A hiperglicemia é uma característica do diabetes mellitus responsável por complicações micro e macrovasculares, que são a principal causa de morbidade/mortalidade em pacientes diabéticos, representando um problema clínico e econômico. Diante de um quadro de hiperglicemia, o aumento na produção de espécies reativas de oxigênio aumenta a atividade de rotas metabólicas que causam dano vascular. Células-tronco mesenquimais (MSCs) são células multipotentes que têm sido vistas como uma atraente ferramenta para o estudo de terapia celular em diversas doenças como diabetes mellitus tipo 1. Devido à origem perivascular das MSCs, elas podem ser alvos da hiperglicemia, levando a um aumento do estresse oxidativo. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar alterações ultra-estruturais e parâmetros de estresse oxidativo de MSCs derivadas de pâncreas e rim de camundongos NOD diabéticos, NOD não diabéticos, e BALB/c. Nossos resultados mostram um aumento do estresse oxidativo causado pela hiperglicemia em MSCs de camundongos NOD diabéticos. Estas células mostraram uma mudança expressiva na morfologia ultraestrutural das mitocôndrias, aumento na produção de espécies reativas, desequilíbrio da atividade de enzimas antioxidantes e dano oxidativo em proteínas em comparação com os controles não diabéticos, NOD e BALB/c. / Hyperglycemia is a characteristic of diabetes mellitus responsible for micro- and macro- vascular complications which are the main cause of morbidity/mortality in diabetic patients representing a clinical and economic issue. Under hyperglycemic conditions the increase in reactive oxygen species production activates four main pathways that cause vascular damage. Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells which have been seen as attractive tools in cell therapy for many diseases such as diabetes mellitus type 1. Due to the perivascular origin of MSCs they can be affected by hyperglycemia which increases oxidative stress. Our aim in this study was evaluate and compare ultrastructural changes and oxidative stress parameters on MSCs derived from pancreas and kidney of diabetic NOD mice, nondiabetic NOD mice and BALB/c mice. Our results show an increase of oxidative stress caused by hyperglycemia in MSCs from diabetic NOD mice (NOD+). These NOD+MSCs showed an expressive change in ultrastructural morphology of mitochondria, an increase in reactive species content, imbalance of antioxidant enzymes activity and an oxidative damage in proteins compared to no diabetic controls NODand BALB/c.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-07T13:28:58Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO GISELY JULIANE DE ALBERTIM.pdf: 1707876 bytes, checksum: 80edb854fc06b6e3a53ec13fd9f0a3b0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-07T13:28:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO GISELY JULIANE DE ALBERTIM.pdf: 1707876 bytes, checksum: 80edb854fc06b6e3a53ec13fd9f0a3b0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq; FACEPE / A regulação do volume celular é importante em vários processos fisiológicos. O fenômeno de encolhimento e/ou inchaço celular provocado por alterações osmóticas são chamados de aumento regulatório do volume (RVI) e diminuição regulatória do volume (RVD), respectivamente. A RVD é o processo pelo qual as células recuperam o seu volume após terem sido submetidas a um choque hipoosmótico. Esse processo deve-se a liberação de potássio e cloreto através de canais e transportadores iônicos. Evidências indicam que os canais iônicos têm importância fundamental na regulação do volume em células cancerosas e existe uma relação entre a atividade dos canais iônicos e a proliferação celular. A proliferação celular é uma propriedade fundamental tanto no crescimento tecidual como na reprodução celular. Contudo, não há informações sobre os mecanismos de regulação do volume em células-tronco mesenquimais. Neste trabalho, estudamos a participação dos canais e transportadores iônicos envolvidos na RVD durante o choque hipoosmótico das células-tronco mesenquimais da geléia de Wharton do cordão umbilical humano (hwMSCs). As hwMSCs foram isoladas de acordo com a técnica de migração espontânea do explante e todo o protocolo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa envolvendo Seres Humanos do Centro de Ciências da Saúde da Universidade Federal de Pernambuco. As hwMSCs foram cultivadas em meio DMEM suplementado com 20% soro fetal bovino, 10% F-12, 100 U/ml de penicilina e 100 μg/ml de estreptomicina. As culturas foram