Introdução: Células-troco mesenquimais (CTM) vêm mostrando seus benefícios na doença do enxerto-versus-hospedeiro (DECH), observada no transplante de células tronco hematopoéticas (TCTH), existem três questões em aberto: (1) Expansão de CTM em meio de cultura suplementado com soro fetal bovino (SFB), pelo o risco de xenorreação; (2) Otimização de condições de cultura para a obtenção, em tempo hábil, de um numero que permita de 4 a 6 infusões de 2x106cells/kg do receptor; (3) Obter células do doador de medula óssea, evitando assim a utilização de um terceiro doador. Objetivos: Este estudo foi desenhado para comparar o lisado de plaquetas (LP) e o SFB na expansão de CTM, a densidade de plaqueamento das células e os dias entre cada passagem, e para investigar se as células nucleadas totais obtidas da bolsa e filtro do TCTH, podem ser utilizadas para expansão de CTM para utilização clínica. Métodos: Células residuais foram removidas do filtro e da bolsa utilizados para o TCTH, plaqueadas e depois da primeira passagem foram cultivadas em diferentes concentrações com SFB ou LP e observado o número de dias que levaram para chegar a 80% de confluência. Em seguida, as culturas com as mesmas densidades de plaqueamento foram suplementadas com LP ou SFB e depois de sete dias contou-se o número de células para analisar o quanto elas cresceram nesse período. Resultados: A proliferação de CTM, na presença de LP e SFB foi em média 11,88 e 2,5 vezes, respectivamente, num período de 7 dias. A concentração mais elevada de células usando LP demorou menos tempo para atingir a confluência, em comparação com os três inferiores. Este estudo sugere que o LP é a melhor escolha como suplemento para expandir CTM, e permite a proliferação de um número suficiente de CTM de doadores para uso clínico. / Introduction: Mesenchymal stromal cells (MSC) have shown their benefits in graft-versus-host disease (GVHD), with three unsettled matters:(1) MSCs expansion in medium with Fetal Calf Serum (FCS) and its risk of xenoreaction; (2) The number of cells indicated for therapy is 2x106cells/Kg with the need to optimize expansion, number and time wise; and (3) the utilization of third party donors. Aims: This study was designed to compare the platelet lysate (LP) and FCS on the expansion of MSC, the optimal cell plating density and days between each pass, and to investigate if donor total nucleated cells (TNC) obtained from the washouts of hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) explants can be expanded to be used at clinical grade. Methods: TNC were removed, plated and after the first passage were cultivated in different concentrations with FCS or PL and the number of days reach 80% of confluence was observed. Next, cultures with the same plating density were fed either with PL or FCS and after seven days counted to analyze how much they have grown in that period. Results: The proliferation of mesenchymal stromal cells in the presence of PL and SFB was averaged 11.88 and 2.5 times, respectively, in a period of 7 days. The highest concentration of plating cells using PL, took less time to reach confluence as compared with the three lower ones. This study suggests that the PL is the best choice as a supplement to expand MSC, and allows the proliferation of a sufficient number of donors MSC at P2 for clinical use.

A cirurgia endoscópica transluminal por orifícios naturais (NOTES) é uma nova modalidade cirúrgica caracterizada pela ausência de incisões cutâneas. Diferentes vias de acesso para a NOTES já foram testadas, porém, existem poucos estudos sobre os efeitos imunomoduladores da via transretal e de sua associação com as células-tronco mesenquimais (MSCs) como adjuvante nos efeitos anti-inflamatórios e na cicatrização retal. Este trabalho objetivou avaliar a exequibilidade da técnica NOTES transretal, os efeitos imunomodulatórios e regenerativos desta abordagem cirúrgica e sua associação com as MSCs em um modelo experimental suíno. A tese foi divida em quatro capítulos sendo que o primeiro trata de uma revisão bibliográfica sobre as vias de acesso para a NOTES e suas implicações. O segundo objetivou testar a exequibilidade da via transretal em três suínos, o que demonstrou ser um acesso alternativo para procedimentos abdominais. O terceiro capítulo avalia a resposta inflamatória da técnica NOTES e da sua associação com MSC derivadas de tecido adiposo. Para isso, 11 suínos foram submetidos a NOTES transretal e distribuídos aleatoriamente em dois grupos: GNOTES e GNOTES+MSC. Amostras de sangue foram coletadas em diferentes tempos para exames de hemograma, albumina, proteína C reativa (PCR) e interleucina- 6 (IL-6). Não houveram alterações entre os grupos quanto aos valores de hemograma, albumina e PCR, sendo que a IL-6 foi indetectável em todos os animais. Histologicamente, foi observado menor quantidade de células inflamatórias no GNOTES+MSC na camada muscular. Estes dados sugerem que tanto a técnica NOTES quanto as MSCs atenuam os efeitos inflamatórios do procedimento. Um prolapso retal ocorrido como complicação da técnica NOTES transretal foi detalhadamente descrito no quarto capítulo. Assim, a técnica NOTES associada ou não às MSCs no sítio da incisão apresenta mínima resposta inflamatória em suínos submetidos à peritoneoscopia transretal. / Natural orifice transluminal endoscopic surgery (NOTES) is an evolving surgical approach to be performed without skin incisions. Different access sites have been tested, however, studies regarding immunomodulation of the transrectal approach and its association with mesenchymal stem cells (MSC) are still lacking. The viability of transrectal NOTES and the associated effects of MSC local therapy on rectal healing and inflammation were tested in a porcine model. The results of the study are depicted in fours chapters. The first chapter presents a literature review and state-of-the-art on the accesses for NOTES. The subsequent paper describes the transrectal approach performed in three pigs and its viability as an alternative access to abdominal endoscopic procedures. In the third chapter, the evaluation of the inflammatory response with transrectal NOTES and adipose tissue MSC therapy is presented. For that, 11 pigs were either submitted to NOTES only or NOTES with local MSC application. Blood samples, peritoneal fluid, and post-mortem rectal tissue specimens were collected. Total blood count, albumin and C-reactive protein showed no significant differences between groups. Interleukin-6 was undetectable in both groups. Histological evaluations demonstrated less inflammatory cells in the muscular layer of rectum of the animals where NOTES was associated with MSC. A possible lessening of the immune response may be seen with NOTES with or without MSCs; however, the presence of MSC attenuate the local inflammatory reaction in the muscular layer of porcine rectum after transrectal NOTES. A rectal prolapse that occurred after transrectal NOTES in one pig is reported in the last chapter. The transrectal NOTES technique with or without the MSCs at the incision site shows minimal inflammatory response in porcine.

