A anóxia neonatal, considerada problema clínico mundial, é importante causa de lesão encefálica em neonatos que pode apresentar consequências graves e permanentes, como déficits cognitivos e comportamentais. O objetivo deste estudo foi analisar longitudinalmente possíveis alterações na morte, proliferação e diferenciação neuronais no hipocampo de ratos submetidos à anóxia neonatal. Para tanto, utilizamos modelo adaptado e validado em nosso laboratório. Os resultados mostraram que a anóxia neonatal causa morte neural em CA1 e CA2-3, detectadas pela maior quantidade de células TUNEL+ em CA1 e CA2-3 e FJB+ em CA2-3, além de diferentes tipos de morte neuronal em CA1 e GD, 24 horas após a anóxia,observadas por microscopia eletrônica. Houve aumento do volume de CA1 em P14 no grupo anóxia, porém o padrão de proliferação na zona subgranular não foi alterado. Enfim, a anóxia neonatal promoveu diminuição da neurogênese em animais adultos, o que poderia estar associado aos déficits de memória espacial e aprendizagem descritos em literatura para modelos similares. / Neonatal anoxia, considered a worldwide clinical problem, is a major cause of brain injury in neonates and may present serious and permanent consequences such as cognitive and behavioral deficits. The aim of this study was to analyze possible changes longitudinally in neural death, proliferation and neuronal differentiation in the hippocampus of rats submitted to neonatal anoxia. We used an adapted model validated in our laboratory. The results showed that neonatal anoxia cause neural death in CA1 and CA2-3 detected by the TUNEL+ cells in CA1 and CA2-3 and FJB+ in CA2-3, and different types of neuronal death in CA1 and GD 24 hours of anoxia, observed by electron microscopy. There was an increase in the volume of CA1 in the P14 anoxia group but the pattern of proliferation in the subgranular zone was not changed. Anyway, neonatal anoxia caused decrease in neurogenesis in adult animals, which could be associated with deficits in spatial memory and learning described in the literature in similar models.

Paracoccidioidomicose é adquirida pela via respiratória e a enzima indolamina-2,3-dioxigenase (IDO) e o catabolismo do triptofano estão envolvidos no controle da imunidade inata e adaptativa contra patógenos. Investigamos o papel da IDO na doença em animais suscetíveis (B10.A) e resistentes (A/J). Caracterizamos o efeito do tratamento com 1-Metil-DL-Triptofano (1MT) no fenótipo e comportamento de células dendríticas (DCs) e T reguladoras (Tregs) de A/J e B10.A quanto à expressão de IDO. IDO controla a carga fúngica de A/J e B10.A, reduzindo a imunidade de TCD4 e TCD8 e aumentando Tregs. Constatamos que IDO diminuiu a migração de DCs para o pulmão de A/J e B10.A e a inibição da atividade anti-inflamatória de IDO por 1MT tem um efeito deletério somente em B10.A cuja suscetibilidade é ligada à excessiva atividade pró-inflamatória. A infecção de A/J e B10.A parece induzir as funções catalítica e sinalizadora de IDO.Grande parte da função de IDO nos mecanismos imunorreguladores na paracoccidioidomicose se faz através da modulação da função de DCs em A/J e B10.A. / Paracoccidioidomycosis is acquired by the respiratory route and the enzyme indoleamine-2,3-dioxygenase (IDO) and tryptophan catabolism are involved in the control of innate and adaptive immunity against pathogens. We investigated the role of IDO in the infection in susceptible (B10.A) and resistant (A/J) mice. We characterized the effect of treatment with 1-Methyl-DL-Tryptophan (1MT) in the behavior and phenotype of dendritic cells (DCs) and regulatory T cells (Tregs) from A/J and B10.A for expression of IDO. IDO controls the fungal load in A/J and B10.A, reducing the immunity of CD4 and CD8 T cells and Tregs increased. IDO decreased the migration of DCs to the lung of A/J and B10.A and inhibition of anti-inflammatory activity of IDO by 1MT has a deleterious effect only in B10.A whose susceptibility is linked to excessive proinflammatory activity. Infection of A/J and B10.A appears to induce catalytic functions of IDO. Much of the function IDO immunoregulatory mechanisms paracoccidioidomycosis is done by modulating the function of DCs in A/J and B10.A.