mantidas em atmosfera de 5% de CO2 a 37 °C. Nos experimentos de RVD, as hwMSCs foram depositadas em uma cubeta acoplada ao um microscópio invertido com um sistema de vídeo imagem, sendo submetidas inicialmente a um choque hipoosmótico (300mOsm→200mOsm) por perfusão. A dinâmica de variação do volume foi monitorada por 30 minutos e as imagens antes (300 mOsm) e durante o choque hipoosmótico (200 mOsm) foram obtidas a cada minuto e analisadas usando o software ImageJ. As hwMSCs foram submetidas aos seguintes inibidores de canais iônicos: ácido 5-nitro-2-(3- fenilpropilamino) benzóico (NPPB), (canal de Cl-); tetraetilamônio (TEA), (canal de Kv); glibenclamida (GB), (canal de Kir6.x); 4-aminopiridina (4-AP), (canal de Kv1, KCNA). Adicionalmente, a RVD nas hwMSCs (5x106 cels/ml, viabilidade>85%) na ausência e presença dos inibidores TEA e GB, foi monitorada através de um contador de células ViCell. A RVD presente nas hwMSCs foi praticamente inibida por TEA (10mM), GB (100μM), 4-AP (5mM) e NPPB (100μm), onde as células permaneceram com seus volumes aumentados durante 30 minutos, possivelmente pela modificação dos canais iônicos. Além da supressão do RVD, os inibidores também influenciaram o volume atingido pelas células imediatamente após o choque hipotônico (Vmáx) de forma diferenciada, indicando um bloqueio da entrada de água, sugestivo de alteração no funcionamento das aquaporinas. Deste modo, concluísse que canais de potássio dependentes de ATP e de voltagem, e, canais de cloreto participam no mecanismo da RVD nas hwMSCs.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3132_1.pdf: 3125724 bytes, checksum: 3bf874d76ef407eac106e41b1d8b6065 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Canais iônicos são proteínas integrais, formadoras de poros na membrana plasmática das células e são de extrema importância para as funções intra e extracelulares. Os poros ajudam no transporte rápido e seletivo dos íons, nutrientes e metabolitos pela membrana plasmática, portanto estão diretamente relacionados a diferentes funções no organismo como, transmissão sináptica, contração muscular, secreção hormonal, regulação do volume celular, proliferação celular e diferenciação. Podemos classificar os canais iônicos de acordo com seu principal estímulo para ativação: temos os canais ativados por ligantes intracelulares, canais ativados por ligantes extracelulares, canais de potássio e cloreto ativados por cálcio, canais sensíveis a ácidos e canais dependentes de voltagem (Na+, K+, Ca+ e Cl-). Os canais iônicos têm sido extensamente estudados, e novas informações vêm sendo acumuladas nos últimos anos, mostrando a importância da participação destes canais em processos relacionados à homeostase, como também sua contribuição na proliferação e diferenciação celular. Nesse trabalho procuramos identificar os níveis de RNAm em quatro tipos de canais iônicos, canal de potássio de alta condutância ativado por cálcio (MaxiK), canal aniônico dependente de voltagem (pl-VDAC), Canal de cloreto ativado por cálcio (CLCA1) e Canal de potássio dependente de voltagem (hEAG1) nas células-tronco mesenquimais de cordão umbilical, a partir da geléia de Wharton (hwCTMs), nas diferentes fases do ciclo (G0/G1, S e G2/M) e diferenciação celular (adipo- e osteogênica), visando contribuir no processo de terapia celular. O RNA total de hwCTMs foi extraído utilizando RNeasy mini kit (QIAGEN). O RNA transcrito em cDNA com superScript reverse (Invitrogen). PCR em Tempo Real foi realizada no ABI prisma 7500 (Applied Biosystems) usando supermix UDG (Invitrogen). Em acordo com os dados publicados, o estímulo osteogênico originou características osteoblásticas das células comprovadas por coloração histoquímica (alizarin red S) onde se observou o aparecimento células alongadas com presença de granulações escuras (cristais de hidroxiapatita) na matriz extracelular. A comprovação da diferenciação adipogênica foi feita por coloração histoquímica com oil red O, mostrando células com morfologia mais arredondada e presença de vacúolos de gordura. Estabelecemos que entre os quatro canais estudados, dois, CLCA1 e hEAG1, não se expressaram, enquanto a expressão dos MaxiK e pl-VDAC foi consideravelmente alto atingindo ~10% do valor de housekeeping gene Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). Encontramos que a expressão dos MaxiK e pl-VDAC aumentaram durante a progressão do ciclo celular (G0/G1, S e G2/M) nas hwCTMs. Detectamos que a diferenciação muda a expressão dos canais MaxiK e pl-VDAC de maneira oposta: o canal MaxiK aumenta enquanto que o pl-VDAC diminui. Os dados ampliam o conhecimento sobre os tipos dos canais iônicos e o nível da expressão nas hwCTMs aumentando a compreensão da biologia de células-tronco mesenquimais