As células-tronco mesenquimais humanas derivadas de tecido adiposo, do inglês human adipose-derived stem cells (hADSC), são células progenitoras que residem entre adipócitos e armazenam lipídios neutros, principalmente triglicerídeos e ésteres de colesterol (TG e EC), em gotas lipídicas citoplasmáticas (GLC), contribuindo para o turnover do tecido adiposo. As GLC são organelas que desempenham um papel crucial na homeostasia energética e no metabolismo dessas células. Caveolas são invaginações de 50-100 nm que foram inicialmente caracterizadas por microscopia eletrônica. A forma e a organização estrutural das caveolas deve-se a proteínas especificas da família das caveolinas (caveolina-1, -2 e -3) que se associam em oligômeros para formar cavidades/invaginações na membrana plasmática. A função das caveolinas na formação das GLC está relacionada com a captação de ácidos graxos e seu metabolismo, e a relação existente entre estes dois componentes celulares parece ser crucial para manutenção da homeostasia celular. Muitas organelas que são funcionalmente conectadas ao metabolismo de lipídeos são encontradas justapostas as GLC. Distinções morfológicas observadas reforçam diferenças que podem existir na maneira pelas quais as GLC interagem com outras organelas em adipócitos. Sítios de contatos entre membranas, do inglês membrane contact sites (MCS), são descritos para muitas organelas e parecem funcionalmente importantes nos processos de interações entre as GLC e outras organelas celulares. O presente trabalho avaliou as diferenças ultraestruturais entre hADSC diferenciadas ou não para pré-adipócitos, comparando com células 3T3-L1. Também foram avaliadas, através de microscopia eletrônica de transmissão, as interações das GLC com outras organelas celulares durante a diferenciação adipogênica, pois apesar de sua importância no metabolismo energético e em várias doenças, as GLC são pouco compreendidas como organelas celulares. De fato, o tamanho, a composição e a regulação das GLC variam consideravelmente entre organismos e tipos celulares. A complexidade das interações das GLC com outras organelas também varia consideravelmente em adipócitos e não adipócitos. Este trabalho mostrou a importância de estudos que visam esclarecer como as GLC são formadas, modificadas e reguladas. Através destes estudos poderemos ter uma melhor compreensão acerca da relação existente entre o acúmulo excessivo de lipídios no organismo e a chamada síndrome metabólica (obesidade, diabetes e aterosclerose). / Human adipose-derived stem cells (hADSC) are progenitor cells that reside between adipocytes, store neutral lipids, especially triglycerides and cholesterol esters (TG and CE) into cytoplasmic lipid droplets (CLD), contributing to the turnover of the adipose tissue. The CLD are organelles that play a crucial role in energy homeostasis and cell metabolism. Caveolae are invaginations of 50-100 nm that were initially characterized by transmission electron microscopy. The shape and structural organization of caveolae are held by specific proteins of the family of caveolinas (caveolin-1, -2 and -3) that associate to form oligomers in cavities/invaginations on the plasma membrane. The caveolin functions on the CLD development are related to the fatty acid uptake and its metabolism. The relationship between these cell components seems to be pivotal for the cellular homeostasis maintenance. Many organelles that are functionally connected to lipid metabolism are found juxtaposed to the CLD. Morphologic distinctions reveal the differences that may exist in the way through which the CLD interact with other organelles within adipocytes. The membrane contact sites (MCS) have been described for many organelles and seems to be functionally important in the interaction processes with CLD. This work evaluated the ultrastructural differences between hASDC differentiated or not to pre-adipocyte compared to the 3T3-L1 cells. It was also evaluated through transmission electron microscopy, the CLD interactions to the others cellular organelles in hASDC during adipogenesis induction because, despite its importance in energy metabolism and in various diseases, the CLD are poorly understood as cell organelles. Indeed, the size, composition and regulation of GLC vary considerably between organisms and cell types. The complexity of CLD interactions with other organelles also ranged considerably between adipocytes and undifferentiated. This work showed the importance of studies that aim the clarify how the CLD are formed, modified and regulated. Through these studies it is possible to get a better understanding of the relationship between the excessive accumulation of body lipids and the metabolic syndrome (obesity, diabetes and atherosclerosis).

