A terapia celular é uma ferramenta que tem se mostrado eficiente para o tratamento de várias patologias veterinárias em estudos experimentais e clínicos, incluindo a estimulação osteogênica para o tratamento de não união e reparo de fraturas distais de rádio e ulna em cães. Muitas são as vantagens da utilização de células-tronco, ela é um tipo diferenciado de célula com alta capacidade de proliferação, auto renovação, produção de diferentes linhagens celulares e regeneração de tecidos, estando presente em embriões, células de cordão umbilical e medula óssea.O objetivo deste trabalho foi a avaliação clínica e radiográfica de pacientes com fraturas distais de rádio e ulna após cirurgia e tratamento com células-tronco de medula óssea de fetos caninos diretamente no foco da fratura. As avaliações radiográficas mostraram cicatrização óssea a partir de 45 dias pós-cirurgia nos dois grupos estudados, somente com cirurgia convencional e implantes e também no grupo da cirurgia convencional com implantes associada à terapia com células-tronco de medula óssea. Mostrando assim, que a terapia celular pode ser uma ferramenta favorável para auxiliar na consolidação óssea de fraturas distais de rádio e ulna. Paralelamente, realizamos um estudo com coelhos da Nova Zelândia para avaliar radiograficamente e histologicamente o uso de um scaffold esponja de colágeno com células tronco de medula óssea em modelo de fratura similar ao encontrado em cães realizado neste presente estudo, e observamos que um scaffold com células no local da fratura pode auxiliar de forma significativa na consolidação óssea. / Cell therapy has been an effective tool for the treatment of several animal diseases in experimental and clinical studies, including osteogenic stimulation for the treatment of non-union and repair fractures of distal radius and ulna in dogs. There are many advantages of using stem cells since this differentiated cell type has high proliferation capacity, self renewal, production of different cell lines and tissue regeneration, being present in embryos, cells from umbilical cord and bone marrow. The aim of this study was to perform a clinical and radiographic evaluation of dogs with distal radius and ulna fractures after surgery and treatment with stem cells from canine fetuses bone marrow directly into the fracture. Radiographic evaluations showed bone regeneration from 45 days post-surgery in both groups, only with conventional surgery and implant and also in the conventional surgery group with implants associated with stem cells from bone marrow therapy. Thus, cell therapy can be a favorable tool to assist in bone healing of distal fractures of radius and ulna. In parallel, we conducted a study with New Zealand rabbits for radiologically and histologically evaluate the use of a scaffold - collagen sponge with bone marrow stem cells - similar to that found in the fracture model in dogs performed in the present study, and we observed that an scaffold with cells on fracture site can help significantly in bone healing.

O estudo visou elucidar o desenvolvimento embrionário e fetal de pacas (Agouti paca) e demarcação dos sítios germinativos nos embriões em diferentes estágios. Foram utilizados sete espécimes de Agouti paca, sendo dois embriões e três fetos doados do pacário mantido pela UNESP - Jaboticabal e, dois doados do acervo da FMVZ-USP. Os fetos 1 e 2 apresentaram imaturidade facial acentuada, olhos recobertos por uma lente proeminente e lóbulos das orelhas; os fetos 3 e 4, mostravam-se com orelhas bem desenvolvidas, membros torácicos e pélvicos em grau equalitário de desenvolvimento, como vibrissas ao redor das bordas nasais e olhos também protegidos; no feto 5, haviam pêlos distribuídos por todo o corpo, membros torácicos e pélvicos com garras, vibrissas na face, olhos proeminentes e orelhas bem desenvolvidas. O embrião 1, apresentou a vesícula óptica com pigmentação da retina, o quarto ventrículo encefálico e curvatura cervical acentuada e broto dos membros em desenvolvimento; o embrião 2, possuiu divisão dos arcos branquiais e neuróporo cranial aberto; presença da área cardíaca e fígado; vesícula óptica sem pigmentação da retina, abertura do tubo neural na região do quarto ventrículo encefálico, rombencéfalo e mesencéfalo em desenvolvimento. Na microscopia de luz, visualizamos a medula espinhal, abertura do 4º ventrículo encefálico, presença das vesículas encefálicas (prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo), coluna vertebral, hipófise, cavidades oral e nasal, olho, átrio e ventrículo cardíacos, pulmão e diafragma, além das cristas metanéfrica e mesonéfrica, fígado, intestino e pedículo umbilical. Nas reações de imunohistoquímicas para OCT-4 não houve marcação expressiva em órgãos tais como pulmão, intestino e somitos, o coração apresentou uma leve positividade à reação, enquanto que nas cristas meso e metanéfrica e fígado obtiveram uma marcação expressiva, sendo mais acentuada no último. Nos testes com vimentina todos os órgãos mostraram-se imunopositivos em diferentes áreas; e em se tratando da reação a testes com actina apenas a região de somitos não obteve marcação positiva. Concluímos que o período embrionário/fetal da paca não pode ser comparado com o modelo clássico de roedor; sua embriogênese pode ser comparada à de ratos, Guinea pig, coelhos e humanos. A imunolocalização positiva de OCT-4 apresenta diferenças de acordo com a idade gestacional, devido às mudanças embriológicas dos tecidos. A imunolocalização positiva de OCT-4 apresenta diferenças de acordo com a idade gestacional, devido às mudanças embriológicas dos tecidos. A vimentina como marcador de mesênquima se expressou positivamente em todos os órgãos do embrião de paca. A actina como imunomarcador de músculo liso foi expressiva nas áreas contendo musculatura. / The study aimed elucidates the development of embryonic and fetal of pacas (Agouti paca) and demarcation of the germ sites in embryos at different stages. Seven specimens were used; two embryos and three fetuses from UNESP- Jaboticabal and other two fetuses were from FMVZ-USP collection. The fetuses 1 and 2 showed immaturity facial sharp, eyes covered by a lens and prominent lobes of the ears, the fetuses 3 and 4, showed up with well-developed ears, members thoracic and pelvic in equal level of development, vibrisses around the nasal edges and eye also protected;. The fetus 5 had hairs distributed throughout the body, members thoracic and pelvic with claws, vibrisses on the face, prominent eyes and ears well developed. The embryo 1, presented the optic vesicle with pigmentation of the retina, the fourth encephalic ventricle and cervical curvature and button members in development. The embryo 2, had split the branchial arches and open neuropore cranial; heart and liver were identified, optical vesicle without pigmentation of the retina, the neural tube was opening in the region of the fourth encephalic ventricle, rombencephalon and mesencephalon were in development. Light microscopy, shows the spinal cord, 4 th encephalic ventricle, resence of encephalic vesicles (prosencephalon, mesencephalon and rombencephalon), vertebral column, pituitary gland, oral and nasal cavities, eye, atrium and ventricle heart, lung and diaphragm, as well the metanephron and mesonephron, liver, intestine and mbilical pedicle. The immunohistochemical reactions for OCT-4 were non expressive in organs such as lung, intestine and somites; heart presented a discrete positive reaction, while kidneys and liver obtained an expressive expression, more pronounced in the last one. Vimentina\'s tests showed that all organs stained in different areas, and the reaction whit the actin was negative just in the region of somites. We conclude that the period embryonic/fetal of paca can not be compared with the classical model of rodents; its embryogenesis can be compared with the rats, Guinea pig, rabbits and humans ones. The positive immunolocalization of OCT-4 presents differences according to the gestational age, due to changes embryological tissue. The vimentine as a mesenchyme marker is expressed positively in all organs of the embryo of paca. The actin as immunomarker of smooth muscle was expressive in areas containing muscles.