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6711_1.pdf: 6478547 bytes, checksum: 84b780bdf71e36a16d090b4b3bad079b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / O propósito deste estudo foi avaliar o efeito do campo eletromagnético de rádio frequência modulada em 60 Hz no processo de diferenciação in vitro de células estromais mesenquimais multipotentes em osteoblastos, através da análise do reparo do tecido ósseo. Materiais e Métodos: Duas cavidades de 5 mm de diâmetro foram realizadas em ambos ossos parietais de seis ratos machos adultos da linhagem Wistar, os quais foram divididos em dois grupos: grupo CEMM (Células Estromais Mesenquimais Multipotentes) e grupo CEMM-RF (implantação de célulastronco expostas à onda de rádio freqüência modulada em 60 Hz e densidade de potência de onda de 100 mW/cm2). Em cada animal foi apontada aleatoriamente uma cavidade teste (T) e uma controle (C). A cavidade C foi preenchida apenas pelo coágulo sanguíneo enquanto que no grupo CEMM a cavidade T foi preenchida com enxerto de células estromais mesenquimais multipotentes diferenciadas, in vitro, em osteoblastos, numa quantidade de aproximadamente 106/ 10μl de NaCl, utilizandose o cimento de hidroxiapatita como veículo para fixação e no Grupo CEMM-RF as células diferenciadas in vitro foram expostas a um campo eletromagnético rádio freqüência de 60 Hz e densidade de potência de onda de 100 mW/cm2. Após sessenta dias, os animais foram eutanasiados e a calota craniana retirada para o processo de análise. As amostras foram submetidas a avaliação histológica mediante três avaliadores de forma cega. Os dados foram submetidos à análise estatística exploratória. Resultados: As cavidades C dos dois grupos apresentaram processo cicatricial intermediário. Não foi observado presença de tecido ósseo neoformado nas cavidades T do grupo CEMM-RF, enquanto que no grupo CEMM houve regeneração tecidual com presença de osso maturo. Conclusão: O campo de rádio frequência modulada de 60 Hz e densidade de potência de onda de 100 mW/cm2, emitido pelo aparelho de ondas curtas foi capaz de inibir a diferenciação das células estromais mesenquimais multipotentes em osteoblastos

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2930_1.pdf: 1846403 bytes, checksum: 095e1b07e1cb248d69246b8f17215f32 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As células-tronco mesenquimais (CTMs) constituem uma rara população de células com capacidade de diferenciação multipotencial e podem constituir uma ferramenta atrativa no contexto da engenharia tecidual. O desenvolvimento de novos materiais pode ser citado como um setor de vanguarda para a engenharia de tecidos. O principal objetivo deste estudo foi avaliar a utilização do gel e membranas do biopolímero de cana-de-açúcar, produzidos a partir da fermentação do melaço pelo microorganismo Zoogloea sp., como novos suportes para cultivo de CTMs. Cordões umbilicais foram obtidos de parturientes do Setor de Obstetrícia do Hospital das Clínicas/UFPE (n=40, com 30 a 40 semanas de idade gestacional), conforme protocolo aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisas envolvendo Seres Humanos-CCS/UFPE. A veia do cordão umbilical foi preenchida com colagenase tipo IV e mantida a 37º C por 5 min. As células coletadas foram centrifugadas por 10 min (2.000 rpm), ressuspensas em meio DMEM suplementado com 20% de soro fetal bovino, 100 U/mL de penicilina, 100μg/mL de estreptomicina e plaqueadas em garrafas e placas de cultura (105 células/mL). A análise dos aspectos morfológicos das CTMs sobre o gel de biopolímero foi realizada através de microscópio de contraste de fase com sistema de captura de imagem. Com 72h de cultivo, utilizando-se como controle a gelatina porcina, um suporte comercial, as CTMs apresentaram-se com aspecto fibroblastóide, e a formação da monocamada ocorreu em 5 dias. As células cultivadas em placas contendo o gel de biopolímero de canade- açúcar também exibiram morfologia semelhante a fibroblastos (72h), porém apresentaram-se mais alongadas e dispostas radialmente; já a formação da monocamada foi visualizada após 5 dias. Quando as CTMs foram cultivadas sobre membranas do biopolímero, observamos células com formato variando de arredondadas a fibroblastóides. Em torno de 28 dias, independente do suporte avaliado, as células começaram a emitir prolongamentos citoplasmáticos, e consequente aumento do contato celular. Portanto, concluímos que o gel e membrana do biopolímero de cana-de-açúcar favoreceram o crescimento de células fibroblastóides, e a remodelação citoplasmática verificada com o evoluir da cultura pode estar associada a padrões de adesão celular que caracterizam ótimas condições de cultivo in vitro das CTMs