As fissuras palatinas são problemas frequentes na rotina hospitalar em humanos assim como nos animais. Nas últimas décadas, diferentes técnicas cirúrgicas foram empregadas para a correção dos defeitos palatinos, entretanto, não possuem uma eficácia satisfatória em fendas que apresentam um grande defeito ósseo. Através do exposto acima, buscam-se novas alternativas para a reconstrução de fendas palatinas, sendo a engenharia de tecidos uma alternativa de tratamento para tal afecção. Este estudo possui a finalidade de avaliar a utilização da tela de polipropileno acrescida com MSC (células-tronco mesenquimais) e selante de fibrina em um modelo experimental de correção de fenda palatina em suínos, avaliando-se a cicatrização de tecido mucoso e ósseo do palato duro. Com isso, objetiva-se desenvolver uma nova técnica de reconstrução de fendas palatinas baseada na engenharia de tecidos. O estudo foi desenvolvido em duas etapas, uma in vitro e outra in vivo. O projeto in vitro avaliou duas técnicas de cultivo de MSC em diferentes placas de cultura, utilizando dois tipos de telas de polipropileno (macroporosa e microporosa) durante um período de quinze dias, para obter as melhores condições de interação entre a tela e as células. Em todas as formas de cultivo houve aderências das MSC, entretanto, o melhor protocolo foi na tela microporosa no período de sete dias de cultivo e em placas sem metacrilato. Para o estudo in vivo, foram utilizados 12 suínos, distribuídos em quatro grupos de igual número: grupo que utilizou somente tela de polipropileno (GT); tela de polipropileno associada à MSC e selante de fibrina (GTCF); tela de polipropileno e MSC (GTC); tela de polipropileno e selante de fibrina (GTF). Em todos os animais foi realizada a fenda palatina e colocação do enxerto conforme cada grupo. Os suínos foram avaliados quanto à presença de inflamação, cicatrização e deiscência de sutura no implante do palato. Após quinze dias os animais foram eutanasiados e os palatos avaliados por histologia pela coloração de HE e Picrosirius Red. A tela de polipropileno associada com MSC demonstrou ser melhor, entre os demais protocolos estudados neste trabalho, para correção de fenda palatina. Forneceu completa cicatrização óssea e da mucosa oral e nasal em um período de quinze dias, demonstrando ser uma nova técnica segura e eficaz, possuindo um potencial significativo para correção de fenda palatina. / Cleft palates are common problems in the hospital routine in humans and animals. In recent decades, different surgical techniques were employed for the correction of palatal defects, however, do not have a satisfactory efficacy in cracks that have a large bone defect. Through the above, seek new alternatives for the reconstruction of cleft palates, and tissue engineering an alternative treatment for this condition. This study has the purpose of evaluating the use of enhanced polypropylene mesh with MSC (mesenchymal stem cell) and fibrin sealant in an experimental model of cleft palate repair in pigs, assessing the healing of mucosal tissue and bone of the hard palate. Thus, the objective is to develop a new technique for reconstruction of cleft palates based on tissue engineering. The study was conducted in two stages, one in vitro and another in vivo. The project in vitro evaluated two MSC cultivation techniques in different culture plates using two types of polypropylene meshes (macroporous and microporous) over a period of fifteen days, to get the best conditions for interaction between the screen and the cells. In all forms of cultivation were MSC adhesions; however the best protocol was the microporous screen in the seven days of culture plates and without methacrylate. For the in vivo study, we used 12 pigs, divided into four equal groups: group using only polypropylene mesh (GT); polypropylene mesh associated with MSC and fibrin sealant (GTCF); polypropylene mesh associated with MSC (GTC); polypropylene mesh and fibrin sealant (GTF). In all animals was performed cleft palate and graft placement as each group. The pigs were evaluated for the presence of inflammation, scarring and wound dehiscence in the palatal implant. After fifteen days the animals were euthanized and palates assessed by histology staining by HE and Sirius Red. The polypropylene mesh associated with MSC proved to be the best, among others protocols studied in this work, to cleft palate correction. Provided complete bone healing and oral and nasal mucosa in a period of fifteen days, proving to be a new safe and effective technique, having a significant potential for cleft palate correction.

O uso de células-tronco mesenquimais (CTMs) na medicina regenerativa, principalmente quando associado ao sistema nervoso, requer alternativas em relação à via de aplicação. A associação da terapia celular com a nanotecnologia para uso em neurociências, desenvolvida nesse trabalho, é uma abordagem inovadora no Brasil. Dessa forma, as matrizes de nanofibras, produzidas pela técnica de electrospinning (ES), funcionam como suportes para a proliferação e diferenciação celular proporcionando uma alternativa para a reconstituição do tecido lesado. O processo de regeneração do tecido neural pode ser aperfeiçoado com a liberação controlada de fatores neurotróficos, através do uso dessas matrizes. Entre esses fatores, encontra-se o NGF (Nerve Growth Factor – fator de crescimento neural), o qual exerce um papel central no desenvolvimento, manutenção e sobrevivência dos neurônios. Além disso, características de superfície das matrizes, como o alinhamento de nanofibras, podem estimular a diferencição neural. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver matrizes de nanofibras alinhadas e não alinhadas com e sem o NGF incorporado, através da técnica ES de emulsão. Além disso, objetivou-se avaliar o comportamento celular, bem como a capacidade de diferenciação neural das CTMs, sobre as estruturas tridimensionais desenvolvidas. As CTMs foram extraídas da polpa de dentes decíduos esfoliados humanos. Quatro grupos de scaffolds foram desenvolvidos, caracterizados e avaliados: scaffolds com fibras randomizadas e com fibras alinhadas, sendo cada tipo com e sem o NGF incorporado. As análises físico-químicas realizadas foram morfologia, diâmetro das fibras e degradabilidade do biomaterial. Os parâmetros biológicos avaliados foram morfologia, adesão, viabilidade e proliferação celular, bem como a citotoxicidade frente ao biomaterial. A diferenciação neural foi quantificada através da expressão dos genes neurais nestina, β- III tubulina e NSE (enolase específica para neurônios). As matrizes de nanofibras produzidas mostraram-se satisfatórias para o cultivo de CTMs, mimetizando a estrutura física da matriz extracelular (MEC). Além disso, a técnica utilizada permitiu a obtenção de estruturas com nanofibras alinhadas e randomizadas. As CTMs cultivadas nas matrizes foram capazes de aderir e proliferar com vantagens para adesão nas matrizes alinhadas contendo o NGF, em relação às matrizes alinhadas controle. As estruturas produzidas não apresentaram características tóxicas permitindo que as CTMs mantivessem a viabilidade ao longo do tempo. A avaliação da diferenciação neural das CTMs indicou que todos os grupos de matrizes foram capazes de promover o aumento da expressão de genes neurais. Tal capacidade foi observada tanto para CTMs cultivadas sobre as matrizes com o meio controle quanto com o meio de indução neural. Esses achados mostram a possível influência das características químicas e topográficas providas pelos substratos produzidos. As características da matriz artificial permitem que as CTMs respondam adequadamente ao microambiente e expressem genes neurais, podendo auxiliar na regeneração tecidual quando aplicada em lesões do sistema nervoso. / The use of mesenchymal stem cells (MSCs) in regenerative medicine, particularly when associated with the nervous system, requires alternatives with respect to cell application methods. The association of cellular therapy with nanotechnology for use in neuroscience, developed with this work, is an innovative approach in Brazil. Scaffolds produced by electrospinning (ES) technique act as supports for cell proliferation and differentiation, providing an alternative to reconstitute the damaged tissue. The process of neural tissue regeneration can be improved through the controlled release of neurotrophic factors from the scaffolds. Among these factors, NGF (Nerve Growth Factor) plays a central role in the development, maintenance and survival of neurons. Furthermore, surface characteristics of nanofibers, such as alignment, can stimulate neural differentiation. The main objective of this study was to develop aligned nanofiber scaffolds and random nanofiber scaffolds with and without NGF incorporated through emulsion ES. In addition it was aimed to characterize the physico-chemical properties of the scaffolds, related to the extracellular matrix (ECM) and evaluate the cell behavior, as well as the neural differentiation on these three-dimensional devices. The MSCs were extracted from the dental pulp of human exfoliated deciduous teeth. Four groups of scaffolds were developed, characterized and evaluated: scaffolds with randomized fibers and with aligned fibers, each type with and without NGF incorporated. The physico-chemical analyzes performed were morphology, fiber diameter and degradability of the biomaterial. The biological parameters evaluated were cell morphology, adhesion, proliferation and viability, as well as cytotoxicity by the biomaterial. The neural differentiation was quantified by measuring gene expression for the neural genes nestin, β-III tubulin and NSE (neuron-specific enolase). The scaffolds produced demonstrated a satisfactory environment for MSC growth, mimicking the ECM physical structure. Furthermore, the technique allowed for the production of scaffolds with aligned and with randomized nanofibers. MSCs cultured on scaffolds were able to adhere and proliferate, with better adhesion performance on aligned nanofiber scaffolds with NGF incorporated, when compared to aligned nanofiber scaffolds control. The devices produced showed nontoxic characteristics permitting MSCs to maintain their viability over time. The evaluation of MSC neural differentiation indicated that all groups of scaffolds were able to upregulate neural genes expression. Such ability was observed for both MSCs cultured on scaffolds with control medium as on scaffolds under neural induction medium. These features provided by this artificial ECM permit proper MSC response to microenvironment, leading to neuronal genes expression, which could improve tissue regeneration when applied to nerve lesions.

Danos ao sistema nervoso central (SCN) resultam em perda de conexões axonais, das funções motoras e sensoriais. Uma das estratégias para seu reparo é o transplante de células-tronco mesenquimais (CTMs). Porém essa alternativa requer uma adequada via de aplicação. Nesse sentido, o uso de matrizes alinhadas pode ser usado para apoiar o crescimento e diferenciação das CTMs e, quando incorporadas com fatores de crescimento, otimizam o processo de regeneração tecidual. O objetivo desse trabalho foi avaliar a diferenciação neural das CTMs cultivadas sobre matrizes de nanofibras orientadas com o fator de crescimento epidermal (EGF) incorporado. Os scaffolds com fibras alinhadas foram produzidos por electrospinning de emulsão e avaliados conforme a sua morfologia, o diâmetro das nanofibras, a degradabilidade e a liberação do EGF. As CTMs utilizadas foram provenientes da polpa de dentes decíduos esfoliados humanos. Essas células foram cultivadas nos scaffolds e avaliadas conforme os testes biológicos: adesão, viabilidade, proliferação, citotoxicidade e