Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-08-29T20:29:44Z No. of bitstreams: 1 Sheilla Andrade deOliveira. Estudo do potencial terapêutico de células mononucleares de medula óssea em lesões hepáticas crônicas em camundongos - UFBA-FIOCRUZ-CPqGM - Tese Doutorado.pdf: 16762445 bytes, checksum: f804f2624774de877295c8841f4ff9c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-29T20:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sheilla Andrade deOliveira. Estudo do potencial terapêutico de células mononucleares de medula óssea em lesões hepáticas crônicas em camundongos - UFBA-FIOCRUZ-CPqGM - Tese Doutorado.pdf: 16762445 bytes, checksum: f804f2624774de877295c8841f4ff9c1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / O potencial terapêutico das células-tronco em doenças hepáticas vem sendo investigado. Estudos em modelos animais têm servido de base para a realização de ensaios clínicos utilizando células de medula óssea. Embora os resultados iniciais venham sendo bastante promissores, os mecanismos envolvidos na melhora hepática ainda não estão claros e novas avaliações em modelos experimentais se fazem necessárias. O objetivo da presente investigação foi avaliar a eficácia terapêutica de células mononucleares de medula óssea em doenças hepáticas crônicas. Inicialmente estabeleceu-se cirrose hepática no camundongo C57Bl/6, pela administração de uma solução de 20% de tetracloreto de carbono (CCI4) diluído em azeite de oliva combinado com 5% de etanol (EtOR) na água. Neste estudo observamos que, após seis meses de administração dos agentes hepatotóxicos, ocorre o desenvolvimento de lesões crônicas características de cirrose hepática. O segundo modelo utilizado foi o da infecção crônica pelo Schistosoma mansoni. Uma vez estabelecidas as lesões hepáticas crônicas nos animais, os estímulos "lesivos foram retirados e células mononucleares de medula óssea (3xl07) obtidas de tíbia e fêmures de camundongos transgênicos para proteína fluorescente verde (GFP) foram infundidas. A avaliação da capacidade migratória das células infundidas, bem como das alterações ocorridas após a terapia celular foi avaliada por meio de métodos histológicos, de imunofluorescência, morfológicos e imunológicos no tecido hepático. Após a terapia celular, observamos, nos dois modelos de fibrose hepática analisados, que as células GFP+ infundidas foram capazes de migrar e permanecer nas áreas de lesão do fígado. Inicialmente estas células apresentam formas arredondadas sem adentrar o tecido fibroso. Posteriormente, estas células tendem a invadir o tecido fibroso e assumem formas fusiformes. Uma redução do tecido fibroso foi verificada no 2° mês pós-terapia, em todos os grupos que receberam a terapia celular tanto nas áreas de fibrose septal e portal, quanto nas áreas dos granulomas. Os níveis de TGF-B no tecido hepático estavam diminuídos, após a terapia celular. O número de células ovais, conhecidas como células-tronco do fígado, estava aumentado no parênquima hepático após terapia celular. Os animais esquistossomóticos tratados com células de medula óssea recuperaram parcialmente a produção de albumina, quando comparado aos animais infectados. As observações sobre a terapia celular nos dois modelos de lesão crônica dos fígados avaliados nos permitem concluir que o transplante de células mononucleares de medula óssea diminui as alterações teciduais decorrentes de agressões crônicas ao fígado e reforçam a utilização deste tratamento para pacientes portadores de lesões hepáticas crônicas. / The therapeutic potential of stem cells on chronic liver diseases has been widely investigated. Based on results obtained mainly in studies using experimental models of acute liver injury, phase I clinical trials have already been carried out in patients with chronic liver diseases using therapy with bone marrow cells. Although the initial results were promising, the mechanisms involved on improvement of hepatic function are not clear and new evaluations with experimental models akin to human chronic liver diseases are needed. The object of the present investigation was the evaluation of the therapeutic efficacy of bone marrow mononuclear cells in chronic hepatic disease models. InitialIy, a mouse model of hepatic cirrhosis was induced in C57BI/6 mice by administration of 20% carbon tetrachloride solution (CCI4) diluted in olive oil combined with 5% ethanol (EtOH) in water was established. In this study we observed the development of chronic lesions characteristic of cirrhosis afier at least 6 months of administration of the hepatotoxic agents. The second model used was hepatic fibrosis caused by chronic