A doença renal crônica (DRC) é uma afecção frequente em cães idosos, de alta morbidade e mortalidade, sendo definida como uma injúria renal morfo-funcional irreversível, de um ou ambos os rins, que está intrinsecamente associada à degeneração celular. Seu tratamento é paliativo, sendo que nos estágios mais avançados, o animal pode necessitar de hemodiálise ou transplante renal, prática dificultada e muitas vezes inviável na medicina veterinária. As células-tronco mesenquimais derivadas do tecido amniótico caracterizam-se por ser uma população de células de alta plasticidade e de grande potencial imunomodulador, sendo capazes de se diferenciar e produzir diferentes tipos celulares necessários num processo de reparação. Os avanços nos estudos das células-tronco podem tornar a terapia celular uma forma viável de tratamento alternativo ou adjuvante dessa doença, uma vez que estas poderiam restaurar a funcionalidade e manter a integridade do rim. O objetivo deste estudo foi avaliar se o tratamento experimental com células-tronco mesenquimais derivadas do âmnio (CTMAs) canino podem reduzir ou estabilizar a taxa de progressão e o quadro clínico da DRC em cães. Para tanto, células-tronco provenientes da membrana amniótica foram cultivadas até a segunda passagem (P2) e criopreservadas para posterior aplicação. Onze cães domésticos, machos e/ou fêmeas, acometidos pela DRC adquirida em graus II ou III segundo classificação da IRIS e sem outra afecção adjacente receberam duas aplicações de CTMAs nos dias D0 e D30, por via endovenosa. Para avaliar a progressão ou estabilização do quadro clínico foram colhidas amostras de sangue total, soro sanguíneo e urina para exames de hemograma, bioquímica sérica e urinaria e urinálise em quatro momentos: D0, D7, D30 e D60. A análise estatística foi realizada através da aplicação do teste ANOVA, para comparação de médias nas diferentes fases de tratamento, seguida pelo teste de Tukey, para comparação das médias entre os grupos. Do ponto de vista clínico, dois animais apresentaram melhora e se mantiveram estáveis durante todo o período de acompanhamento, dois animais apresentaram melhora nos primeiros 30 dias, apresentando novamente sintomatologia da doença após esse período e os demais apresentaram melhora nos primeiros sete dias de tratamento, havendo uma piora geral do quadro após esse período. Contudo, os exames laboratoriais em todos os casos não revelaram uma melhora significativa com o tratamento. Aparentemente, a utilização de células-tronco de origem amniótica não influencia de forma relevante na melhora da doença devido à extensa lesão renal que cães apresentam. / Chronic kidney disease (CKD) is a common condition in older dogs with high morbidity and mortality and is defined as an irreversible morpho-functional renal injury of one or both kidneys, which is intrinsically associated with cell degeneration. Its treatment is palliative, and in the more advanced stages, the animal may need dialysis or kidney transplantation, a practice that is difficult and often not feasible in veterinary medicine. The mesenchymal stem cells derived from amniotic tissue characterized by being a population of high plasticity and high cell immunomodulatory potential, being able to differentiate and produce different cell types required in a repair process. Advances in stem cell studies may make cell therapy a viable alternative or adjunctive treatment for this disease, since it could restore functionality and maintain kidney integrity. The objective of this study was to evaluate if the experimental treatment with the canine amnio- derived mesenchymal stem cells (AMSCs) can reduce or stabilize the rate of progression, and clinical condition of CKD in dogs. For this purpose, stem cells from the amniotic membrane were grown until the second pass (P2) and cryopreserved for later use. Eleven domestic male and / or female dogs, affected by the CKD acquired in grades II or III according to IRIS classification and without another adjacent disease, received two applications on days D0 and D30 intravenously. To evaluate the progression or stabilization of the clinical condition, whole blood, blood serum and urine samples were collected for hemogram, serum and urinary biochemistry and urinalysis at four moments: D0, D7, D30 and D60. Statistical analysis was performed using the ANOVA test, to compare means in the different treatment phases, followed by the Tukey test, to compare the means between the groups. From a clinical point of view, two animals showed improvement and remained stable throughout the follow-up period, two animals showed improvement in the first 30 days, showing again symptoms of the disease after this period and the other showed improvement in the first seven days of treatment, with a general worsening of the condition after this period. However, laboratory tests in all cases showed no significant improvement with treatment. Apparently, the use of stem cells of amniotic origin does not influence in a relevant way the improvement of the pathology due the extensive kidney lesion presented by dogs.