Neste trabalho tentamos traçar quais seriam os efeitos funcionais e de expressão gênica de mutações patogênicas no gene TCOF1 em células não embrionárias. A partir do estabelecimento de culturas celulares oriundas de periósteo facial de quatro pacientes portadores da síndrome de Treacher Collins (STC), obtivemos populações celulares com mais de 95% de marcação positiva para antígenos que caracterizam células de origem mesenquimal. Demonstramos que as células-tronco mesenquimais e fibroblastos provenientes de pacientes com STC apresentaram redução da expressão de TCOF1 de aproximadamente 31% quando comparados aos controles. Tal redução se mostrou compatível com a diminuição da expressão dos transcritos portadores de mutação patogênica observada no seqüenciamento do cDNA dos pacientes. Portanto, estes resultados sugerem que há degradação do transcrito mutado, que muito possivelmente deve ser regulada pelo mecanismo de non-sense mediated mRNA decay (NMD) e corroboram o modelo de haploinsuficiência da Treacle. Como o pico de expressão do gene Tcof1 é detectado durante o estágio embrionário de formação das células da crista neural e embriões de camundongos Tcof1+/- apresentam redução da proliferação das células neuroepiteliais, testamos se haveria alteração da capacidade proliferativa de células mesenquimais adultas com mutações no TCOF1. A análise das taxas de crescimento das culturas celulares provenientes de pacientes com STC se mostrou semelhante aos controles normais, indicando que menores níveis de transcritos do gene não interferem na capacidade proliferativa celular. Além disso, avaliamos o potencial de diferenciação óssea in vitro, mostrando que menores níveis de TCOF1 também não parecem influenciar a capacidade de diferenciação celular. Apesar de ainda não termos identificado um fenótipo celular, a deficiência de TCOF1 em células não embrionárias resulta na alteração da expressão gênica, já que a análise da expressão genômica das culturas celulares identificou uma série de genes diferencialmente expressos. Ademais, genes de parada do ciclo celular e apoptose com expressão aumentada em células embrionárias de camundongo Tcof1+/- não apresentaram expressão aumentada nas células humanas com mutações patogênicas no TCOF1, sugerindo que a via da p53 não está ativa nestas células não embrionárias. Dentre os genes diferencialmente expressos encontrados, o aumento dos transcritos de DAXX nas células-tronco mesenquimais com mutações patogênicas no TCOF1 poderia modular as funções da p53 nessas células, constituindo um bom alvo de investigações futuras para a elucidação da função do TCOF1 em células não embrionárias. Os resultados obtidos sugerem que deficiência de TCOF1 em células mesenquimais leva à ativação de outras vias de sinalização, cujo efeito funcional é ainda desconhecido. Quais seriam as funções e em quais vias celulares o TCOF1 agiria, são questões a serem elucidadas a respeito do papel do gene na fase adulta. / In this work we tried to outline the effects of functional and gene expression of pathogenic mutations in the gene TCOF1 in non-embryonic cells. From the establishment of facial periosteum derived cell culture of four patients with Treacher Collins syndrome (TCS), we obtained cell populations that are more than 95% positive for mesenchymal origin characteristic antigens. We demonstrated that mesenchymal stem cells and fibroblasts from patients with TCS showed reduction of approximately 31% in the TCOF1 expression when compared to controls. This reduction was consistent with the decrease in the expression of transcripts carrying the pathogenic mutations observed when sequencing the cDNA of the patients. Therefore, these results suggest that degradation of the mutated transcript occurs and it may possibly be governed by the mechanism of non-sense mediated mRNA decay (NMD), thus corroborating the Treacle haploinsufficiency model. As the peak of TCOF1 gene expression is detected during the embryonic stage of the formation of neural crest cells and Tcof1+/- mice embryos had shown reduction of neuroepithelium cells proliferation rate, we tested if there is a change in proliferative capacity of