infection by Schistosoma mansoni. Once the chronic lesions were established, the lesion stimulus was suspended and bone marrow mononuclear cells (3x I 07) obtained from tibiae and femurs of green fluorescence protein (GFP) transgenic mice were administered. The migratory capacity of the administered celIs, as well as the alterations occurring afier the celI therapy, was evaluated by histological, immunofluorescence, morphological and immunological methods in the liver tissue. After cell therapy in both hepatic fibrosis models it was observed that administered GFP+ cells were able to migrate and remain on hepatic lesion areas. Initially those celIs presented an oval shape outside thc fibrous tissue. At latter timepoints, those cells invadcd the fibrous tissue and acquired a fusifonll shape. A reduction of fibrosis was verified after the second month oftherapy in alI groups that received the celI therapy in the granuloma areas, as welI as in areas of septal and frontal fibrosis. The levels of TGF-~ were lower after the cell therapy, with statistical significance only in schistossomotic animaIs. The number of oval cells, known as liver stem cells, was increased in hepatic parenchyma afier cell therapy. The schistossomotic animaIs treated with bone marrow celIs recovered partialIy the production of albumin when compared to infected controls. Based on our observations about cell therapy in both models of chronic liver diseases evaluated we conc1ude that bone marrow mononuclear cell transplantation decreases tissue alterations caused by chronic aggressions to the liver and reinforce the use of this therapy in patients with chronic liver lesions.

A fibrose hepática resulta da cronicidade da injúria celular, ocasionando acúmulo dos componentes da matriz extracelular (MEC) pela ativação, principalmente, de células estreladas e fibroblastos portais em miofibroblastos. Estas células se conectam através de junções comunicantes do tipo gap, formadas por proteínas denominadas conexinas (Cx). As junções gap são responsáveis pelo fluxo de moléculas e íons entre as células, desempenhando importante função no controle da homeostasia tecidual. Diversos tipos de conexinas foram descritas nas células hepáticas. Os hepatócitos expressam Cx32 e Cx26, enquanto as demais células não-parenquimatosas expressam Cx43. Alguns estudos analisaram a expressão das conexinas e das junções gap em processos de reparação e fibrogênese em diferentes tecidos, no entanto, poucos avaliaram seu papel na fibrogênese hepática. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos morfológicos, histopatológicos e moleculares da fibrose hepática, induzida por tetracloreto de carbono (CCl4), em animais deficientes para as conexinas 43 (Cx43+/-) ou 32 (Cx32-/-). Foram analisados dados biométricos, histopatológicos, ultra-estruturais, imuno-histoquímicos e bioquímicos, além da expressão gênica e protéica das conexinas. Os aspectos moleculares da fibrose hepática foram analisados pela expressão de genes relacionados com a deposição e degradação da matriz extracelular por PCR em tempo real. As análises macroscópicas e de varredura demonstraram um processo de micronodulação da superfície hepática mais acentuado nos camundongos Cx43+/- fibróticos em relação aos animais wild-type (Cx43+/+) fibróticos. Adicionalmente, estes animais apresentaram maior proporção volumétrica de colágeno no tecido hepático; redução na atividade necroinflamatória tecidual; redução nas concentrações séricas de AST e ALT; redução na proliferação celular dos hepatócitos e redução na expressão dos genes: colágeno tipo I, TGFβ-1, MMP-2, MMP-13 e TIMP-1. Por sua vez, os camundongos Cx32-/- fibróticos apresentaram aumento na deposição de colágeno no parênquima hepático; aumento na atividade necroinflamatória tecidual e aumento nos níveis séricos das enzimas hepáticas AST, ALT e fosfatase alcalina em comparação aos animais wild-type (Cx32+/+) fibróticos. Também foram observadas redução na proliferação hepatocelular e maior quantidade de corpúsculos apoptóticos no tecido hepático. Baseando-se em todos os resultados obtidos, observou-se que ambos os modelos animais apresentaram aumento da fibrose hepática, aparentemente ocasionada por diferentes modos de ação. Os animais deficientes em Cx43 apresentaram menor capacidade de degradação do colágeno, ocasionando seu acúmulo no tecido hepático. Por outro lado, os animais deficientes em Cx32 apresentaram maior deposição de colágeno em resposta à injúria hepatocelular mais acentuada, aliada ao desequilíbrio entre as taxas de proliferação celular e apoptose. Em conclusão, os resultados obtidos neste trabalho demonstraram