diferenciação neural. Os scaffolds com fibras alinhadas controle (AC) e contendo o EGF (AE) apresentaram morfologia, diâmetro das nanofibras e tempo de degradação semelhantes. Com base no total de EGF presente na matriz AE, 90,14% foi liberado após 28 dias. O citoesqueleto e o núcleo das CTMs cultivadas nos scaffolds AC e AE estavam mais alongados e alinhados quando comparado com as CTMs cultivadas no poço de cultura (controle). As CTMs aderiram mais nas matrizes AE em relação às matrizes AC, porém a proliferação e viabilidade celular foram similares, exceto no tempo de 72 horas, o qual a viabilidade no grupo controle foi maior, em comparação aos demais grupos. Os scaffolds AC e AE não foram tóxicos para as CTMs. Em relação aos resultados da neuro-diferenciação, a expressão de nestina e neurofilamentos consideravelmente maior em todos os grupos analisados quando comparado ao grupo controle. A expressão de βIII-tubulina e GFAP foi maior em todos os grupos diferenciados quando comparada ao grupo controle. A maioria das CTMs cultivadas nas matrizes AC e AE, induzidas ou não à diferenciação neural, apresentaram correntes dependente de voltagem para sódio. O valor de condutância máxima foi maior para todos os grupos analisados quando comparado ao grupo controle onde as células não foram diferenciadas. Portanto, as matrizes com nanofibras orientadas induzem à diferenciação neural das CTMs em neurônios funcionais tanto na ausência como na presença de EGF incorporado. As matrizes AE ainda mostraram ser capazes de melhorar a adesão celular. Dessa forma, conclui-se que as matrizes de nanofibras estudadas são uma possível estratégia para otimização da regeneração de lesões neurológicas. / Damage to the central nervous system (CNS) results in loss of axonal connections and motor and sensory functions. One of the strategies for its repair is the transplantation of mesenchymal stem cells (MSCs). However, this requires a suitable application route. Accordingly, the use of scaffolds support the growth of MSCs and, when incorporated with growth factors, optimize the regeneration process. The purpose of this study was to evaluate the neural differentiation of MSCs cultured on nanofiber matrices oriented with epidermal growth factor (EGF) incorporated. Aligned scaffolds were produced by electrospinning emulsion and evaluated according to their degradation, the morphology and diameter of the nanofibers, and release of EGF from the nanofibers. MSCs used were from human exfoliated deciduous teeth (SHED). These cells were cultured on the scaffolds and evaluated according to biological tests: adhesion, viability, proliferation, cytotoxicity and neural differentiation. The aligned control scaffolds (AC) containing EGF (AE) presented similar morphology, diameter of nanofibers and degradation time. Based on the total EGF present in the scaffold AE, 90.14% was released after 28 days. The cytoskeleton and the core of the MSCs cultured on scaffolds AC and AE were more aligned and elongated when compared to the MSCs grown on plate wells (control). MSCs adhered more to matrices AE when compared to matrices AC, although proliferation and cell viability were similar, except after 72 hours. In this period, the viability of the control group was higher when compared to the rest of the groups. Scaffolds AC and AE were not toxic to MSCs. In regard to the results of neuro-differentiation, the expression of nestin and neurofilament was much higher in all groups than the control group. The expression of βIII tublin and GFAP was higher in all differentiated groups than the control group. Most of the MSCs grown in matrices AC and AE, induced or not to neural differentiation, showed voltage-dependent sodium currents. The maximum value of conductance of these groups was higher for the cells in all groupscompared to the control group, where the cells were not differentiated. Therefore, oriented nanofiber matrices induce neural differentiation of MSCs into functional neurons both in the absence and in the presence of incorporated EGF. The matrices AE also showed improved cell adhesion. Thus, these matrices are a possible strategy for optimizing the regeneration of neurologic lesions.

Enxertos livres de pele de espessura total são indicados para cobrir grandes defeitos de pele em superfícies flexoras ou em extremidades distais e sofrem lesão por isquemia e reperfusão pela própria natureza do procedimento cirúrgico. O objetivo deste trabalho foi testar a associação de células tronco mesenquimais de origem adiposa (ADSCs) heterólogas a enxertos cutâneos autólogos de espessura total em ratos Wistar. Enxertos de 12 mm de diâmetro foram executados no dorso de 30 ratos, em dois locais: cranial e caudal. Os ratos foram distribuídos em seis grupos (n=5): grupo ADSC_G recebeu, no enxerto, 1x106 ADSCs em 200 μL de Solução Salina 0,9% (SS); grupo ADSC_B recebeu 1x106 ADSCs em 200 μL de SS na borda do leito receptor; grupo ADSC_GB, metade da mesma suspensão na borda e outra metade no enxerto. Os grupos controle, SS_G e SS_B, receberam apenas SS no enxerto ou nas bordas respectivamente. No grupo S, o enxerto não recebeu nenhum tratamento durante as cirurgias. Curativos do tipo tie-over permaneceram até o 5º dia. Na cirurgia (d0), aos 5 (d5) e 14 (d14) dias de pós-operatório, os desenhos dos enxertos foram digitalizados e suas áreas mensuradas (software ImageJ). As avalições clínicas consideraram peso, presença de secreções e ocorrência de epidermólise. A planimetria demonstrou a taxa de pele normal, de pele avermelhada e de ulceração, assim como a contração dos enxertos entre os intervalos d0–d5, d5-d14 e d0-d14. As amostras dos enxertos foram obtidas em d14 para coloração com Hematoxilina e eosina e Tricrômico de Masson. A epiderme foi avaliada para espessamento, ceratose, acantose, degeneração hidrópica, infiltrado inflamatório. A derme foi avaliada quanto a