As células-tronco (CT) são células que apresentam propriedades de auto-renovação, capazes de gerar diferentes tipos celulares e reconstituir diversos tipos de tecidos, por isso têm sido vistas como uma alternativa terapêutica para o tratamento de muitas doenças cujo tratamento convencional não é eficiente. Além disso, por sua plasticidade, as CT podem ser usadas para produzir modelos in vitro para o estudo de doenças, o que tem sido particularmente interessante para doenças que acometem o sistema nervoso. As células-tronco humanas de dente decíduo esfoliado (Stem cell from Human Esfoliated Deciduous teeth, SHED) são descritas em alguns trabalhos como capazes de se diferenciarem em células neuronais através da transdiferenciação direta, um processo simples que possibilita a diferenciação de um tipo celular em outro por meio da utilização de agentes químicos. No entanto, a diferenciação de SHED em neurônios é contestada como sendo um artefato de cultura devido ação citotóxica destes agentes. Com base nesta premissa, o objetivo deste trabalho foi realizar protocolos para a produção de neurônios a partir das SHED utilizando modificações de métodos descritos na literatura e utilizados na diferenciação neuronal. Durante um dos protocolos utilizados, foi possível verificar a morfologia de células semelhantes à neurônio, porém após alguns dias de manutenção, as células voltavam ao formato fusiforme original. Com este trabalho podemos afirmar que, de acordo com os resultados obtidos, as SHED não geram neurônios funcionais / Stem cells (SC) are cells that present self-renewal properties, capable of generating cells types and reconstitute several tissue types. For this reason, they have been seen as a therapeutic alternative to the treatment of many diseases which conventional treatment is not efficient. Besides, because of its plasticity, SC may be used to produce in vitro models in order to study diseases, what is interesting to diseases that affect the nervous system. Human SC from SHED (Stem cell from Human Exfoliated Deciduous teeth, SHED) are described in some papers as being capable of self-differentiation in neuronal cells through the direct transdifferentiation, a simple process that makes possible the differentiation of a cell type in another through the use of chemical agents. Nevertheless, SHED differentiation is refuted as being a artifact of culture due to cytotoxic action of these agents. Based on this premise, the aim of this study was to carry out protocols in order to produce neurons from SHED, using modifications and methods of neuronal differentiation described in the literature and used in the neuronal differentiation. During one of the protocols used, it was possible to verify the morphology of the cells as neuron-like, however, after some days of maintenance, they turn back to their original fusiform format. In this study, we can state, according to the obtained results, that SHED do not generate functional neurons

Células germinativas embrionárias são células pluripotentes derivadas das células germinativas primordiais que surgem no período do desenvolvimento embrionário. Sendo precursoras na maturação dos gametas sendo para a proliferação e formação de novas gerações de células germinativas. Estudos em modelos animais com células troncos embrionárias pluripotentes têm sido realizados com sucesso no tratamento de muitas doenças genéticas, principalmente em modelos caninos devido a homologia com humanos. Portanto, objetivamos estabelecer um estudo da biologia das células erminativas caninas para futuras pesquisas, visando sua viabilidade terapêutica. Foram utilizadas fêmeas de cães sem raça definida (SRD), foram submetidas à ovario-salpinge-histerectomia, oriundas de campanhas de castração realizadas por associações e/ou organizações não governamentais na cidade de Pirassununga. Os embriões coletados foram analisados através de um cronograma histológico e também mensurados através da medida Crown-Rump(CR), em seguida em condições ésteres micro-dissecados na região paramesonéfrica próximo a região dos somitos. Os fragmentos foram isolados e colocados em cultivo com meio apropriado para o desenvolvimento e propagação das células germinativas primordiais (PGCs). Obteve-se sucesso nos cultivos com embriões em idades gestacionais próximas a 24 á 32 dias de gestação, nos quais demonstraram uma morfologia arredondada, pequena. Na microscopia eletrônica de varredura e transmissão observamos tamanhos variados entre as células aderidas umas as outras, mostrando um núcleo bem evidente e em seu citoplasma observou-se diversos tipos de organelas celulares, principalmente mitocôndrias. A análise imunohistoquímica revelou a presença de marcadores Oct4, sugerindo a presença de células pluripotentes e germinativas. Imunofenotípicamente as células através da citometria de fluxo revelou baixa expressão para o marcadore Oct4 enquanto que para os marcadores CD 34, C-Kit houve expressão.RT-PCR mostrou expressão do marcador para pluripotencialidade Oct4 e Sox2 e pela técnica de Western Blotting identificou a expressão da proteína específica para Oct4. Portanto estes achados sugerem com sucesso o estabelecimento de cultivo e proliferação e desenvolvimento das células germinativas primordiais caninas. / Embryonic germ cells are pluripotent cells derived from primordial germ cells which arise during embryonic development. These cells are precursors in the maturation of gametes and for proliferation and formation of new generations of germ cells. Studies using animal models for pluripotent embryonic stem cells have been conducted successfully in the treatment of many genetic diseases, especially using canine models, due the homology between canine and humans. Therefore, we aimed to establish a study of canine biology of germ cells for future research, aiming viability therapy. For this study, we used female mongrel dogs (SRD), which underwent ovary- salpingo- hysterectomy, arising from castration campaigns run by associations and/or NGOs in Pirassununga city. The embryos collected were analyzed using histology methods following the timeline and measure by measuring Crown-Rump (CR) then in an environment without contaminants (sterile) the embryos were micro-dissected focusing in the paramesonephric region near the region of somite where the germ cells are. The fragments were isolated and placed in culture with a specific media for the development and spread of primordial germ cells (PGCs). Success was achieved in cultures with embryos at a gestational age close to 22 to 30th days of gestation, in which the cells showed a rounded morphology and small. In electron microscopy and transmission analyses, sizes were observed between the cells attached to each other, showing a conspicuous nucleus and in the cytoplasm was observed several types of cell organelles, especially mitochondria. Immunohistochemical analysis revealed the positive immunolabeling for Oct4, suggesting the presence of pluripotent cells and germ cells. The analyses using immunophenotyping by flow cytometry showed low expression for Oct4 while for CD34 and C-kit markers had positive expression. RT-PCR showed expression of the pluripotency markers Oct4 and Sox2. By the technique of Western Blotting identified protein expression specific for Oct4. Thus these findings suggest the successful establishment of culture, proliferation and development of primordial germ cells canine.