adult mesenchymal cells with mutations in TCOF1. The analysis of the growth rate of TCS patients cells was similar to normal controls, indicating that lower levels of transcripts of the gene does not interfere with cellular proliferative capacity. Furthermore, we evaluated the bone differentiation potential of these cells in vitro, showing that lower levels of TCOF1 also seem does not influence cell differentiation ability. Although a cellular phenotype has not yet been identified, deficiency of TCOF1 in non-embryonic cells results in gene expression change, since genomic analysis of the expression of cell cultures identified a number of differentially expressed genes. Furthermore, arresting cell cycle and apoptosis related genes with increased expression in embryonic cells of Tcof1+/- mice showed no increased expression in human cells with pathogenic mutations in TCOF1 suggesting that the p53 pathway is not active in these non-embryonic cells. Among the differentially expressed genes found, the increase of DAXX transcripts in mesenchymal stem cells with pathogenic mutations in TCOF1 could modulate the function of p53 in these cells, providing a good target for future investigations to elucidate the function of TCOF1 in non-embryonic cells. The results suggest that deficiency of TCOF1 in mesenchymal cells leads to activation of other signaling pathways, whose functional effects are still unknown. The functions and cellular pathways in which the TCOF1 act, are issues yet to be elucidated concerning the role of the gene during adulthood.

Células-tronco mesenquimais (CTM) apresentam tropismo a tumores, sendo importantes componentes do estroma tumoral. No cérebro, o nicho perivascular é uma importante fonte de CTM, as quais podem contribuir direta e/ou indiretamente para o desenvolvimento de tumores, embora os mecanismos envolvidos sejam pouco conhecidos. No presente trabalho, investigou-se a influência de CTM sobre a proliferação, capacidade invasiva e tumorigenicidade de células de Glioblastoma (GBM) humano. Sabe-se que CTM produzem TGFB1, uma citocina multifuncional envolvida em imunomodulação, proliferação, migração e transição epitelial-mesenquimal de células tumorais. Experimentos in vitro, realizados com meios condicionados de CTM de cordão umbilical humano com silenciamento permanente do gene TGFB1, demonstraram que o TGFB1 secretado por CTM é capaz de aumentar significativamente a proliferação e viabilidade de células de GBM humano da linhagem U87FP635. Esses resultados revelam uma importante ação parácrina dessa citocina regulatória, quando produzida por outros tipos celulares contidos no microambiente tumoral. Entretanto, sob condições experimentais que melhor mimetizam o microambiente tumoral, detectou-se que CTM também afetam o comportamento de células tumorais por um mecanismo alternativo, dependente de contato celular, mas independente dos níveis de TGFB1 secretados pelas CTM. Sob condições de cocultivo celular, envolvendo contato físico entre CTM e células de GBM U87FP635, detectou-se um aumento significativo na quantidade de células tumorais viáveis. Quando cultivadas na forma de esferoides tumorais, o contato com CTM aumentou a capacidade invasiva das células U87FP635. Finalmente, em modelo in vivo ectópico de GBM, células U87FP635 geraram tumores mais desenvolvidos quando coinjetadas com CTM. Esses efeitos pró-tumorigênicos foram observados tanto em contato com CTM controles, quanto com CTM contendo o gene TGFB1 permanentemente silenciado. Assim, esses achados indicam que CTM podem exercer efeitos pró-tumorigênicos por dois mecanismos alternativos e independentes: ação parácrina de TGFB1 secretado por CTM e ação mediada por contato célula-célula. Nas condições experimentais testadas, o mecanismo dependente de contato célula-célula demonstrou ser predominante. O estudo proteômico do secretoma dessas células identificou 126 proteínas diferencialmente expressas além de 10 proteínas exclusivamente detectadas em meios condicionados de cocultivos de CTM com células de GBM U87FP635. Cerca de 80% dessas proteínas exclusivamente secretadas pelo contato célula-célula são componentes de exossomos e estão envolvidas em proliferação celular e desenvolvimento tecidual. Esses resultados apontam uma interação dinâmica de comunicação entre CTM e células tumorais, e revelam algumas proteínas interessantes potencialmente envolvidas em uma ação pró-tumorigênica de CTM mediada por contato celular / Mesenchymal stem cells (MSC) display tropism to tumors, being recruited to its