Orientador: Kleber Gomes Franchini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T03:46:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_AnaHelenaMacedo_D.pdf: 4791935 bytes, checksum: 1afe275f0fa4f53003b18816bc5c27cb (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os fatores MEF2 (Myocyte Enhancer Factor 2) pertencem à família MADS Box (MCM1-Agamous-Deficiens-Serum response factor) e foram descritos pela primeira vez como fatores de transcrição que se ligam a sequencias de DNA ricas em A/T nos promotores de vários genes músculo específicos. Existem 4 genes da família MEF2 que foram identificados em vertebrados: MEF2A, B, C e D que são expressos de forma distinta durante a embriogênese e nos tecidos adultos. Estudos anteriores do nosso laboratório demonstraram que o fator de transcrição MEF2 é ativado por estiramento mecânico e influencia a expressão de genes relacionados à hipertrofia cardíaca. Utilizando a tecnologia de siRNA para MEF2C (siRNAMEF2C) demonstramos a atenuação da hipertrofia cardíaca induzida por coarctação da aorta nos animais que receberam o siRNAMEF2C. Por outro lado trabalhos demonstraram que animais transgênicos com a superexpressão de MEF2A ou de MEF2C e submetidos à sobrecarga de pressão por coarctação da aorta, não apresentam hipertrofia cardíaca compensatória. Nesses animais a superexpressão de MEF2A ou de MEF2C no coração está associada à deterioração cardíaca funcional e estrutural e o desenvolvimento de cardiomiopatia dilatada. Contudo, a caracterização fenotípica e os mecanismos moleculares envolvidos na superexpressão de MEF2C em miócitos cardíacos ainda são desconhecidos. Da mesma forma não é conhecido o papel do fator de transcrição MEF2C na resposta hipertrófica do miócito cardíaco após coarctação da aorta. No presente trabalho foi demonstrado que a superexpressão de MEF2C em miócitos cardíacos de ratos neonatos (NRMV), com o uso de partículas adenovirais, induziu a desdiferenciação celular e a ativação de mecanismos envolvidos na progressão do ciclo celular. Esses resultados foram obtidos por meio de experimentos de microarranjo de DNA, proteoma, PCR em tempo real e western blotting. A análise do fenótipo celular por microscopias de luz, confocal e eletrônica de transmissão demonstra que NRMV possuem aumento na binucleação e desorganização sarcomérica, alterações coerentes com o quadro de desdiferenciação celular e ativação da progressão do ciclo celular. Por meio da técnica de incorporação de iodeto de propídeo e citometria de fluxo confirmamos o aumento de células em ciclo celular. Para confirmar os achados nos cardiomiócitos neonatos passamos a investigar o efeito da superexpressão de MEF2C em cardiomiócitos de ratos adultos. Para isso padronizamos a técnica de isolamento destas células e tratamos com AdMEF2C. Sendo assim o tratamento com AdMEF2C em miócitos cardíacos de ratos adultos resultou em aumento da expressão de MEF2C após 48 horas de tratamento. O efeito observado foi semelhante ao encontrado em cardiomiócitos neonatos, sendo que os adultos apresentaram aumento da expressão de genes relacionados ao ciclo celular e diminuição dos genes estruturais. O nível ultraestrutural observado por microscopia eletrônica de transmissão no tempo de 48 horas de tratamento não observamos diferenças na estrutura sarcomérica das células tratadas com AdMEF2C. Por fim demonstramos que o silenciamento de MEF2C pela injeção de lentivírus no coração demonstrou ser capaz de impedir o desenvolvimento da hipertrofia cardíaca em camundongos coarctados por 15 dias. A hipertrofia do coração foi avaliada por meio da espessura da parede posterior do ventrículo esquerdo e gravimetria do ventrículo esquerdo e dos pulmões. O conjunto de dados demonstra que a superexpressão de MEF2C leva a alterações estruturais no miócito cardíaco compatíveis com quadro de deterioração e insuficiência cardíaca e que o silenciamento de MEF2C no coração impede o desenvolvimento da hipertrofia cardíaca decorrente da coarctação da aorta / Abstract: The factors MEF2 (myocyte enhancer factor 2) belong to the family MADS box (MCM1-Agamous-deficiens-Serum response factor) and were first described as transcription factors that bind DNA sequences rich in A / T in the promoters of multiple muscle-specific genes. There are four MEF2 family genes that were identified in vertebrates MEF2A, B, C and D are expressed differently during embryogenesis and in adult tissues. Previous studies from our laboratory demonstrated that the transcription factor MEF2 is activated by mechanical stretch and influences the expression of genes related to cardiac hypertrophy. Using siRNA technology to MEF2C (siRNAMEF2C) demonstrated attenuation of cardiac hypertrophy induced by aortic coarctation in animals that received siRNAMEF2C. On the other hand studies have demonstrated that transgenic mice with overexpression of MEF2A or MEF2C and subjected to pressure overload by aortic coarctation show no compensatory cardiac hypertrophy. In these animals the overexpression of MEF2A or MEF2C in the heart is associated with structural and functional cardiac deterioration and development of dilated cardiomyopathy. However, the phenotypic and molecular mechanisms involved in the overexpression of MEF2C in cardiac myocytes are still unknown. Likewise, there is known the role of the transcription factor MEF2C in cardiac myocyte hypertrophic response after aortic coarctation. In the present study it was shown that overexpression of MEF2C in neonatal rat cardiac myocytes (NRMV) with the use of adenoviral particles, and cellular dedifferentiation induced