O nicho endosteal da medula óssea abriga as células-tronco hemopoéticas (CTH) em quiescência/autorrenovação. As CTH podem ser classificadas em dois grupos: células que reconstituem a hemopoese em longo prazo (LT-CTH) e curto prazo (CT-CTH). Investigamos, neste trabalho, os efeitos da desnutrição proteica (DP) no tecido ósseo e a participação do nicho endosteal na sinalização osteoblasto-CTH. Para tanto, utilizamos camundongos submetidos à DP induzida pelo consumo de ração hipoproteica. Os animais desnutridos apresentaram pancitopenia e diminuição nas concentrações de proteínas séricas e albumina. Quantificamos as CTH por citometria de fluxo e verificamos que os desnutridos apresentaram menor porcentagem de LT-CTH, CT-CTH e de progenitores multipotentes (PMP). Avaliamos a expressão das proteínas CD44, CXCR4, Tie-2 e Notch-1 nas LT-CTH. Observamos diminuição da expressão da proteína CD44 nos desnutridos. Isolamos as células LT-CTH por cell sorting e avaliamos a expressão gênica de CD44, CXCR4 e NOTCH-1. Verificamos que os desnutridos apresentaram menor expressão de CD44. Em relação ao ciclo celular, verificamos maior quantidade de LT-CTH nas fases G0/G1. Caracterizamos as alterações do tecido ósseo femoral, in vivo. Observamos diminuição da densidade mineral óssea e da densidade medular nos desnutridos. A desnutrição acarretou diminuição da área média das seções transversais, do perímetro do periósteo e do endósteo na cortical do fêmur dos animais. E na região trabecular, verificou-se diminuição da razão entre volume ósseo e volume da amostra e do número de trabéculas, aumento da distância entre as trabéculas e prevalência de trabéculas ósseas em formato cilíndrico. Avaliamos a expressão de colágeno, osteonectina (ON) e osteocalcina (OC) por imuno-histoquímica, e de osteopontina (OPN) por imunofluorescência no fêmur e verificamos diminuição da marcação para OPN, colágeno tipo I, OC e ON nos desnutridos. Evidenciamos, pela técnica do Picrosírius, desorganização na distribuição das fibras colágenas e presença de fibras tipo III nos fêmures dos desnutridos, além de maior número de osteoclastos evidenciados pela reação da fosfatase ácida tartarato resistente. Os osteoblastos da região femoral foram isolados por depleção imunomagnética, imunofenotipados por citometria de fluxo e cultivados em meio de indução osteogênica. Observamos menor positividade para fosfatase alcalina e vermelho de alizarina nas culturas dos osteoblastos dos desnutridos. Avaliamos, por Western Blotting, a expressão de colágeno tipo I, OPN, osterix, Runx2, RANKL e osteoprotegerina (OPG), e, por PCR em tempo real, a expressão de COL1A2, SP7, CXCL12, ANGPT1, SPP1, JAG2 e CDH2 nos osteoblastos isolados. Verificamos que a desnutrição acarretou diminuição da expressão proteica de osterix e OPG e menor expressão gênica de ANGPT1. Avaliamos a proliferação das células LSK (Lin-Sca1+c-Kit+) utilizando ensaio de CFSE (carboxifluoresceína succinimidil ester). Foi realizada cocultura de células LSK e osteoblastos (MC3T3-E1) na presença e ausência de anti-CD44. Após uma semana, verificamos menor proliferação das LSK dos desnutridos. O bloqueio de CD44 das LSK do grupo controle diminuiu a proliferação destas em três gerações. Entretanto, nos desnutridos, esse bloqueio não afetou a proliferação. Concluímos que a DP promoveu alterações no tecido ósseo e nas CTH. Entretanto, não podemos afirmar que as alterações observadas no sistema hemopoético foram decorrentes de alterações exclusivas do nicho endosteal. / The bone marrow endosteal niche hosts hematopoietic stem cells (HSC) in quiescence/self-renewal. HSC can be classified into two groups: cells capable of renewing indefinitely (LT-HSC) or repopulating in the short term (ST-HSC). In this work, we investigated the effects of protein malnutrition (PM) on bone tissue and the involvement of the endosteal niche in osteoblast-CTH signaling. Therefore, we used mice subjected to PM induced by the consumption of hypoproteic feed. Malnourished animals presented pancytopenia and decreased concentration of serum protein and albumin. We quantified the HSC by flow cytometry and found that the malnourished ones had lower percentage of LT-HSC, ST-HSC and multipotent progenitors (MPP). We assessed the expression of the CD44, CXCR4, Tie-2 and Notch-1 proteins in LT-HSC. We observed decreased expression of CD44 protein with the malnourished ones. We isolated the LT-HSC cells by means of cell sorting and assessed the gene expression of CD44, CXCR4 and NOTCH-1. We found that malnutrition had lower expression of CD44. Regarding the cell cycle, we see greater amount of LT-HSC in the G0 and G1 phases. We characterized the changes of the femoral bone tissue in vivo. We observed a decrease in the bone mineral density and medullar density in malnourished animals. As for malnourished animals, the femoral cortical region showed a significant decrease in tissue area, periosteal and endosteal perimeter. The femoral trabecular region of malnourished animals showed decreased bone volume/tissue volume ratio, decreased trabecular number, increased trabecular separation and prevalence of rod-like trabeculae. We investigated the expression of collagen, osteonectin (ON) and osteocalcin (OC) by means of immunohistochemistry and the expression of osteopontin (OPN) by immunofluorescence and we found that malnourished animals showed decreased labeling for OPN, type I collagen, OC and ON in the cortical region of the femur. Picrosirius staining was used to analyze disorganization of collagen fibers and presence of type III fibers in the femurs of the malnourished. Cortical and trabecular regions of malnourished animals presented a higher number of osteoclasts as shown by tartrate-resistant acid phosphatase reaction. Moreover, osteoblasts were isolated from the femoral region by immunomagnetic depletion and immunophenotyped by flow cytometry and cultured in osteogenic induction medium. Results proved less positive for alkaline phosphatase and alizarin red in the cultures of osteoblasts of malnourished animals. We assessed, by means of Western blotting, type I collagen expression, OPN, osterix, Runx2, RANKL and osteoprotegerin (OPG) and, by real time PCR, the expression of COL1A2, SP7, CXCL12, ANGPT1, SPP1, JAG2 and CDH2 with the isolated osteoblasts. We found that malnutrition led to osterix and OPG decreased protein expression and lower ANGPT1 gene expression. We evaluated LSK cell (Lin-Sca1+c-Kit+) proliferation by CFSE (carboxyfluorescein succinimidyl ester). LSK cells and osteoblasts (MC3T3-E1) cocultures were performed in the presence and absence of anti-CD44. After a week, we found lower proliferation of LSK in the malnourished. The LSK CD44 blocking in the control group decreased the proliferation of these three generations. However, as for the malnourished, such blockage did not affect proliferation. We concluded that the PM has promoted changes in bone tissue and the CTH. However, we can\'t claim that the alterations observed in hematopoietic system were due to endosteal niche-only changes.

