Há um grande interesse no estudo de células-tronco em função de sua capacidade de auto-renovação e plasticidade. Estas características capacitam as células-tronco a produzirem células de diferentes linhagens que participam ativamente do processo de homeostase, da resposta à injúria e da regeneração e reparação tecidual. A polpa dental é o tecido mais estudado na Odontologia em relação a células-tronco, mas diversos estudos já mostraram a presença dessas células também na região periodontal. É importante salientar, que dependendo de sua origem, as células-tronco apresentam comportamentos diversos, especialmente no que tange ao transplante in vivo. Além disso, os microambientes onde as células-tronco residem (nichos), têm um papel fundamental no comportamento das mesmas, pois controlam aspectos essenciais como o estado de indiferenciação e a auto-renovação. Esse projeto de pesquisa teve como objetivos duas análises distintas. Na primeira, verificar se existem células-tronco mesenquimais derivadas da curetagem do alvéolo dental humano após extrações dentais. Na segunda, analisar o nicho de células-tronco nas polpas dentais de camundongos. Em comum, as duas análises se basearam no uso de marcadores previamente utilizados na literatura para o estudo de células-tronco. Como não existem marcadores únicos e específicos para a identificação dessas células, diferentes combinações desses marcadores entre si e de técnicas laboratoriais foram empregadas. No primeiro estudo, após o isolamento das células, deu-se especial atenção à sua caracterização, que foi realizada através de ensaios que avaliaram propriedades e comportamentos que sabidamente ocorrem em células-tronco. Já na segunda parte desse estudo, utilizamos a polpa dental de camundongos para a análise in vivo de nichos. Em camundongos, a localização do nicho responsável pelo crescimento continuo dos incisivos é conhecida. De uma maneira geral, nossos resultados demonstram que: 1) É possível isolar células-tronco/progenitoras a partir de tecidos curetados de alvéolo dental após extrações dentárias. Esse fato é inédito e abre novas perspectivas em termos de oportunidade de coleta e futura aplicação clínica. 2) É possível observar a diversidade populacional nas células que formam o nicho de células-tronco em polpa dental de camundongos, e através de uma organização hierárquica, propusemos um modelo para este nicho. Esse modelo servirá de base para estudos subsequentes que visem avaliar o comportamento das células que formam o nicho, quando isoladas das demais, e abrirá possibilidade para análises em outros tecidos dentais e não dentais. / There is great interest in the study of stem cells due to their ability to produce mature cells of different lineages that participate actively in the process of homeostasis, injury response, regeneration and tissue repair. The dental pulp is the most studied tissue in dentistry, but several studies have shown the presence of these cells in the periodontal tissue region. It is important to note that depending on their origin, these cells exhibit different behaviours, especially in regard to in vivo transplantation. Furthermore, the microenvironment in which these cells are found (niches) have an essential role in their behaviour as they control important aspects such as differentiation and self-renewal. This research project aimed for two distinct analyses. The first was to verify if there are mesenchymal stem cells derived from human dental socket curettage after dental extractions. The second, to analyse the stem cell niche in mouse dental pulp. In common, the two analyses were based on the use of markers previously used in the literature for the study of stem cells. As there are no specific and unique markers to identify these cells, an extensive combination of these markers among themselves, and laboratory techniques were performed. In the first study, after the isolation of the cells, special attention was given to their characterization by combining assays to evaluate stem cells properties and behaviours. In the second part of this study, we used the mouse dental pulp model for in vivo analysis of stem cell niches. In mice, the location of the niche responsible for the incisors continuous growth is known. In general our results showed that: 1) It is possible to isolate progenitor/stem cells from tissue curettage of the alveolus after tooth extractions. This fact is unprecedented and opens new perspectives for the obtention of stem cells for future clinical applications. 2) It is possible to observe the cells population diversity of the mouse dental pulp niche and through a hierarchical organization, we proposed a model for this niche. This model will provide basis for further studies aimed at evaluating the behavior of cells that form the niche, when isolated from the others, and opens the possibility for the analysis of the niche structure in other dental and non-dental tissues.