activation mechanisms involved in cell cycle progression. These results were obtained by DNA microarray experiments, proteomics, real time PCR and western blotting. The analysis of cell phenotype by light microscopy, confocal and transmission electron shows that NRMV have increased binucleation and sarcomeric disorganization, changes consistent with the framework of cellular dedifferentiation and activation of cell cycle progression. By means of the propidium iodide incorporation technique and flow cytometry, confirmed increasing cells in the cell cycle. To confirm the findings in neonatal cardiomyocytes we investigate the effect of overexpression of MEF2C in cardiomyocytes of adult rats. For this standardized technique and isolation of these cells treated with AdMEF2C. Thus treatment with AdMEF2C in adult rat cardiac myocytes resulted in increased expression of MEF2C after 48 hours of treatment. The observed effect was similar to that found in cardiomyocytes neonates, adults who showed increased expression of genes related to cell cycle and decreased structural genes. The ultrastructural level observed by transmission electron microscopy in the time of 48 hours of treatment showed no difference in sarcomeric structure of cells treated with AdMEF2C. Finally we show that MEF2C silencing by lentivirus injection in the heart has been shown to prevent the development of cardiac hypertrophy in mice after 15 days of pressure overload. The heart hypertrophy was evaluated by the thickness of the posterior wall of the left ventricle and the left ventricle gravity and lungs. The data set shows that overexpression of MEF2C leads to structural changes in the cardiac myocyte compatible framework of deterioration and failure, and MEF2C silencing of the heart prevents the development of cardiac hypertrophy due to aortic coarctation / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutora em Ciências

Orientadores: IsciaTeresinha Lopes Cendes, Fábio Rossi Torres / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-21T05:32:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avansini_SimoniHelena_M.pdf: 4063977 bytes, checksum: fd585dcd7befa8b76aa15db5e445d1d2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A displasia cortical focal (DCF) é uma malformação do córtex cerebral humano que ocorre na fase de proliferação e diferenciação neuronal e está frequentemente associada com a refratariedade das crises epilépticas. É designada como um espectro de anormalidades da estrutura laminar do córtex, associada com características citopatológicas que incluem neurônios gigantes, dismórficos e células em balão e, sua etiologia é pouco conhecida. Os microRNAs (miRNAs) são uma classe de RNAs de fita simples não codificadores de proteínas que regulam a expressão gênica pós-transcricional. Há evidências que indicam que eles estão envolvidos em importantes processos do sistema nervoso e que os mesmos podem ter um papel nas DCF. A elucidação das vias moleculares desta malformação pode permitir uma melhor compreensão dos mecanismos subjacentes e levar a novas estratégias de tratamento, melhora na conduta clínica e identificação de novos alvos terapêuticos, bem como a descoberta de biomarcadores que possam ser associados ao diagnóstico, prognóstico e resposta ao tratamento. Com isso, o objetivo deste trabalho foi investigar o padrão de expressão dos miRNAs em tecidos com DCF obtidos através de cirurgia para o controle de crises refratárias, verificar os prováveis genes alvos para esses miRNAs diferencialmente expressos e comparar a assinatura molecular baseada nos miRNAs em tipos distintos de DCF do tipo 2. Foi utilizado para isso o RNA total de 17 pacientes com DCF e de 20 controles oriundos de autópsia. Os experimentos de microarranjos de miRNAs revelaram 39 miRNAs diferencialmente hipoexpressos e um miRNA hiperexpresso. Utilizouse a técnica de qPCR para validação desses miRNAs e foi possível identificar uma diferença na expressão de três miRNAs: hsa-miR-31, hsa-miR-34a e hsa-let-7f em pacientes com DCF tipo 2 em relação ao grupo controle. Além disso, o hsa-miR-31 foi identificado como um possível biomarcador para o subtipo 2b de DCF. Na busca por genes alvos foi encontrado hiperexpresso o NEUROG2. Também foi verificada a desregulação do gene DICER1, encontrado hipoexpresso, o que justifica a predominância de miRNAs com expressão diminuída encontrados. E por fim, observou-se que o padrão diferencial de expressão dos três miRNAs e os dois genes identificados em nosso estudo fornecem subsídios importantes para esclarecer os mecanismos moleculares envolvidos na falha da diferenciação neuroglial em DCF tipo 2 / Abstract: Focal cortical dysplasia (FCD) is a malformation of human cerebral cortex that occurs during proliferation and neuronal differentiation frequently associated with drug-resistant epilepsy. It is designated as a spectrum of abnormalities of laminar structure of the cortex, associated with cellular abnormalities that consist of giant and dysmorphic neurons and balloon cells; however, its etiology is poorly understood. MicroRNAs (miRNAs) are small noncoding RNAs which regulate post-transcriptional gene expression. There is evidence that they are involved in important processes in the nervous system and that they may play a role in FCD. The elucidation of the molecular pathways involved in FCD may allow a better understanding of the underlying mechanisms and may lead to new treatment strategies, improvement in clinical management and identification of new therapeutic targets, as well as the discovery of biomarkers that may be