O objetivo desse estudo foi investigar a participação de integrina &alpha;1&beta;1 e microRNAs (miRs) no potencial osteogênico de superfícies de titânio (Ti) com nanotopografia. Discos de Ti previamente polidos foram tratados quimicamente com H2SO4/H2O2 para obtenção de nanotopografia, que foi observada por microscopia eletrônica de varredura. Para o estudo da participação da integrina &alpha;1&beta;1, células-tronco mesenquimais (CTMs) de ratos foram cultivadas em condições osteogênicas e não osteogênicas sobre superfícies de Ti com nanotopografia e sem tratamento químico (controle). O resultados mostraram que a nanotopografia de Ti aumentou a proliferação celular, a atividade de fosfatase alcalina (Alp) e regulou positivamente a expressão gênica de marcadores da diferenciação osteoblástica em CTMs cultivadas tanto em condições osteogênicas quanto em condições não osteogênicas. Além disso, uma maior expressão gênica para as integrinas &alpha;1 e &beta;1 foi observada em culturas crescidas sobre nanotopografia em condições não osteogênicas em relação ao Ti controle. O uso de obtustatina, um inibidor de integrina &alpha;1&beta;1, reduziu os efeitos da nanotopografia sobre os marcadores osteoblásticos, indicando a participação da via de sinalização dessa integrina nos efeitos da nanotopografia sobre CTMs. Para investigar a participação de miRs no efeito osseoindutor da nanotopografia de Ti, foram utilizadas CTMs humanas e células préosteoblásticas de camundongos da linhagem MC3T3-E1. A análise em larga escala da expressão de miRs revelou que 60 miRs foram regulados positivamente (no mínimo, 2x maior), enquanto 58 miRs foram regulados negativamente (no mínimo, 2x menor) em CTMs crescidas sobre a nanotopografia. Três desses miRs, miR-4448, -4708 e -4773, cuja expressão foi significativamente reduzida pela nanotopografia de Ti (no mínimo, 5x menor), afetaram a diferenciação osteoblástica de CTMs. Esses miRs atuam diretamente sobre SMAD1 e SMAD4, proteínas transdutoras da sinalização da proteína óssea morfogenética 2 (Bmp-2), conhecida por sua capacidade osseoindutora. Além disso, verificou-se que a sobreexpressão de miR-4448, -4708 e -4773 em células pré-osteoblásticas MC3T3-E1 inibiu a expressão gênica e proteica de SMAD1 e SMAD4 e, consequentemente, a expressão gênica de marcadores ósseos. Esses dados sugerem a influência do circuito miR-SMAD-Bmp-2 sobre o efeito osseoindutor da nanotopografia. Conjuntamente, os achados do presente estudo mostraram que o efeito da nanotopografia de Ti sobre a diferenciação osteoblástica resulta de um mecanismo regulatório complexo, do qual fazem parte as vias de sinalização da integrina &alpha;1&beta;1 e da Bmp-2, com a participação de miRs. Esses resultados podem representar um avanço para o desenvolvimento de novas modificações de superfície, com o objetivo de acelerar e/ou melhorar o processo de osseointegração. / The aim of this study was to investigate the role of the &alpha;1&beta;1 integrin and microRNAs (miRs) on the osteogenic potential of titanium (Ti) with nanotopography. Polished Ti discs were chemically treated with H2SO4/H2O2 to generate nanotopography, which was observed under scanning electron microscopy. For the study related to the &alpha;1&beta;1 integrin, rat mesenchymal stem cells (MSCs) were cultured under osteogenic and non-osteogenic conditions on Ti with nanotopography and non-treated Ti discs (control). Nanotopography increased cell proliferation and alkaline phosphatase (Alp) activity and upregulated the gene expression of bone markers in cells cultured under osteogenic and non-osteogenic conditions. Furthermore, the gene expression of &alpha;1 and &beta;1 integrins was higher in cells cultured on nanotopography under non-osteogenic conditions compared with control. Obtustatin, an inhibitor of &alpha;1&beta;1 integrin, reduced the higher gene expression of the bone markers induced by nanotopography. These results indicate that &alpha;1&beta;1 integrin signaling pathway determines the osteoinductive effect of nanotopography on MSCs. The role of miRs in the osteogenic potential of Ti with nanotopography was evaluated using human MSCs and MC3T3-E1 mouse pre-osteoblastic cells. The miR sequencing analysis revealed that 60 miRs were upregulated (> 2 fold), while 58 miRs were downregulated (< 2 fold) in MSCs grown on nanotopography. Three miRs, miR-4448, -4708 and -4773, which were significantly downregulated (< 5 fold) by nanotopography, affected the osteoblast differentiation of MSCs. These miRs directly target SMAD1 and SMAD4, both key transducers of the bone morphogenetic protein 2 (Bmp-2) osteogenic signal, which were upregulated by nanotopography. Overexpression of miR-4448 - 4708 and 4773 in MC3T3-E1 cells noticeably inhibited gene and protein expression of SMAD1 and SMAD4 and by targeting them, these miRs repressed gene expression of key bone markers. These results suggest that a miR-SMAD-Bmp-2 circuit acts in the Ti nanotopography-mediated osteoblast differentiation. Taken together, our data showed that the osteoblast differentiation induced by Ti with nanotopography is governed by a complex regulatory network involving a crosstalk between &alpha;1&beta;1 integrin and Bmp-2 signaling pathways with participation of miRs.