rarefação pilosa, tecido de granulação, infiltrado inflamatório, deposição de colágeno. Os resultados foram expressos em média e desvio padrão, e a análise estatística utilizou as Equações de Estimações Generalizadas (GEE), com nível de significância de 5%. O grupo ADSC_G apresentou melhores aspectos macroscópicos, menos ocorrência de epidermólise e de rarefação pilosa e uma das menores médias de área de ulceração, juntamente com os outros grupos tratados com ADSCs. O grupo ADSC_G demonstrou as menores médias de alterações histopatológicas como: espessamento da epiderme, degeneração hidrópica, tecido de granulação. O mesmo grupo ficou entre as menores médias de acantose e infiltrado inflamatório na derme, ao mesmo tempo que apresentou as maiores médias de VEGF no subcutâneo e no tecido de granulação. Dessa forma, pode-se concluir que as ADSCs protegeram os enxertos dos efeitos deletérios da isquemia, assim como e sugerem-se novos estudos em fases iniciais da cicatrização para compreensão dos mecanismos envolvidos. / Evaluation of adipose derived stem cells (ADSC) effect on full-thickness skin graft (FTSG) as a wound healing model in ischemic conditions. Two 12 mm diameter FTSGs were harvested and placed onto dorsal recipient beds of twenty-four Wistar rats, in two anatomic regions: cranial and caudal. Rats were randomized into five groups. Before grafting, group E FTSGs received subfascial injection of 1X106 ADSCs diluted in 200 μL of physiologic saline. Group EC FTSGs received only physiologic saline. Group B received ADSCs in the recipient bed edges; group C received physiologic saline in the edges. Group ADSC_GB received the same ADSCs number and volume, half in the graft and half in the edges. Using planimetry, grafts were analyzed for graft´s contraction rate (d0, d5, d14), normal skin rate and occurrence of epidermolysis and failure rate (d14). FTSGs samples were obtained on the d14 to hematoxylin-eosin and Masson’s Trichrome staining for epidermal analysis (epidermal thickening, keratosis, acanthosis, hydropic degeneration, inflammatory infiltrate) and dermal analysis (hairless, granulation tissue, inflammatory infiltrate, collagen deposition). The obtained results were expressed by mean (n=5). Statistical significance (p<0,05) was calculated using Generalized Estimating Equations. The ADSC_G group had better macroscopic aspects, less occurrence of epidermolysis and hairless and one of the lowest averages of ulceration area, along with the other groups treated with ADSCs. The ADSC_G group showed the lowest mean on the histopathological changes measured such as thickening of the epidermis, hydropic degeneration, less granulation tissue. The same group was among the lowest acanthosis and inflammatory infiltrate averages in the dermis, while presented with the greatest of VEGF average in the subcutaneous and in the granulation tissue. Thus it can be concluded that the ADSCs may have protected the grafts from the deleterious effects of ischemia and suggest new studies in the early stages of healing to understand the mechanisms involved.

Os cimentos de fosfato de cálcio apresentam uma série de vantagens de utilização em ortopedia e traumatologia, sendo as mais destacadas a sua biocompatibilidade e bioatividade, as quais permitem a osteocondução dos tecidos ósseos e o endurecimento “in situ”, permitindo maior facilidade de manipulação. Entretanto; através dos métodos convencionais de reação no estado sólido há uma grande dificuldade em se obter a fase α- fosfato tricálcico pura. Com o desenvolvimento deste trabalho foi possível sintetizar a fase α-fosfato tricálcico nanoestruturado com elevado grau de pureza, utilizando-se o método de síntese de combustão em solução. Após os estudos da influência do pH, da natureza do combustível (uréia ou glicina) e dos teores estequiométricos de combustível (0,75; 1,0; 1,5 e 2,0) foi possível definir os melhores parâmetros de síntese (pH 1,5 e combustível uréia em teor duas vezes maior do que o estequiométrico). Com a definição dos parâmetros ótimos de reação, estudou-se a viabilidade de sua utilização como cimento de fosfato de cálcio. Nesta etapa verificou-se a influência do tamanho de partícula através do tempo de moagem. Para tempo de moagem de 180 minutos foram obtidos valores de resistência mecânica à compressão de até 30,4 MPa. Porém após a imersão em solução de plasma sanguineo simulado (SBF) em tempos crescentes de até 28 dias, ocorreu a diminuição desta propriedade o que é indicativo da alta solubilidade dos pós de α-fosfato tricálcico obtidos via síntese de combustão em solução. O ensaio de citotoxicidade In Vitro demonstrou que o CFC sintetizado neste trabalho não apresentou efeito tóxico para as células. Na sequência do trabalho, investigou-se a viabilidade da aplicação do CFC como substituto ósseo e como carga cerâmica em criogéis poliméricos para utilização em engenharia de tecidos. Inicialmente utilizou-se o sistema dimetilaminoetil metacrilato (DMAEMA) com a adição de 5% de um ácido acrílico (ácido acrílico ou ácido metacrílico), porém tal sistema se mostrou muito instável e apresentou baixa reprodutibilidade. Dessa forma, substituiu-se o ácido acrílico pelo monômero hidroxietil metacrilato (HEMA), pelo fato de o último possuir maior estabilidade química e melhores propriedades mecânicas. Com o uso deste sistema foram obtidos arcabouços porosos através do método de criopolimerização com porosidade de até 75% e poros de até 1 milímetro de diâmetro. A adição de α-fosfato tricálcico às estruturas porosas pouco influenciou nas propriedades físicas da rede polimérica e nas propriedades mecânicas dos arcabouços porosos, porém aumentou significativamente a biocompatibilidade destes, permitindo a adesão e a proliferação de células tronco mesenquimais. A presença de colágeno do tipo I e de fosfatase alcalina são bons indicativos de que as células tronco