microenvironment where they comprise the tumor stroma. In brain, perivascular niche is a substantial source of MSC. Although mechanisms involved are poorly understood, MSC may directly and/or indirectly contribute to tumor development. Herein, the influence of MSC on the proliferation, invasiveness and tumorigenicity of human glioblastoma cells (GBM) was investigated. Moreover, since MSC releases TGFB1, a multifunctional cytokine with roles in immunomodulation, proliferation, migration and epithelial-mesenchymal transition of tumor cells, we analyzed if MSC-secreted TGFB1 affects GBM behavior. In vitro studies performed in the presence of conditioned media from human umbilical cord MSC with a stable TGFB1 gene expression knockdown showed that MSC-secreted TGFB1 is able to significantly increase the proliferation and viability of a GBM cell line (U87FP635). These results revealed an important paracrine effect of this regulatory cytokine when secreted by other cell types in tumor microenvironment. However, under experimental conditions that better mimic the tumor microenvironment, it was found that MSC also affect tumor cell behavior by an alternative mechanism dependent on cell-cell contact, but independent of TGFB1 levels secreted by MSC. The cell-cell contact between MSC and GBM U87FP635 significantly enhaced tumor viable cells. Additionally, the spheroid tumor cell culture with MSC cell contact increased the invasiveness of U87FP635 cells. Finally, in vivo ectopic implantation model showed more developed tumors when GBM U87FP635 cells were coinjected with MSC. These pro-tumorigenic effects were found both in cell-cell contact with control MSC, as with MSC containing TGFB1 gene expression knockdown. Thus, these findings indicate that MSC can exert pro-tumorigenic effects by two alternative and independent mechanisms: paracrine action of TGFB1 secreted by MSC and action mediated by cell-cell contact. In the present experimental conditions, the cell-cell contact-dependent mechanism was predominant. The secretome proteomic study of those cells identified 126 differentially expressed proteins as well as 10 proteins exclusively detected in conditioned media from GBM U87FP635 cell cocultures with MSC. About 80% of proteins uniquely secreted by cell-cell contact are exosomes components and are involved in cell proliferation and tissue development. These results indicate a dynamic interaction of communication between MSC and tumor cells and reveal some interesting proteins potentially involved in a MSC pro-tumorigenic action mediated by cell contact

A fissura lábio-palatina não-sindrômica (FLP NS) é uma doença multifatorial, determinada pela interação entre fatores genéticos e ambientais e sua incidência é estimada entre 0,34 e 2,29 a cada 1000 nascimentos. Trata-se de uma embriopatia causada por erros durante a morfogênese orofacial, a qual depende de uma fina regulação de mecanismos como proliferação celular, remodelagem de matriz extracelular, e transição epitélio-mesenquimal. Apesar de intensos esforços para se determinar fatores genéticos e ambientais de susceptibilidade, a etiologia desta malformação permanece pouco compreendida. Vários loci associados às FLP NS vêm sendo identificados por meio de estudos de mapeamento gênico convencionais, entretanto, a grande maioria dos resultados não se replica em diferentes estudos, e não há clareza acerca do efeito funcional das variantes detectadas. Neste contexto, uma abordagem interessante para investigar a etiologia da doença é a análise de expressão gênica, que pode ser utilizada para identificar alterações de vias biológicas que convergem na manifestação do quadro clínico. Em vista disso, neste trabalho nós utilizamos a análise do transcriptoma de células-tronco de polpa dental de pacientes portadores de FLP NS, com o intuito de identificar padrões de expressão relacionados a mecanismos biológicos relevantes para a embriopatogênese da doença. Obtivemos padrões de expressão que sugerem desregulação de mecanismos associados à remodelagem de matriz extracelular e à transição epitélio-mesenquimal. Além disso, ao utilizarmos diferentes condições de cultura celular, verificamos em uma nova amostra de pacientes a desregulação de vias biológicas relacionadas ao reparo de DNA e checkpoint do ciclo celular. Nossos dados revelam a aplicabilidade das células-tronco de polpa dental para este tipo de abordagem, e indicam que tais perfis de expressão podem levar ao acometimento da morfogênese lábio-palatina. Além disso, mostramos pela primeira vez uma