associated with the diagnosis, prognosis and response to treatment. Thus, the aim of this study was to investigate miRNAs expression pattern in tissue with FCD obtained at surgery for control of refractory seizures. In addition, we aimed to identify target genes for these miRNAs differentially expressed, as well as to compare the molecular signature based on miRNAs in different types of FCD. We used total RNA isolated from brain tissue obtained after surgery for the treatment of medically refractory seizures from 17 patients with DCF and 20 controls from autopsy. Microarray analysis revealed 39 miRNAs differentially downregulated and only one miRNA overexpressed. Decreased expression of three miRNAs was confirmed by qPCR when patients with type 2 FCD were compared with controls: hsa-miR-31, hsa-miR34a and hsa-let-7f. In addition, we found that hsa-miR-31 could be a potential biomarker for type 2b FCD. In the search for target genes, NEUROG2 was found upregulated and DICER1 was found underexpressed, which explains the predominance of miRNAs with decreased expression. Finally, we observed that the differential pattern of expression of three miRNAs, and the two genes identified in our study provide important information which may help to clarify the molecular mechanisms involved in the failure of neuroglial differentiation in type 2 FCD / Mestrado / Neurociencias / Mestra em Fisiopatologia Médica

Orientadores: Carmen Verissima Ferreira, Hiroshi Aoyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavagis_AlexandreDonizetiMartins_D.pdf: 4238254 bytes, checksum: af81f06637a0dca49e3ab3fabe00d10d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O objetivo central deste trabalho foi avaliar a modulação de MAPKs em células de leucemia humana induzidas a apoptose e diferenciação. No capítulo 1, estudou-se o efeito da tetrahidroxiquinona (THQ), uma molécula que pode participar de um ciclo redox formando radicais semiquinona e, conseqüentemente, espécies reativas de oxigênio (EROs). A citotoxicidade da THQ, mediada pela formação de EROs, foi revertida por tratamento das células com glutationa e N-acetil-L-cisteína. A produção de EROs ocorreu concomitan-temente com a apoptose das células HL60 através da via mitocondrial e com redução na atividade de várias moléculas anti-apoptóticas da via de sobrevivência celular, inclusive da proteína quinase B (PKB). A transfecção das células HL60 com a PKB levou à diminuição da citotoxicidade dependente de EROs gerada pela THQ. No capítulo 2, demonstrou-se que a análise de um arranjo simultâneo de 1176 substratos com seqüências de consenso de diferentes quinases permitiu identi-ficar a via de sinalização das MAPKs como principal alvo da violaceína, um pigmento com propriedades antitumorais in vitro produzido pela Chromobacterium violaceum do rio Amazonas e que induz diferenciação de células HL60 em monócitos e granulócitos. Os resultados também indicaram que a análise do quinoma empregando arranjos metabólicos é uma ferramenta promissora na elucidação do modo de ação de fármacos em nível molecular. O capítulo 3 corresponde a um artigo de revisão em português sobre a riboflavi-na, componente do complexo vitamínico B2 que participa de importantes eventos bioquímicos, como reações redox envolvendo transferência de um ou dois elétrons, e também agindo como fotossensibilizador. Este artigo mostra que o comportamento peculiar e multifuncional da riboflavina permite que ela atue como nucleófilo ou eletrófilo e também descreve a associação deste composto com diferentes doenças como o câncer e doenças cardiovasculares / Abstract: The principal aim of this work was to assess the MAPKs family status in human leukaemia cells induced to undergo apoptosis and differentiation. In chapter one, the effect of tetrahydroxyquinone (THQ), a highly redox active molecule which can participate of a redox cycle with semiquinone radicals leading to the formation of reactive oxygen species (ROS), was investigated in HL60 cells. THQ caused substantial ROS formation followed by cytotoxicity that was sensitive to glutathione and N-acetyl-L-cysteine. Furthermore, ROS production coincided with HL60 cell apoptosis through the mitochondrial pathway and was followed by reduced activity of various anti-apoptotic survival molecules, including the protein kinase B pathway. Importantly, transfection of protein kinase B into HL60 cells leading to an artificial increase in protein kinase B activity inhibited ROS-dependent cytotoxicity. In chapter two, peptide arrays of 1176 different kinase consensus substrates unambiguously identified the MAP kinase pathway as a major target for violacein, the anti-leukemic purple-colored pigment produced by Chromobacterium violaceum from the Amazon River that stimulates HL60 cells to differentiate into monocytes and granulocytes. The results also indicate that kinome profiling using metabolic arrays is a promising and suitable tool for studying the molecular mechanisms of drug action. Chapter three is a review article in Portuguese about riboflavin, a component of the vitamin B2 complex, that has important roles in biochemistry, especially in redox reactions due to its ability to participate in both one- and two-electron transfers as well as acting as photosensitizer. This article describes the peculiar and multifunctional behavior of riboflavin which allows it to take part in several biochemical pathways both as nucleophile and electrophile. Moreover, the association of this vitamin with different diseases, including cancer and cardiovascular diseases, is also discussed. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