mesenquimais estão se diferenciando em tecido ósseo e demonstram o potencial destes materiais para o seu uso como biomaterial e mais especificamente como substitutos ósseos. / The calcium phosphate cements have a large number of advantages regarding its use in orthopedics and traumatology, being the most prominent its biocompatibility and bioactivity, which allows the osteoconductive of bone tissue and in situ hardening, allowing greater ease of handling. However, the use of conventionals synthesis methods, e.g. solid state reactions, brings great difficulty to the obtainment of highly pure α- tricalcium phosphate phase. In this thesis, the use of the solution combustion synthesis method allowed to synthesize nanostructured α-tricalcium phosphate with high purity. Further studies on pHs influence, fuel natures (urea or glycine) and fuel ratio (0.75, 1.0, 1.5 and 2.0) allowed to define the best synthesis parameters (pH 1.5 and urea fuel content in two times higher than the stoichiometric). After choosing the best paramaters to the obtainment of higly pure α-tricalcium phosphate, we studied the feasibility of their use as calcium phosphate cement (CFC) by studing the influence of particle size by increasing the milling time from 30 to 180 minutes. The better results were found for the milling time of 180 minutes. Compressives strength of up to 30.4 Mpa were obtained for this formulation. However, after soaking the calcium phosphate cements in simulated blood plasma (SBF) in growing times up to 28 days, a decrease in the compressive strenght was noticed, which is an indicative of the high solubility of the α-tricalcium phosphate powders obtained by solution combustion synthesis. After the obtainment of the calcium phosphate cements, its application as bone substitute and as ceramic load in polymeric cryogels for use in tissue engineering were studied. Initially, the system dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) with 5% of an acrylic acid (acrylic acid or methacrylic acid) was used, but due its great instability and lack of reproductbility this system was abandoned. Since it has greater chemical stability and good mechanical properties, the monomer hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was chosen as pair to the DMAEMA monomer. With the use of this polymeric system, porous scaffolds with porosity of up to 75% and pores up to 1 mm in diameter were obtained by the method of cryopolymerization. The addition of α-tricalcium phosphate to the porous scaffolds did not showed a significant influence on physical properties of the polymer network nether on mechanical properties of porous structures. However, it increased significantly the biocompatibility of the scaffolds, allowing the adhesion and proliferation of mesenchymal stem cells. The presence of type I collagen and alkaline phosphatase are good indicators that mesenchymal stem cells are differentiating into bone tissue and demonstrate the potential application of these materials as biomaterials, more specifically as bone substitutes.

As células-tronco mesenquimais são células multipotentes caracterizadas pela capacidade de autorrenovação e diferenciação. Os oxisteróis abrangem um grande grupo heterogêneo derivado do colesterol pela da oxidação enzimática e não enzimática. Os efeitos dos oxisteróis no processo de morte celular, incluindo citotoxicidade e indução de apoptose, foram descritos em diversas linhagens celulares. No entanto, os efeitos dos oxisteróis são pouco conhecidos nas células-tronco mesenquimais. O 7-cetocolesterol (7-KC), um dos mais importantes oxisteróis, foi mostrado ser citotóxico em células-tronco mesenquimais de tecido adiposo. Sendo assim, este estudo descreve os efeitos citotóxicos de curta duração (24 horas) dos oxisteróis colestane-3alfa-5beta-6alfa-triol, 3,5 colestane-7-ona, (3alfa-5beta-6alfa)-colestane-3,6-diol,7-oxocolesterol-5-en-3-beta-il acetato e 5beta-6beta epoxi-colesterol em células-tronco derivadas de tecido adiposo. Os oxisteróis 3,5 colestane-7-ona e 7-oxocolesterol-5-en-3-beta-il acetato não promoveram morte celular e nem afetaram a proliferação celular. Os outros oxisteróis promoveram apoptose, necrose e autofagia, dependendo do tipo de oxisterol e da concentração. O colestane-3alfa-5beta-6alfa-triol foi o mais efetivo. A inibição da proliferação também foi promovida pelos oxisteróis, porém não foi observada alteração no ciclo celular / Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells characterized by self-renewal and cellular differentiation capabilities. Oxysterols comprise a very heterogeneous group derived from cholesterol through enzymatic and non-enzymatic oxidation. Potent effects in cell death processes, including cytoxicity and apoptosis induction, were described in several cell lines. Very little is known about the effects of oxysterols in MSCs. 7-ketocholesterol (7-KC), one of the most important oxysterols, was shown to be cytotoxic to human adipose tissue-derived MSCs. Here, we describe the short-term (24 h) cytotoxic effects of cholestan-3alpha-5beta-6alpha-triol, 3,5 cholestan-7-one, (3alpha-5beta-6alpha)-cholestane-3,6-diol,7-oxocholest-5-en-3-beta-yl acetate, and 5beta-6beta epoxy-cholesterol, on MSCs derived from human adipose tissue. 3,5 cholestan-7-one and 7-oxocholest-5-en-3-beta-yl acetate did not promoted cell death or affect cell proliferation. The other oxysterols led to a complex mode of cell death that could include apoptosis, necrosis and autophagy, depending on the type of oxysterol and concentration. Cholestan-3alpha-5beta-6alpha-triol was the most effective. Inhibition of proliferation was also promoted by these oxysterols, but no changes in cell cycle were observed