conexão entre desregulação de expressão gênica e a documentada maior incidência de formas esporádicas de câncer em famílias segregando a FLP NS. Nossos resultados abrem novas possibilidades para a investigação da etiologia das FLP NS, e ajudarão na compreensão dos eventos embrionários que predispõem a essa malformação. / Non-syndromic cleft lip and palate (NSCL/P) is a multifactorial disease determined by the interplay between genetic and environmental factors, with a variable incidence of 0.34-2.29:1000 births. This malformation arises from errors during lip and palate morphogenesis, which requires tight regulation of biological mechanisms such as cellular proliferation, extracellular matrix remodelling, and epithelial-mesenchymal transition. Albeit much effort has been put into determining the genetic and environmental factors underlying disease susceptibility, the aetiology of NSCL/P remains obscure. Many candidate loci have been identified through conventional gene mapping strategies, however, there is a general lack of reproducibility across studies, and there is no consensus with regard to the functional implications of the identified genetic variants. In this context, an alternative approach resides in assessing differential expression patterns to identify alterations in biological networks that could lead to phenotype manifestation. Here, we analysed the transcriptome of dental pulp stem cells from NSCL/P patients in order to pinpoint dysregulated pathways involved in the embryopathogenesis of the disease. We encountered expression patterns related to dysregulation of extracellular matrix remodelling and epithelial mesenchymal transition. Moreover, by subjecting a novel NSCL/P sample to differential cell culture conditions, we observed abnormal transcription of genes partaking in DNA repair and cell cycle checkpoint pathways. Our results show the applicability of dental pulp stem cells to this strategy and suggest that the observed expression patterns could lead to impairment of lip and palate morphogenesis. Moreover, we described for the first time a connection between abnormal gene expression in these individuals and the elevated occurrence of sporadic cancer types in NSCL/P families. Our results open new possibilities to investigate the aetiology of NSCL/P and provide further insight into the ontogenetic events underlying disease predisposition.

As células de pluripotência induzida (iPS) foram reportadas pela primeira vez em 2006 por Takahashi e Yamanaka e desde então vem sendo extensivamente estudadas. Por meio da técnica, células somáticas adultas adquirem comportamento muito semelhante às células tronco embrionárias, reduzindo as questões éticas relacionadas ao uso destas em pesquisas. Entretanto, os mecanismos biológicos das células iPS ainda não estão completamente elucidados. Ainda são necessárias pesquisas mais aprofundadas para garantir a segurança e eficácia de sua possível utilização em futuras terapias. Os coelhos, como modelos experimentais, são vantajosos tanto pelo seu tamanho ideal para procedimentos cirúrgicos quanto por sua manutenção fácil e econômica. As células tronco derivadas do tecido adiposo (ADSC) consistem em um tipo de célula tronco mesenquimal multipotente que se destaca pela facilidade, rapidez e segurança de coleta e processamento. As ADSC foram coletadas e caracterizadas por meio de análises de curva de crescimento celular, doubling time, viabilidade após criopreservação, capacidade de formação de colônias fibroblastoides, diferenciação osteogênica, condrogênica e adipogênica, imunocitoquímica e citometria de fluxo. Elas demonstraram possuir as características básicas de células tronco mesenquimais, destacando-se por uma alta e rápida capacidade proliferativa. A indução de pluripotência foi realizada nas ADSC de coelhos pela introdução de quatro fatores de transcrição (OCT4, SOX2, cMYC, e KLF4), pelo vetor lentiviral STEMCCA (Milipore). Cinco protocolos de indução foram testados. Células resultantes da indução foram caracterizadas quanto à atividade da fosfatase alcalina e perfil fenotípico por citometria de fluxo. A proliferação acentuada das ADSC parece ser um fator limitante para a eficácia da reprogramação. A partir destes dados, espera-se contribuir para o desenvolvimento de uma tecnologia brasileira ainda inédita em coelhos e adicionar informações importantes à literatura, acerca das propriedades das células iPS, visando sua utilização como modelo experimental para futuras terapias. / Induced Pluripotent Stem (iPS) cells were first