Há um grande interesse no estudo de células-tronco em função de sua capacidade de auto-renovação e plasticidade. Estas características capacitam as células-tronco a produzirem células de diferentes linhagens que participam ativamente do processo de homeostase, da resposta à injúria e da regeneração e reparação tecidual. A polpa dental é o tecido mais estudado na Odontologia em relação a células-tronco, mas diversos estudos já mostraram a presença dessas células também na região periodontal. É importante salientar, que dependendo de sua origem, as células-tronco apresentam comportamentos diversos, especialmente no que tange ao transplante in vivo. Além disso, os microambientes onde as células-tronco residem (nichos), têm um papel fundamental no comportamento das mesmas, pois controlam aspectos essenciais como o estado de indiferenciação e a auto-renovação. Esse projeto de pesquisa teve como objetivos duas análises distintas. Na primeira, verificar se existem células-tronco mesenquimais derivadas da curetagem do alvéolo dental humano após extrações dentais. Na segunda, analisar o nicho de células-tronco nas polpas dentais de camundongos. Em comum, as duas análises se basearam no uso de marcadores previamente utilizados na literatura para o estudo de células-tronco. Como não existem marcadores únicos e específicos para a identificação dessas células, diferentes combinações desses marcadores entre si e de técnicas laboratoriais foram empregadas. No primeiro estudo, após o isolamento das células, deu-se especial atenção à sua caracterização, que foi realizada através de ensaios que avaliaram propriedades e comportamentos que sabidamente ocorrem em células-tronco. Já na segunda parte desse estudo, utilizamos a polpa dental de camundongos para a análise in vivo de nichos. Em camundongos, a localização do nicho responsável pelo crescimento continuo dos incisivos é conhecida. De uma maneira geral, nossos resultados demonstram que: 1) É possível isolar células-tronco/progenitoras a partir de tecidos curetados de alvéolo dental após extrações dentárias. Esse fato é inédito e abre novas perspectivas em termos de oportunidade de coleta e futura aplicação clínica. 2) É possível observar a diversidade populacional nas células que formam o nicho de células-tronco em polpa dental de camundongos, e através de uma organização hierárquica, propusemos um modelo para este nicho. Esse modelo servirá de base para estudos subsequentes que visem avaliar o comportamento das células que formam o nicho, quando isoladas das demais, e abrirá possibilidade para análises em outros tecidos dentais e não dentais. / There is great interest in the study of stem cells due to their ability to produce mature cells of different lineages that participate actively in the process of homeostasis, injury response, regeneration and tissue repair. The dental pulp is the most studied tissue in dentistry, but several studies have shown the presence of these cells in the periodontal tissue region. It is important to note that depending on their origin, these cells exhibit different behaviours, especially in regard to in vivo transplantation. Furthermore, the microenvironment in which these cells are found (niches) have an essential role in their behaviour as they control important aspects such as differentiation and self-renewal. This research project aimed for two distinct analyses. The first was to verify if there are mesenchymal stem cells derived from human dental socket curettage after dental extractions. The second, to analyse the stem cell niche in mouse dental pulp. In common, the two analyses were based on the use of markers previously used in the literature for the study of stem cells. As there are no specific and unique markers to identify these cells, an extensive combination of these markers among themselves, and laboratory techniques were performed. In the first study, after the isolation of the cells, special attention was given to their characterization by combining assays to evaluate stem cells properties and behaviours. In the second part of this study, we used the mouse dental pulp model for in vivo analysis of stem cell niches. In mice, the location of the niche responsible for the incisors continuous growth is known. In general our results showed that: 1) It is possible to isolate progenitor/stem cells from tissue curettage of the alveolus after tooth extractions. This fact is unprecedented and opens new perspectives for the obtention of stem cells for future clinical applications. 2) It is possible to observe the cells population diversity of the mouse dental pulp niche and through a hierarchical organization, we proposed a model for this niche. This model will provide basis for further studies aimed at evaluating the behavior of cells that form the niche, when isolated from the others, and opens the possibility for the analysis of the niche structure in other dental and non-dental tissues.

A Dissertation submitted to the Faculty of Health Sciences, University of the Witwatersrand, Johannesburg, in fulfillment of the requirements for the degree Of Master of Science in Medicine, 2016. / Dental stem cells (DSCs) have been identified in teeth and their supporting tissues. They represent an exclusive source of adult stem cells, easily isolated and manipulated for tissue repair and regeneration. This research project evaluated the neurogenic potential of the dental pulp stem cells (DPSCs) and stem cells from the pulp of human exfoliated deciduous teeth (SHEDs) in a South African cohort. Sixty non-carious permanent and deciduous teeth were extracted from healthy patients aged between 18 and 30 years and 5 and 10 years, at the University of the Witwatersrand's Oral Health Clinic in Johannesburg Charlotte Maxeke Academic Hospital, South Africa. The cells, isolated from the extracted pulp tissue were cultured, counted and then phenotyped by flow cytometry analysis. The cells were further expanded in a neural induction medium and immunocytochemistry analysis for Ki-67, doublecortin (DCX) and nestin were performed. Large colonies of both DPSCs and SHEDS were harvested from the extracted pulp tissues and positively cultured. Flow cytometry analysis confirmed the presence of CD44+ and CD29+ cells as well as the known mesenchymal stem cell markers CD90 and CD105. Both DPSCs and SHEDs demonstrated successful proliferation and neural differentiation. This study confirmed that DPSCs and SHEDs are highly proliferative human adult stem cells that exhibit a neurogenic potential that may contribute in the treatment of neurological disorders. / AC2017