INTRODUÇÃO: O fenótipo de resistência a drogas é caracterizado pela superexpressão das proteínas da família ABC (ATP-Binding Cassette). A Pglicoproteína (P-gp), codificada pelo gene ABCB1, é uma das bombas de efluxo mais estudadas, como agente interferente no tratamento de diversos tipos de câncer, seguida pela proteína MRP1 (Multidrug Resistance-related Protein 1), transcrita pelo gene ABCC1. Estudos recentes relacionaram a atuação da proteína LRP (Lung Resistance Protein) a estas bombas, devido sua alta expressão em tumores com fenótipo resistente. Em contrapartida, estes transportadores também exercem funções fisiológicas contra metabólitos, compostos citotóxicos e teratogênicos, em diversos tecidos normais como rins, fígado, intestino e célulastronco. As proteínas ABC são consideradas marcadores específicos das célulastronco hematopoiéticas, porém, ainda são pouco descritas nas células-tronco mesenquimais (CTM). A medula óssea (MO) é a fonte mais bem descrita de CTM adultas, cujas propriedades são conhecidas e utilizadas na aplicação clínica. Entretanto, recentemente células-tronco de origem fetal têm criado expectativas e o líquido amniótico (LA) apontado como fonte promissora deste tipo celular, que por sua vez, é pouco estudada acerca da atuação das bombas ABC. Sendo assim, o presente estudo visou caracterizar a expressão da P-gp, MRP1 e LRP em célulastronco mesenquimais humanas do líquido amniótico e medula óssea. MÉTODOS: Foram isoladas CTM de amostras do LA e MO, caracterizadas através de citometria de fluxo, ensaios de diferenciação em tecidos mesenquimais in vitro e expressão dos genes de indiferenciação Oct-4 e Nanog por RT-PCR. Verificou-se também a presença da P-gp através da técnica de imunocitoquímica e a sua resistência frente a diferentes concentrações de doxorrubicina (DOX) através do ensaio de MTT, foram utilizadas como controles as células MES-SA e MES-DX (sarcoma uterino respectivamente sensível e sua variante resistente à DOX). Para avaliar o funcionamento da P-gp, foi feito ensaio de exclusão do corante Rhodamina 123 (Rh 123) por meio de citometria de fluxo, com ou sem bloqueio da P-gp utilizando verapamil. E por fim, foi verificada a expressão dos genes ABCB1/ABCC1/LRP por meio de PCR em tempo real, nas amostras pré e pós-diferenciações adipogênica, osteogênica e condrogênica. RESULTADOS: As CTM, tanto da MO quanto do LA, exibiram respostas semelhantes às células resistentes MES-DX e expressam a Pgp de forma homogênea nas suas populações. O ensaio de exclusão da Rh 123 demonstrou dinâmicas de efluxo do corante semelhantes entre as células-tronco do LA e as MES-DX, com e sem a presença de verapamil. No entanto, as células da MO apresentaram efluxo crescente e não responderam ao bloqueador verapamil como as outras linhagens. A distribuição da expressão gênica, o ABCB1 se mostrou menor que a do LRP nas amostras de LA indiferenciadas. No entanto a expressão do ABCB1 nas amostras de LA foi maior em comparação às amostras de MO indiferenciadas. Não houve seignificância estatística na comparação da expressão gênica antes e depois das diferenciações adipogênica e osteogênica. CONCLUSÃO: As CTM são resistentes ao quimioterápico doxorrubicina, mas, possuem baixa expressão do ABCB1. Portanto, as CTM podem possuir outro mecanismo, como a MRP1 e LRP, atuando no mecanismo de resistência à DOX, além da P-gp / BACKGROUND: The drug resistance phenotype is characterized by ABC (ATPBinding Cassette) family proteins overexpression. The P-glycoprotein (P-gp) codified by ABCB1 gene is one of the most studied efflux pumps such as interfering agent in cancer treatment followed by MRP1 (Multidrug Resistance-related protein 1) transcribed by ABCC1 gene. Recent studies have linked the LRP (Lung Resistance Protein) to these pumps activities because of its high expression in resistant cancers. Though these transporters also have physiological functions against metabolites, cytotoxic and teratogenic compounds in normal tissues as kidneys, liver, intestine and stem cells. ABC proteins are considered hematopoietic stem cells specific markers but are poorly described in mesenchymal stem cells (MSC). Bone marrow (BM) is the best characterized adult MSC source its properties are well known and used in clinical application. However recently fetal stem cells has raised expectations and amniotic fluid (AF) is a promising source of this cell type which in turn is scarce regarding about presence and activity of the ABC pumps. The aim of this study was characterize the P-gp, MRP1 and LRP expression in human mesenchymal stem cells from amniotic fluid and bone marrow. METHODS: Mesenchymal stem cells were isolated from AF and BM and characterized by flow cytometry, in vitro mesenchymal differentiation assays, Oct-4 and Nanog genes expression by RT-PCR. The P-gp presence were found over immunocytochemical technique and its activity against different concentrations of doxorubicin (DOX) by MTT assay which were used as control cells MES-DX and MES-SA (uterine sarcoma respectively resistant and susceptible to DOX). The P-gp was evaluated in Rhodamine 123 (Rh 123) dye exclusion through flow cytometry with or without blocking P-gp from verapamil. Finally was observed ABCB1/ABCC1/LRP genes expression by real time PCR after and before adipogenic, osteogenic and chondrogenic differentiation. RESULTS: BM and AF MSC showed the same response of the DOX resistant cells MES-DX and express P-gp homogeneously though their populations. The Rh 123 dye exclusion assay demonstrated that the AF stem cells efflux dynamics are similar to the MES-DX with and without the presence of verapamil. However BM MSC showed crescent efflux and no response to verapamil as the other cells. The ABCB1 gene was less expressed than LRP in undifferentiated AF MSC. No difference was found in gene expression before osteogenic and adipogenic differentiation. CONCLUSION: MSC have low expression of ABCB1 although are resistant to doxorubicin so other mechanisms such as MRP1 or LRP may be acting to these cells defense in addition to P-gp