a importante participação das conexinas no controle da fibrogênese hepática, e que podem representar potenciais alvos terapêuticos para o tratamento das doenças hepáticas crônicas em humanos e animais. / Hepatic fibrosis results from chronic cell injury, leading to accumulation of components of extracellular matrix (ECM) through activation mainly of hepatic stellate cells and portal fibroblasts into myofibroblasts. These cells communicate through intercellular gap junctions composed of proteins known as connexins (Cx). Gap junctions are responsible for the exchange of molecules and ions among cells, playing an important role in the control of tissue homeostasis. Several subtypes of connexins were described among hepatic cells. Hepatocytes express Cx32 and Cx26, while the other non-parenchymal cells express Cx43. Some studies analyzed the expression of connexins and gap junctions on processes of healing and fibrogenesis in different tissues; however, few studies evaluated its role on hepatic fibrogenesis. Thus, the objective of this study was to evaluate morphological, histopathological and molecular aspects of hepatic fibrosis induced by carbon tetrachloride (CCl4) in animals with connexin 43 (Cx43+/-) or 32 (Cx32-/-) deficiency. We analyzed biometric, histopathological, ultrastructural, immunohistochemical and biochemical data, besides gene and protein expression of connexins. Molecular aspects of hepatic fibrosis were analyzed with the expression of genes related to deposition and degradation of extracellular matrix by real time PCR. Macroscopic and Scanning Electron Microscopy analyses showed a process of micronodulation of hepatic surface more accentuated on Cx43+/- fibrotic mice when compared to fibrotic wild-type (Cx43+/+) animals. Additionally, these animals presented a higher collagen volumetric proportion on hepatic tissue; reduction of tissue necroinflammatory activity; reduction of serum AST and ALT; reduction of hepatocytes proliferation and reduction of expression type I collagen, TGFβ-1, MMP-2, MMP-13 and TIMP-1 genes. Fibrotic Cx32-/- mice presented an increase of collagen deposition in hepatic parenchyma; increase of tissue necro-inflammatory activity and increase of liver enzymes AST, ALT and alkaline phosphatase when compared to fibrotic wild-type (Cx32+/+) animals. Reduction of hepatocellular proliferation and a higher amount of apoptotic bodies on hepatic tissue were also observed. Based on the results obtained, we observed that both animal models showed an increase of hepatic fibrosis, apparently caused by different modes of action. Cx43 deficient animals showed a reduced capacity to degrade collagen, causing its accumulation in the hepatic tissue. Cx32 deficient animals showed an increased collagen deposition in response to accentuated hepatocellular injury, together to an unbalance between rates of cellular proliferation and apoptosis. In conclusion, results obtained on this study demonstrate an important role of connexins on the control of hepatic fibrogenesis, which could represent potential therapeutical targets for the treatment of chronic liver diseases in humans and animals.

A fibrose hepática resulta da cronicidade da injúria celular, ocasionando acúmulo dos componentes da matriz extracelular (MEC) pela ativação, principalmente, de células estreladas e fibroblastos portais em miofibroblastos. Estas células se conectam através de junções comunicantes do tipo gap, formadas por proteínas denominadas conexinas (Cx). As junções gap são responsáveis pelo fluxo de moléculas e íons entre as células, desempenhando importante função no controle da homeostasia tecidual. Diversos tipos de conexinas foram descritas nas células hepáticas. Os hepatócitos expressam Cx32 e Cx26, enquanto as demais células não-parenquimatosas expressam Cx43. Alguns estudos analisaram a expressão das conexinas e das junções gap em processos de reparação e fibrogênese em diferentes tecidos, no entanto, poucos avaliaram seu papel na fibrogênese hepática. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos morfológicos, histopatológicos e moleculares da fibrose hepática, induzida por tetracloreto de carbono (CCl4), em animais deficientes para as conexinas 43 (Cx43+/-) ou 32 (Cx32-/-). Foram analisados dados biométricos, histopatológicos, ultra-estruturais, imuno-histoquímicos e bioquímicos, além da expressão gênica e protéica das conexinas. Os aspectos moleculares da fibrose hepática foram analisados pela expressão de genes relacionados com a deposição e degradação da matriz extracelular por PCR em tempo real. As análises macroscópicas e de varredura demonstraram um processo de micronodulação da superfície hepática mais acentuado nos camundongos Cx43+/- fibróticos em relação aos animais wild-type (Cx43+/+) fibróticos. Adicionalmente, estes animais apresentaram maior proporção volumétrica de colágeno no tecido hepático; redução na atividade necroinflamatória tecidual; redução nas concentrações séricas de AST e ALT; redução na proliferação celular dos hepatócitos e redução na expressão dos genes: colágeno tipo I, TGFβ-1, MMP-2, MMP-13 e TIMP-1. Por sua vez, os camundongos Cx32-/- fibróticos apresentaram aumento na deposição de colágeno no parênquima hepático; aumento na atividade necroinflamatória tecidual e aumento nos níveis séricos das enzimas hepáticas AST, ALT e fosfatase alcalina em comparação aos animais wild-type (Cx32+/+) fibróticos. Também foram observadas redução na proliferação hepatocelular e maior quantidade de corpúsculos apoptóticos no tecido hepático. Baseando-se em todos os resultados obtidos, observou-se que ambos os modelos animais apresentaram aumento da fibrose hepática, aparentemente ocasionada por diferentes modos de ação. Os animais deficientes em Cx43 apresentaram menor capacidade de degradação do colágeno, ocasionando seu acúmulo no tecido hepático. Por outro lado, os animais deficientes em Cx32 apresentaram maior deposição de colágeno em resposta à injúria hepatocelular mais acentuada, aliada ao desequilíbrio entre as taxas de proliferação celular e apoptose. Em conclusão, os resultados obtidos neste trabalho demonstraram a importante participação das conexinas no controle da fibrogênese hepática, e que podem representar potenciais alvos terapêuticos para o tratamento das doenças hepáticas crônicas em humanos e animais. / Hepatic fibrosis results from chronic cell injury, leading to accumulation of components of extracellular matrix (ECM) through activation mainly of hepatic stellate cells and portal fibroblasts into myofibroblasts. These cells communicate through intercellular gap junctions composed of proteins known as connexins (Cx). Gap junctions are responsible for the exchange of molecules and ions among cells, playing an important role in the control of tissue homeostasis. Several subtypes of connexins were described among hepatic cells. Hepatocytes express Cx32 and Cx26, while the other non-parenchymal cells express Cx43. Some studies analyzed the expression of connexins and gap junctions on processes of healing and fibrogenesis in different tissues; however, few studies evaluated its role on hepatic fibrogenesis. Thus, the objective of this study was to evaluate morphological, histopathological and molecular aspects of hepatic fibrosis induced by carbon tetrachloride (CCl4) in animals with connexin 43 (Cx43+/-) or 32 (Cx32-/-) deficiency. We analyzed biometric, histopathological, ultrastructural, immunohistochemical and biochemical data, besides gene and protein expression of connexins. Molecular aspects of hepatic fibrosis were analyzed with the expression of genes related to deposition and degradation of extracellular matrix by real time PCR. Macroscopic and Scanning Electron Microscopy analyses showed a process of micronodulation of hepatic surface more accentuated on Cx43+/- fibrotic mice when compared to fibrotic wild-type (Cx43+/+) animals. Additionally, these animals presented a higher collagen volumetric proportion on hepatic tissue; reduction of tissue necroinflammatory activity; reduction of serum AST and ALT; reduction of hepatocytes proliferation and reduction of expression type I collagen, TGFβ-1, MMP-2, MMP-13 and TIMP-1 genes. Fibrotic Cx32-/- mice presented an increase of collagen deposition in hepatic parenchyma; increase of tissue necro-inflammatory activity and increase of liver enzymes AST, ALT and alkaline phosphatase when compared to fibrotic wild-type (Cx32+/+) animals. Reduction of hepatocellular proliferation and a higher amount of apoptotic bodies on hepatic tissue were also observed. Based on the results obtained, we observed that both animal models showed an increase of hepatic fibrosis, apparently caused by different modes of action. Cx43 deficient animals showed a reduced capacity to degrade collagen, causing its accumulation in the hepatic tissue. Cx32 deficient animals showed an increased collagen deposition in response to accentuated hepatocellular injury, together to an unbalance between rates of cellular proliferation and apoptosis. In conclusion, results obtained on this study demonstrate an important role of connexins on the control of hepatic fibrogenesis, which could represent potential therapeutical targets for the treatment of chronic liver diseases in humans and animals.