A hiperfosfatemia está relacionada com o hiperparatireoidismo secundário renal (HPTSR) e com a progressão da doença renal crônica (DRC). A retenção de fósforo estimula a síntese do fator de crescimento de fibroblastos 23 (FGF-23), o qual promove fosfatúria, com o objetivo de evitar o aparecimento de hiperfosfatemia. Atualmente, o tratamento disponível para DRC é de manutenção e, portanto, novas estratégias para evitar a progressão da DRC seriam de grande relevância. Recentemente têm sido demonstrado o papel da célula-tronco mesenquimal (CTM) em minimizar os mecanismos inflamatórios e imunológicos envolvidos na progressão da DRC. Portanto, o estudo teve como hipótese de que a CTM possa evitar ou controlar a progressão para o HPTSR, investigada por meio da avaliação de biomarcadores do metabolismo de fósforo, ou seja, as concentrações sérica de fósforo (sP), FGF-23, cálcio total e cálcio ionizado, bem como a excreção fracionada de fósforo urinária (uFEP) em cães com DRC nos estágios 2 (Grupo A) e 3 (Grupo B), submetidos ou não a terapia com CTM, bem como investigar se os valores elevados de FGF-23 estariam relacionados com o menor tempo de sobrevida. Trata-se de um estudo prospectivo, longitudinal, duplo-cego e randomizado em que foram avaliados 22 cães com DRC, tratados com solução fisiológica (SF) ou CTM, avaliados a cada 30 a 45 dias em 12 momentos (T0 a T12). No Grupo A (n= 9; SF: n= 6, CTM: n= 3) todos os cães eram normofosfatêmicos no momento inicial do acompanhamento (T0) e foi observado níveis elevados de FGF-23 em 33,3% dos cães (3 de 9), assim como o aumento de uFEP foi detectado em 33,3% dos casos (3 de 9). A média ± EPM dos valores de FGF-23 sérico do Grupo A foi de 481,5 ± 75,23pg/mL. Já no Grupo B (n = 13; SF: n = 6, CTM: n = 7), todos os cães apresentaram altas concentrações séricas de FGF-23 desde T0 (média ± EPM de 12744 ± 6879pg/mL), sendo que 53,8% dos cães eram normofosfatêmicos. A média ± EPM de fósforo sérico em T0, T6 e T12 ou momento do óbito no Grupo A e B foi de 3,74 ± 0,13mg/dL e 6,40 ± 0,54mg/dL. Ao longo do curso da doença, o desenvolvimento de hiperfosfatemia foi observada em apenas 11,1% dos cães do Grupo A e em 84,6% dos cães do Grupo B. O Grupo B (SF e CTM) apresentou valores mais elevados de FGF-23 do que o Grupo A (SF e CTM), e foi detectada diferença estatística entre os dois grupos. A uFEP nos cães dos Grupos A e B em T0, T6 e T12 ou óbito obteve média ± EPM de 20,93 ± 3,92% e 24,05 ± 2,22%, respectivamente. Além disso, a sobrevida foi menor no Grupo B, a qual estava associada com hiperfosfatemia intensa, altas concentrações de FGF-23 e diminuição da uFEP. Dessa forma, em cães DRC normofosfatêmicos, a presença de aumentos de uFEP e de FGF-23 parece terem atuado como marcador precoce do HPTSR. Em contrapartida, nos estágios tardios da DRC, o aumento de FGF-23 associado a diminuição da uFEP pode indicar mau prognóstico. Em relação à terapia com CTM nos cães com DRC, de acordo com o número de cães avaliados e os resultados obtidos, não foi possível concluir de forma contundente sobre o efeito da terapia com CTM na doença renal crônica de curso natural em cães, entretanto, os resultados obtidos foram relevantes, pois suscitaram questões quanto ao momento ou o estágio da DRC que seria o mais adequado para a indicação da terapia celular para que os efeitos benéficos possam ser obtidos. Assim, ainda se faz necessária a condução de mais pesquisas com um número maior de cães com DRC para avaliar efeito da CTM em evitar o distúrbio no metabolismo mineral, bem como a progressão da DRC em cães / Hyperphosphatemia is associated with renal secondary hyperparathyroidism (SRHP) and chronic kidney disease (CKD) progression. Phosphorus retention stimulates the synthesis of fibroblast growth factor 23 (FGF-23), which promotes phosphaturia in order to avoid the onset of hyperphosphatemia. Conservative treatment of CKD is currently avaliable and new strategies are needed and welcome to avoid the progression of renal injury. Recent studies have shown the role of mesenchymal stem cell (MSC) in minimizing inflammatory and immunological mechanisms known as mediators of CKD progression. Therefore, it was hypothesized that MSCs could avoid or control the progression to SRHP, assessed by serum phosphorus (sP), FGF-23, total and ionized calcium and fractional excretion of phosphorus (uFEP) in CKD dogs in Stages 2 (Group A) and 3 (Group B), also was investigated whether high values of FGF-23 could be associatted with shorter survival time. Prospective, double-blind, randomized and longitudinal study was conducted enrolling 22 dogs with CKD treated with saline solution (SS) or MSC, which were evaluated every 30 to 45 days in 12 moments (T0 to T12). In Group A (n = 9; SF: n = 6, CTM: n = 3) all dogs were normophosphatemic at the beginning of the follow-up (T0) and high levels of FGF-23 were already detected in 33.3% of dogs (3 of 9), as well as increased in uFEP (33.3%; 3 of 9). The mean ± SEM of serum FGF-23 in Group A was 481.50 ± 75.23pg/mL. In Group B (n = 13; SS: n = 6, MSC: n = 7), all dogs showed high concentrations of serum FGF-23 since T0 (mean ± SEM of 12744 ± 6979pg/mL), and normophosphatemia detected in 53.8% of them. The mean ± SEM of serum phosphorus at T0, T6 and T12 or death in Group A and B was 3.74 ± 0.13mg/dL and 6.40 ± 0.54mg/dL. Hyperphosphatemia developed during the follow-up in only 11.1% of the dogs of Group A and 84.6% of the dogs of Group B. Group B (SS and MSC) had higher levels of FGF-23 than Group A (SS and MSC), and difference bewteen those groups detected. The uFEP in dogs of Groups A and B at T0, T6 and T12 