Ob com atividade da fosfatase alcalina (p = 0,004). Entretanto, não houve diferenças no número de colônias CFU-Ob coradas com Von Kossa ou no número de colônias CFU-F (coradas com cristal violeta ou positivas para a atividade fosfatase alcalina). Níveis de osteocalcina estavam aumentados na medula óssea de Arhgap21+/− (n = 10) em comparação com os animais WT (n = 9) (p < 0,0001), já os níveis de G-CSF, M-CSF, IFN-γ, IL-1a, IL-1β, IL-4, IL-10, IL-17 e VEGF-A não diferiram entre os dois grupos de camundongos. Uma vez que camundongos enxertados com células de LMA apresentam comprometimento na maturação da linhagem osteoblástica e pacientes apresentam aumento nos níveis de osteocalcina plasmática, investigamos a expressão gênica de ARHGAP21 em MSC de pacientes com SMD e LMA. A expressão de ARHGAP21 se mostrou aumentada em MSC de pacientes com LMA de novo em comparação ao grupo controle (p = 0,0035), pacientes com SMD (p = 0,0001) e LMA-ARM (p = 0,0009). Pacientes com SMD não apresentaram diferença na expressão de ARHGAP21 em comparação aos controles sadios. Discussão: A perda de osteoblasto resulta na diminuição dramática da celularidade medular. O camundongo Arhgap21+/− apresentou aumento da frequência da linhagem osteoblástica, o que suporta o aumento da frequência de células hematopoiéticas imaturas na MO desses animais. Por outro lado, o aumento da expressão de ARHGAP21 em MSC de pacientes com LMA de novo descritos aqui corroboram os níveis reduzidos de osteocalcina em plasma de pacientes. Conclusão: Nossos resultados indicam a associação entre a proteína Arhgap21 e o microambiente da medula óssea através da alteração da linhagem mesenquimal-osteoblástica. Financiamento: FAPESP, CNPq e CAPES.