O epitélio pulmonar é formado por uma grande diversidade celular, que incluí: células secretoras, ciliadas, basais e neuroendócrinas (NE). A distribuição balanceada destes tipos celulares é crucial para a função pulmonar e pode ser dramaticamente alterada em doenças como a asma. Neste trabalho, estudamos o papel de Notch no pulmão em desenvolvimento ao inativar condicionalmente Rbpjk ou Pofut1, componentes críticos da sinalização Notch. Pulmões mutantes apresentaram-se superpopulados por células ciliadas e NE, além da ausência de células de Clara. Nossos dados sugeriram que Notch suprime os programas de diferenciação de células ciliadas e NE para permitir a diferenciação de células de Clara, através de um mecanismo de inibição lateral. Identificamos também genes associados com a diferenciação de células secretoras e ciliadas através de microarrays. A heterogeneidade no padrão de expressão gênica sugeriu que a via de sinalização Notch estabelece múltiplos subtipos de células ciliadas e secretoras no epitélio pulmonar em desenvolvimento. / The airway epithelium comprises a diverse population of secretory, ciliated, basal and neuroendocrine cells (NE). The proper balance of these cell types is critical for normal lung function and can be altered dramatically in conditions, such as asthma. We studied the role of Notch in airway progenitor cell fate by conditionally inactivating Rbpjk or Pofut1, two critical Notch pathway components in mouse mutants. This resulted in airways overpopulated with ciliated and NE cells and absence of secretory Clara cells. We found that Notch suppresses the ciliated and the NE cell programs to allow secretory cell differentiation through a lateral inhibition mechanism. We also identified genes associated with the differentiation of secretory and ciliated cells through a microarray gene profiling experiment. The great heterogeneity of gene expression patterns suggested that Notch plays a role in establishing multiple subsets of secretory and ciliated cells in the developing lung.

A diferenciação das células THP-1 em macrófagos, induzida por PMA, é associada ao aumento da expressão de PPAR. A UTR 5` de PPAR regula negativamente sua síntese, porém, o mecanismo molecular envolvido não foi esclarecido. Neste estudo, o estado traducional das células THP-1 diferenciadas por PMA foi investigado em associação à superprodução de PPAR. A presença de uORFs no transcrito de PPAR, contendo códons de iniciação compatíveis com seqüências de Kosak, poderia ser a causa do efeito inibitório da UTR 5`. A incorporação reduzida de L-[U-14C]leucina revelou que a superprodução de PPAR ocorre durante inibição global da tradução, confirmada pela redução dos polissomos. Além disso, desfosforilação de 4E-BP1 foi observada após tratamento com PMA e é associada a inibição da iniciação da tradução e estimulação da tradução dependente de IRES. De fato, a estrutura da UTR 5` de PPAR apresenta características de transcritos que formam IRES. Assim, a produção de PPAR pode ser regulada por IRES e ocorre concomitantemente com a inibição da tradução dependente de cap / The differentiation of THP-1 cells in macrophages, induced by PMA, is associated to overexpression of PPARb. Previous studies have shown that the PPARb 5\' UTR negatively regulates its expression. In our study the translational status of PMA-differentiated THP-1 cells was investigated in association to PPARb overexpression. Putative compatible Kosak initiation codons were identified in the PPARb uORFs and could be involved in the inhibitory effect of 5\' UTR. Decreased incorporation of L-[U-14C]leucine in proteins revealed that the overproduction of PPARb in PMA-differentiated THP-1 cells coincides with a global decrease in the protein synthesis process. Translation impairment was confirmed by polysome profile assay. An intense dephosphorylation of 4E-BP by PMA treatment was observed. Dephosphorylated 4E-BP causes inhibition of eIF4E cap-dependent translation initiation and favors IRES-dependent translation. The PPARb 5\' UTR structure has some characteristics that resemble the one described for IRES. Therefore, the PPARb production may be controlled by IRES

Células pluripotentes são aquelas que possuem a capacidade de dar origem às células dos três folhetos embrionários (ectoderma, mesoderma e endoderma), bem como também às células germinativas. As células-tronco embrionárias (CTE) são as células pluripotentes mais conhecidas, as quais apresentam uma elevada capacidade de diferenciação celular e autorenovação. Estas propriedades tornam as CTE potenciais ferramentas para a medicina regenerativa, porém seu uso na prática clínica enfrenta várias barreiras. Neste sentido, o acúmulo de conhecimento a respeito dos mecanismos envolvidos na manutenção da pluripotência, levou ao desenvolvimento de técnicas capazes de induzir a pluripotência em células somáticas adultas. Na maioria das abordagens, isto se dá pela expressão ectópica de fatores de transcrição envolvidos na pluripotência (como Oct4 e Nanog). Com isto em vista, torna-se evidente que estudos que levem a um melhor entendimento destas propriedades biológicas, podem levar ao desenvolvimento desta importante área. Apesar destas inovações, os mecanismos responsáveis pela manutenção ou indução da pluripotência e da autorenovação, continuam largamente inexplorados. Neste sentido, o conjunto de técnicas referidas como High Content Screening (HCS) apresenta características fundamentais que permitiriam a interrogação sistemática e em larga-escala de fatores que possam estar influenciando nestes processos. A técnica de HCS se baseia no uso de microscopia de fluorescência em placas de 96 ou mais poços, permitindo a aquisição e a análise automatizada das imagens, de forma a quantificar alterações fenotípicas nas células. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer um modelo experimental para a avaliação funcional e em larga escala de fatores que possam influenciar a diferenciação celular. Tendo em vista a facilidade de cultivo e manuseio, a linhagem humana de células pluripotentes de carcinoma embrionário (CCE) NTera-2, foi utilizada. Para a padronização do modelo, o processo de diferenciação foi avaliado ao longo do tempo (em 2, 4 e 8 dias) na presença ou ausência de ácido transretinóico (atRA), utilizado como indutor de diferenciação celular. Para isso, os níveis transcricionais de Oct4, Nanog (marcadores da pluripotência) e de N-Caderina foram avaliados por PCR em tempo real. Finalmente, a expressão e a distribuição celular de Oct4, Nanog e da alfa-actina foi avaliada por meio de microscopia de fluorescência automatizada, com o uso de anticorpos ou faloidina marcada, utilizando um sistema de HCS (Operetta, Perkin Elmer) para a análise dos resultados. A proliferação celular das células submetidas à diferenciação foi avaliada pelo ensaio do XTT. O atRA inibiu a proliferação e induziu a diferenciação; como demonstrado, respectivamente, pelos resultados do ensaio do XTT, decaimento dos níveis de Oct4 e Nanog e, concomitante aumento de N-Caderina, ao longo do tempo. Também foi observada a diferenciação espontânea da linhagem, na ausência de atRA, porém, de forma reduzida. Finalmente, as avaliações de HCS evidenciaram que, durante o processo de diferenciação, a perda da expressão nuclear de Oct4 e Nanog está associada à alteração do fenótipo celular, com a redistribuição da actina cortical e a formação das stress fibers, caracterizando o processo de transição epitélio-mesenquima (EMT), um importante mecanismo envolvido na diferenciação celular. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram a viabilidade do uso da linhagem NTera-2 como modelo para estudos futuros de HCS visando a identificação de moléculas que atuem na modulação de propriedades fundamentais das células tronco pluripotentes. / Pluripotent stem cells are those that possess the ability to generate cells from the three germ layers (ectoderm, mesoderm and endoderm), as well as the germ cells. The embryonic stem cells (ESC) are the best known pluripotent cells that present a high capacity of cell differentiation and self renewal. These properties of the ESC make them potential tools for the regenerative medicine, but their use in clinical practice faces several barriers. In this sense, the accumulation of knowledge about the mechanisms involved in the maintenance of pluripotency led to the development of techniques capable of inducing pluripotency in adult somatic cells. In most approaches, this is achieved by the ectopic expression of transcription factors involved in pluripotency (such as Oct4 and Nanog). With this in mind, it becomes clear that studies that provide a better understanding of these biological properties can lead to the development of this important area. Despite these innovations, the mechanisms responsible for the maintenance or induction of pluripotency and self-renewal remain largely unexplored. In this sense, the set of techniques such as High Content Screening (HCS) has fundamental characteristics that allow systematic and large-scale interrogation of factors that may be influencing these processes. The HCS technique is based on the use of fluorescence microscopy in 96-well or larger plates, allowing the automated acquisition and analysis of images, so as to measure phenotypic changes in the cells. This study aimed to establish an experimental model for functional and large-scale assessment of factors that may influence cellular differentiation. Due its simple cultivation and handling characteristics, a human lineage of pluripotent embryonal carcinoma cell (ECC) NTERA-2 was used. To standardize the model, the process of differentiation was evaluated over time (at 2, 4 and 8 days) in the presence or absence of all-trans retinoic acid (atRA), used as an inducer of cellular differentiation. The transcriptional levels of Oct4, Nanog (pluripotency markers) and Ncadherin were assessed by real time PCR. Finally, the expression and cellular distribution of Oct4, Nanog and alpha-actin was assessed by fluorescence microscopy, using antibodies or labelled phalloidin, using a HCS platform (Operetta, Perkin Elmer) for the analysis of the results. The proliferation of cells undergoing differentiation was assessed by XTT assay. atRA inhibited proliferation and induced differentiation, as shown by the XTT assay results, and the decay of Oct4 and Nanog, and concomitant increase of N-cadherin levels over time, respectively. It was also observed spontaneous differentiation in the absence of atRA although in less extent. Finally, the HCS results showed that during the differentiation process, the loss of nuclear expression of Oct4 and Nanog is associated with alteration of cell phenotype, with redistribution of cortical actin and formation of stress fibers, characterizing the epithelialmesenchymal transition (EMT), an important mechanism involved in cell differentiation. The results of this study therefore demonstrate the feasibility of using the NTERA-2 cell line as a model for future HCS studies aiming identification of molecules that act in the modulation of fundamental properties of pluripotent stem cells.