or death obtained mean ± SEM of 20.93 ± 3.92% and 24.05 ± 2.22%, respectively. Furthermore, the survival rate was lower in Group B, which was associated with severe hyperphosphatemia, high values of serum FGF-23 and decreased uFEP. Therefore in normophophatemic CKD dogs, the increased in uFEP and high levels of FGF-23 may act as an early marker of SRHP. However, in later stages of CKD, increased levels of serum FGF-23 associated with decreased uFEP and hyperphosphatemia may indicate poor prognosis. Regarding to the MSC therapy in dogs with CKD, the number of dogs involved and also according to the results, it still has not allowed to conclude the effect of therapy with mesenchymal stem cell in spontaneous chronic kidney disease; however, the results obtained raised important questions such as the time or the stage of CKD that could be more suitable for the use of stem cell therapy in order to get its beneficial effects. Therefore, futher studies are needed, including greater number of dogs with CKD and then to evaluate the effect or action of MSC to avoid disturbances in mineral metabolism as well as the progression of CKD in dogs

Dados da literatura e do nosso grupo evidenciam que a desnutrição protéica compromete órgãos linfo-hematopoéticos e modifica a resposta imune. Sabendo que animais desnutridos apresentam hipoplasia severa de órgãos hematopoéticos e que o microambiente medular apresenta distintos moduladores que atuam sinergicamente para influenciar a sobrevivência, proliferação e o desenvolvimento das células hematopoéticas em todos os seus níveis de diferenciação, avaliamos em um modelo de desnutrição, alguns aspectos da complexa regulação do microambiente medular avaliando a expressão de fatores de transcrição envolvidos no processo de diferenciação da Célula Tronco Mesenquimal (CTM) e capacidade de produção de citocinas importantes para o controle da hematopoese. Camundongos Balb/C machos, adultos, adaptados em gaioleiros metabólicos foram separados nos grupos controles e desnutridos recebendo, respectivamente, ração normoprotéica (12% de proteínas) e hipoprotéicas (2% de proteínas). Após o grupo desnutrido perder cerca de 20% do peso inicial, os animais foram sacrificados para a avaliação nutricional e hematológica caracterizando a desnutrição. As células mesenquimais foram isoladas da medula óssea (MO) e caracterizadas imunofenotipicamente por citometria de fluxo mostrando populações de células em ambos os grupos com marcação positiva para CD90, CD271, Sca1, CD49e, CD13, baixa marcação para CD34 e negativa para CD14, CD45. Na quantificação de fatores de transcrição por Western Blot verificou-se que células mesenquimais medulares de animais desnutridos apresentaram maior expressão de PPAR&#947; e RUNX2, fato este que pode ser explicado, em parte, pelo remodelamento microambiental observado nesses animais. Sobrenadantes de células mesenquimais de animais desnutridos quantificados por Elisa apresentaram uma maior concentração de SCF e uma redução na concentração de G-CSF e GM-CSF. As alterações encontradas nos permitem concluir que a desnutrição compromete as células mesenquimais tanto no aspecto regulatório de fatores de transcrição, bem como na capacidade de produção de citocinas, contribuindo para o comprometimento do microambiente hematopoético e induzindo a falência medular comumente observada em situações de desnutrição protéica. / Data from literature and our group showed that protein malnutrition compromises lympho-hematopoietic organs and modifies the immune response. Knowing that malnourished animals show severe hypoplasia of hematopoietic organs and the bone marrow microenvironment has distinct modulators that act synergistically to influence survival, proliferation and development of hematopoietic cells in all levels of differentiation, we evaluated in a model of protein malnutrition, some aspects of the complex regulation of bone marrow microenvironment evaluating the expression of transcription factors involved in the differentiation of Mesenchymal Stem Cells, and the production capacity of cytokines which are important in the regulation of the hematopoiesis. BALB/c mice, males, adults adapted in metabolic cages were separated in two groups: control and malnourished groups receiving, respectively, normal protein diet (12% protein) and low protein (2% protein). After the malnourished group lost about 20% of initial weight, the animals were sacrificed and evaluated the nutrition status, as well as hematological parameters. Mesenchymal Stem Cells were isolated from bone marrow and immunophenotypically characterized by flow cytometry showing cells populations in both groups stained positive for CD90, CD271, Sca1, CD49e, CD13, low marking for CD34 and negative for CD14, CD45. In the measurement of transcription factors by Western Blot found that Mesenchymal Cells of bone marrow malnourished animals showed higher expression of RUNX2 and PPAR&#947;. This fact can be explained, in part, by microenvironmental remodeling observed in these animals. Mesenchymal stem cells supernatants of malnourished mice quantified by Elisa presented a higher concentration of SCF and a reduced concentration of G-CSF and GM-CSF. The alterations found in malnourished animals allow us to conclude that malnutrition commits Mesenchymal Stem Cells on the expression of transcription factors involved in the regulatory aspects of the differentiation process, as well as at the capacity of cytokine production, contributing to an impaired hematopoietic microenvironment and inducing the bone marrow failure commonly observed in protein malnutrition states.