reported in 2006 by Takahashi e Yamanaka and has been intensively studied since then. Through the technique, adult somatic cells acquire behavior very similar to embryonic stem cells, reducing the ethical issues related to the use of such research. However, biological mechanisms of iPS cells are not yet fully elucidated. Thus, further research is needed to ensure the safety and efficacy for their possible use in future therapies. Rabbits, as experimental models, are advantageous by their ideal size for surgical procedures and easy and economic maintenance. Adipose Derived Stem Cells (ADSC) consists of multipotent mesenchymal stem cells that stand for ease, speed and safety of collection and processing. The ADSC were collected and characterized by analysis of cell growth curve, doubling time, viability after cryopreservation, ability of fibroblast colony formation, osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation, immunocytochemistry and flow cytometry. They showed to have the basic characteristics of mesenchymal stem cells, standing out by a high and fast proliferative capacity. Induction of pluripotency was performed in rabbits ADSC by the introduction of four transcription factors (OCT4, SOX2, cMYC, and KLF4) by lentiviral vector STEMCCA (Millipore). Five protocols were tested and analyzed. The resulting cells after induction were characterized by alkaline phosphatase activity and phenotypic profile by flow cytometry. The great proliferation of ADSC seems to be detrimental for the reprogramming efficiency. From these data, it is expected to contribute to the development of a Brazilian technology still unpublished in rabbits, and to add important information to the literature about the properties of iPS cells, aiming their use as an experimental model for future therapies.

Orientador: Rui Seabra Ferreira / Resumo: Desenvolvido em 1990 por um grupo de pesquisadores do Centro de Estudo de Venenos e Animais Peçonhentos (CEVAP), no Estado de São Paulo, Brasil, o Biopolímero de Fibrina (BPF) possuía o principal objetivo de ser um adesivo à base de fibrina sem o uso de sangue humano, a fim de evitar a transmissão de doenças infecciosas por meio deste insumo. Após diversas pesquisas com o BPF, comprovou-se não somente sua capacidade adesiva, como também sua ação coagulante, sua ação como auxiliar no reparo ósseo e cartilaginoso e sua função como arcabouço para células-tronco mesenquimais (CTMs), devido ao fato de que o BPF possui uma estrutura tridimensional adequada. Em estudos recentes e ao exercer essa função, tal material não afetou o microambiente biológico das células, ou seja, permitiu a adesão, proliferação e diferenciação celular, e aderência e crescimento destas. Tais características, apresentadas pelo BPF, são desejáveis na maioria dos biopolímeros utilizáveis, o que ressalta a importância do aprofundamento das pesquisas com BPF e suas interações em experimentos in vivo. Assim, no capítulo 1 realizamos uma ampla revisão na literatura sobre biopolímeros de fibrina, células-tronco e reparação de tecido ósseo. No capítulo 2 é apresentado o artigo científico “Arcabouço de fibrina para células-tronco mesenquimais como potencial osteogênico”. / Abstract: Developed in 1990 by a group of researchers from the Center for the Study of Venomous and Poisonous Animals (CEVAP) in the State of São Paulo, Brazil, the Fibrin Biopolymer (GMP) had the main objective of being a fibrin-based adhesive without the use of human blood in order to avoid the transmission of infectious diseases by means of this input. After several investigations with BPF, it was verified not only its adhesive capacity, but also its coagulant action, its action as an aid in bone and cartilage repair and its function as a framework for mesenchymal stem cells (MSCs), due to the fact that the BPF has an adequate three-dimensional structure. In recent studies and in carrying out this function, such material did not affect the biological microenvironment of the cells, that is, it allowed cell adhesion, proliferation and differentiation, and adhesion and growth of these cells. These characteristics, presented by BPF, are desirable in most usable biopolymers, which underscores the importance of deepening GMP research and its interactions in in vivo experiments. Thus, in Chapter 1 we conducted a broad review in the literature on biopolymers of fibrin, stem cells and repair of bone tissue. In chapter 2 the scientific paper "Fibrin scaffold for mesenchymal stem cells as osteogenic potential" is presented. / Doutor