Introdução. A possiblidade de restauração do Sistema Nervoso Central representa um desafio em Neurociências, e a integração bem sucedida de células-tronco no cérebro adulto tem se tornado um importante objetivo. Objetivo. Testar a hipótese de que a sobrevivência e diferenciação de células-tronco mesenquimais (CTMs) sejam dependentes de condições microambientais de acordo com o alvo de implante no cérebro. Métodos. CTMs foram isoladas de ratos adultos e geneticamente modificadas por meio de transfecção lentiviral para expressarem GFP. O fenótipo neuronal foi satisfatoriamente induzido in vitro. Uma suspensão de células foi implantada estereotaxicamente no cérebro de 40 ratos da mesma linhagem, em uma área neurogênica (hipocampo) e outra não-neurogênica (estriado). Os animais foram sacrificados 6 e 12 semanas após a cirurgia, e os cérebros foram corados com marcadores de neurônios maduros. Células co-expressando NeuN e GFP foram contadas estereologicamente nos dois alvos. Resultados. A população de célula isolada foi capaz de gerar 14,5 ± 1,1 % de neurônios NF200-positivos in vitro. Uma vez implantados no hipocampo, as células migraram além do enxerto e geraram neurônios maduros (1634±231 células GFP/NeuN+). Por outro lado, maciça degeneração celular foi vista no estriado, onde não ocorreu migração significativa, sendo que somente 108±24 NeuN/GFP+ neurônios (p<0.001) foram contados. Conclusão. Nossos dados demonstraram que a sobrevivência e diferenciação de CTMs são altamente dependentes do sítio de implante no cérebro hospedeiro, indicando assim a importância de um microambiente permissivo. Futuros estudos para identificação dos fatores pró-neurogênicos presentes no hipocampo poderão subsequentemente permitir a integração de células-tronco em áreas do SNC nãopermissivas, assim contribuindo para se alcançar o objetivo de introduzir a restauração do SNC na prática clínica. / The possibility of CNS restoration represents a challenge in Neuroscience, and the successful integration of stem cells in adult brain has become an important goal. The working hypothesis of the present study is that survival and neurodifferentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) may be dependent upon microenvironmental conditions according to the site of implant in the brain. Methods: MSCs were isolated from adult rats and labeled with eGFP lentivirus. The neuronal phenotype was successfully induced in vitro. A cell suspension was implanted stereotactically into the brain of 40 young rats of the same strain, in neurogenic (hippocampus) and non-neurogenic (striatum) areas. Animals were sacrificed six or twelve weeks after surgery, and brains were stained for mature neuronal markers. Cells co-expressing NeuN-GFP were counted stereologically at both targets. Results: The isolated cell population was able to generate 14.5±1.1% of NF200+-neurons in vitro. Once implanted into the hippocampus, cells migrated away from the graft and gave rise to mature neurons (1634±231 cells GFP/NeuN+). By contrast, massive cell degeneration was seen in the striatum, with no significant migration, while only 108±24 NeuN/GFP+ neurons (p<0.001) were counted. Conclusions: Our data demonstrated that survival and differentiation of MSCs are strongly dependent upon the site of implant in the brain, thus indicating the importance of a permissive microenvironment. Future studies for identification of the pro-neurogenic factors present in the hippocampus could subsequently allow the integration of stem cells into non-permissive areas of the CNS and thus contribute for the challenging goal of introducing CNS repair in the clinical practice.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do condicionamento de superfície de uma vitrocerâmica 100% cristalina e altamente bioativa (Biosilicato®) e de seus produtos de dissolução iônica sobre diferentes parâmetros do desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro. Previamente ao plaqueamento de células osteogênicas de calvárias de ratos, discos de Biosilicato® foram condicionados, por 3 dias, em meio de cultura suplementado, com ou sem soro fetal bovino a 10%. Células osteogênicas expostas aos produtos de dissolução iônica do Biosilicato® foram também cultivadas sobre lamínulas de vidro bioinerte. Discos de Biosilicato e lamínulas de vidro foram utilizados como controles. Os resultados mostraram que o