As células-tronco são definidas como células capazes de auto-renovação e diferenciação em células especializadas. Dentre as células-tronco adultas, as mesenquimais ocupam uma posição de destaque. São células multipotentes que podem originar células de origem mesodérmica, como osteoblastos, adipócitos e condrócitos. Além disso, vários estudos demonstraram que essas células também podem se diferenciar em células de origem extra-mesenquimal, como neurônios e hepatócitos, fenômeno este denominado plasticidade. Aspectos moleculares envolvidos com a plasticidade das células-tronco adultas, bem como durante o processo de comprometimento e diferenciação em células especializadas não estão completamente elucidados. Considera-se que as células-tronco expressam, embora em baixos níveis, uma gama diversa de genes relacionados aos diferentes destinos de diferenciação. Durante a diferenciação o repertório de genes expressos seria reduzido, acompanhado do aumento nos níveis de expressão de uma coleção menor de genes que orientariam a especialização celular. Para o presente estudo adotamos essa hipótese e elaboramos um sistema-modelo experimental no qual células-tronco mesenquimais de medula óssea humana foram induzidas in vitro à diferenciação em osteoblastos. As células-tronco mesenquimais foram obtidas de três doadores saudáveis de medula óssea e induzidas quimicamente à diferenciação em osteoblastos (meio -MEM acrescido de dexametasona, ácido ascórbico e - glicerofosfato) durante 24 h, 48 h, 7 dias e 21 dias. O RNA total foi extraído das culturas de células indiferenciadas (0h) e durante o processo de diferenciação (24 h, 48 h, 7 d e 21 d). Todo o processo de diferenciação foi monitorado com ensaios bioquímicos e por imunocitoquímica. Para avaliar a expressão gênica das célulastronco e durante o processo de diferenciação utilizamos a tecnologia dos cDNA microarrays. Os dados foram analisados com auxílio de programas de bioinformática especializados. Um banco público de dados de expressão gênica (GNF Symatlas) também foi consultado, o que nos auxiliou na interpretação dos dados. Sondas de cDNA fluorescentes (Cy3) oriundas das amostras de RNA foram hibridizadas com os cDNA microarrays (4.500 seqüências alvo). Um pool de cDNAs irrelevantes marcados com Cy5 foi usada como referência na hibridização. A expressão gênica diferencial durante a diferenciação foi analisada pelo método SAM (significance analysis of microarrays) (FDR < 5%). Os genes diferencialmente expressos foram classificados segundo sua representação tecidual de acordo com os valores de expressão obtidos do banco de dados GNF Symatlas. Além disso, foi avaliada por RT-PCR semiquantitativa, a expressão de genes relacionados à osteogênese (ALPL, osteocalcina, COL1A1, RUNX2 e osteopontina), e um marcador de adipócitos, PPARG. Observamos que as células-tronco mesenquimais no seu estado tronco expressam, em níveis similares, genes característicos das linhagens osteo e adipocítica. Entretanto, ao longo do comprometimento com a linhagem osteoblástica o número de genes modulados (reprimidos e induzidos) é crescente. Revelamos que nas fases iniciais da diferenciação osteoblástica in vitro os genes que representam células-tronco adultas foram reprimidos. Entretanto, com o avanço do comprometimento com a linhagem osteoblástica observamos que certos genes foram induzidos como, por exemplo, BMP1, SMAD7, IGFBP4, ITGA5, FN1, BGN, CDH8, GDF10 e SCARB2, todos relacionados à osteogênese. Nossos resultados são importantes para um melhor entendimento das bases genético-moleculares associadas ao potencial plástico e de diferenciação das células-tronco mesenquimais. / Stem cells (SC) are defined by their property of self-renewal and differentiation into specialized cells. The adult mesenchymal stem cells (MSC) correspond to a special type of them. MSC are multipotent and can differentiate into several cell types of mesodermal origin, including osteoblasts, adipocytes and condroblasts. Also, their capacity to differentiate into extra-mesenchymal cells, such as neurons and hepatocytes, was demonstrated and this phenomenon was termed plasticity. Nevertheless, the molecular basis of adult SC plasticity, as well during their commitment and differentiation into specialized cells isnt completely elucidated. It was hypothesized that SC express, although at low levels, many genes related to the differentiation cues that they could assume. According to this hypothesis, the repertory of genes is reduced during differentiation, at the same time that upregulating the expression of specialized genes, which characterize the future tissue. In this study, we adopted this hypothesis and to test it we used an in vitro osteogenic differentiation model-system. Mesenchymal stem cells were obtained from bone marrow of three healthy donors and induced to differentiate into osteoblasts in -MEM media supplemented with dexametasone, ascorbic acid and betaglycerol phosphate during 24 h, 48 h, 7 and 21 days. The differentiation process was monitored by biochemical and immunocytochemistry assays. The total RNA was obtained from undifferentiated (0 h) and differentiated cells. To evaluate gene expression during the differentiation, we used the cDNA microarray technology. Fluorescent Cy3 cDNA probes originated from SC RNA samples were hybridized with a cDNA microarray containing 4,500 target sequences. A pool of irrelevant cDNA was labeled with Cy5 and used as reference. The differential gene expression during differentiation was analyzed by SAM (Significance Analysis of Microarrays) method (FDR < 5%). The public gene expression database (GNF Symatlas) was used to annotate the tissue representation of the modulated genes. The expression of some specific genes related to osteogenesis (ALPL, osteocalcin, COL1A1, RUNX2 e osteopontin) and an adipocyte marker (PPARG) was evaluated by semiquantitative RT-PCR. It was observed that MSC in their stem state express, at similar levels, representative genes of the osteo and adipocyte lineages. However, during the osteoblastic differentiation process the number of modulated genes (repressed or induced) increased. It was observed that at early in vitro osteoblastic differentiation, adult SC characteristics genes were downregulated. Conversely, the osteoblastic commitment of these cells displayed upregulation of specific genes related to bone formation (BMP1, SMAD7, IGFBP4, ITGA5, FN1, BGN, CDH8, GDF10 and SCARB2). These results are important to provide a better understanding of the genetic and molecular basis of the plasticity and commitment phenomenon of adult MSC.