tratamento de superfície de Biosilicato® aumenta expressivamente a concentração de silício e cálcio no meio de cultura. Em 1, 3 e 7 dias, foram determinados os maiores valores de viabilidade celular em superfícies de Biosilicato® condicionado, enquanto que entre os grupos de lamínulas de vidro, observou-se menor viabilidade em culturas expostas aos produtos de dissolução iônica do Biosilicato®. Em 3 dias, células sobre todas as superfícies de Biosilicato® apresentavam-se menos espraiadas quando comparadas àquelas sobre lamínulas de vidro; neste período, a topografia das superfícies dos grupos de Biosilicato® caracterizava-se por rede de cavidades na submicro e nanoescala, enquanto que a lamínula apresentava superfície plana. Alterações no padrão de marcação das proteínas citoesqueléticas actina, vimentina, tubulina e vinculina, da subunidade de integrina &alpha;5 e da fibronectina eram observadas apenas em células crescidas sobre as superfícies de Biosilicato®. Ao final da fase proliferativa (7 dias), foram observados maiores níveis relativos de expressão de RNA mensageiro para Runx2, sialoproteína óssea (BSP) e fosfatase alcalina (ALP) em culturas crescidas sobre superfícies condicionadas de Biosilicato®; a exposição aos produtos de dissolução iônica aumentou a expressão de Runx2 e ALP nos grupos de lamínula de vidro. Em 14 dias, culturas sobre Biosilicato® condicionado em meio de cultura com soro exibiam áreas mais extensas de mineralização. Os resultados deste estudo mostraram que o condicionamento de superfícies de Biosilicato® previamente ao plaqueamento celular favorece aspectos da interação célula-substrato, promovendo maior viabilidade celular e aumentando e/ou acelerando o desenvolvimento do fenótipo osteogênico in vitro. A exposição aos produtos de dissolução iônica do Biosilicato® inibe a progressão de culturas osteogênicas sobre lamínulas de vidro bioinerte, apesar de aumentar a expressão de marcadores osteoblásticos. / The aim of the present study was to evaluate the effect of surface conditioning of a highly bioactive, fully crystalline glass-ceramic in the Na2O-CaO-SiO2-P2O5 system (Biosilicate®) and of its ionic dissolution products on key parameters of the development of the osteogenic phenotype in vitro. Rat calvaria-derived osteogenic cells were plated on Biosilicate® discs that were pre-conditioned either with supplemented culture medium or serum-free medium for 3 days. In addition, osteogenic cells grown on bioinert glass coverslips were exposed to the ionic dissolution products of the Biosilicate®. The results showed that the supplemented culture medium used for the Biosilicate® surface conditioning exhibited a high concentration silicium and calcium. At 1, 3, and 7 days, cell viability was significantly higher for the conditioned Biosilicate® sufaces, whereas reduced cell viability was observed for cultures grown on glass coverslips and exposed to the ionic dissolution products of Biosilicate®. At day 3, cells grown on Biosilicate® groups were less spread compared with those on glass coverslips. At the same time point, whereas the surface topography of glass coverslips was smooth, Biosilicate® discs exhibited a network of submicron and nanoscale pits. Changes in the labeling pattern of the cytoskeleton proteins actin, vimentin, tubulin and vinculin, and of &alpha;5 integrin and fibronectin were only observed for cells grown on Biosilicate® surfaces. At the end of the proliferative phase (day 7), expression levels of Runx2, alkaline phosphatase (ALP) and bone sialoprotein (BSP) mRNAs were significantly higher for cultures grown on conditioned Biosilicate® surfaces; the exposure of cells to the ionic dissolution products increased Runx2 and ALP mRNA levels. At day 14, significantly more extensive areas of matrix mineralization were detected for cultures grown on Biosilicate® discs that were pre-conditioned with supplemented culture medium. The results showed that the conditioning of Biosilicate® surfaces with culture medium prior to cell plating supports key aspects of cell-substrate interactions, increasing and/or accelerating expression of the osteoblastic cell phenotype. Furthermore, the exposure of cells to the ionic dissolution products of Biosilicate® inhibits the progression of osteogenic cell cultures on bioinert glass coverslips, despite its positive effect on expression of osteoblastic markers.