The liver is the largest internal organ and an important regulator of homeostasis providing essential metabolic, exocrine and endocrine functions. Liver diseases result in high rates of morbidity and mortality and affect a growing number of people over the years. Obtaining mature hepatocytes from stem cells is a major goal in regenerative medicine studies due to the clinical applications that could derive from it. Dental pulp pluripotent stem cells are a considerable promise in tissue engineering and regenerative medicine as a source of tissue-specific cells, therefore the aim of this study is to demonstrate their ability to generate functional hepatocyte-like cells in vitro. Cells were cultured in a 2D environment and they were supplemented with several growth factors that recapitulate liver development. The expression of hepatic markers was detected by qRT-PCR and was confirmed by immunofluorescence analysis. The functional efficacy of the differentiated hepatic cells was evaluated by the secretion levels of albumin, cytochrome P450 activity, glycogen storage capacity and the production of hepatic enzymes was also evaluated. In this study we developed a 2D differentiation protocol of DPPSCs into hepatic lineage in vitro. The protocol was optimized to obtain definitive endoderm during the first days of differentiation and was continued with a modified five-step induction medium for 22 days based on liver development. Differentiated cells were able to express hepatic proteins during the entire differentiation process and were able to carry out several functions expected in mature hepatocytes. In this study we demonstrate that DPPSCs can be a powerful tool for liver regenerative medicine treatments to be developed in the future.

Orientador: Elenice Deffune / Coorientador: José Carlos Souza Trindade Filho / Banca: Fernando Gonçalves de Almeida / Banca: Margarida Juri Saeki / Resumo: Levando-se em consideração avanços tecnológicos na área médica, a engenharia de tecidos (ET) surgiu como um capítulo do livro da Medicina Regenerativa a qual se caracteriza pelo desenvolvimento e manipulação de moléculas, células, tecidos, ou órgãos, desenvolvidos em laboratório, para apoiar ou substituir a função de partes do corpo defeituosas ou danificadas. Dentre os principais desafios está a abordagem dos chamados biomateriais ou scaffolds, que atuam como substratos adesivos para as células implantadas, propiciando suporte físico tridimensional e auxílio no crescimento de um tecido organizado, como é o caso do polímero constituído de quitosana. A quitosana é um polissacarídeo derivado da quitina, o qual apresenta propriedades inerentes dos biomateriais, sendo aqui apresentado sob a forma de membrana. Assim, foram aliadas técnicas derivadas da biotecnologia para a viabilização do uso desse biomaterial, in vivo, à demanda existente por alternativas visando restabelecer as funções vesicais para então,posteriormente, se constituir a materialização da Ampliação vesical. Propor o interfaceamento das áreas de urologia e de Engenharia de Tecidos visando à aplicabilidade do scaffold de quitosana em bexiga. Padronizar critérios necessários para o devido emprego da membrana in vivo. Foram produzidos dois grupos de membranas divididos em três subgrupos cada, elencados em função da concentração de ácido usado para diluição do polímero, quantidade de quitosana em gramas e acréscimo ou não de fatores de crescimento de plaquetas, sendo os subgrupos diferenciados pela denominação "Membranas não Dopadas" e "Dopadas". Amostras de células de tecido muscular liso de bexiga foram retiradas de coelhos e submetidas a testes de caracterização por imunocitoquímica (ICQ) e citometria de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to medicine technological advances, tissue engineering (TE) has emerged as a Regenerative Medicine chapter, characterized by the development and manipulation of molecules, cells, tissues, and organs, cultivated in laboratory to support or replace body's defective or damaged functions or parts. One of the main challenges is the approach of the biomaterials or scaffolds, responsible to guide and explore living tissue interactions between synthetic materials to optimize processes such as fixation, recognition, and colonization. As adhesive substrates for cells implanted; they provide tridimensional physical support assisting an organized tissue growth. Chitosan polymer is a polysaccharide derived from chitin that demonstrates inherent properties of biomaterials, presented here in a membrane form. Therefore, biotechnological techniques to validate the use of this biomaterial in vivo were allied to the demand for alternatives in order to restore bladder function, instigating bladder augmentation materialization. Propose to interface Urology and TE in order to apply the Chitosan scaffold in bladder. Standardize necessary criteria for the proper membrane use in vivo. Each one of the two groups of membranes produced was divided into three subgroups, listed according to the addition or not of Platelet Growth Factors. They were called "doped membranes" and "no doped membranes", respectively. Rabbit's bladder smooth muscle cells samples were removed and characterized by immunocytochemistry (ICC) and flow cytometry (FC) techniques for subsequent implant in the scaffolds. In relation to the membranes, it was proposed a standardized production of the different subgroups; sterilization by the Sterrad® method; adhesion test; evaluation of cellular cytotoxicity using Caspase-3- and Annexin... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-29Bitstream added on 2014-06-13T19:29:04Z : No. of bitstreams: 1 silva_ram_me_botfm.pdf: 1186641 bytes, checksum: c18744f1e2c1cdbd7d42ab759103305c (MD5) / Levando-se em consideração avanços tecnológicos na área médica, a engenharia de tecidos (ET) surgiu como um capítulo do livro da Medicina Regenerativa a qual se caracteriza pelo desenvolvimento e manipulação de moléculas, células, tecidos, ou órgãos, desenvolvidos em laboratório, para apoiar ou substituir a função de partes do corpo defeituosas ou danificadas. Dentre os principais desafios está a abordagem dos chamados biomateriais ou scaffolds, que atuam como substratos adesivos para as células implantadas, propiciando suporte físico tridimensional e auxílio no crescimento de um tecido organizado, como é o caso do polímero constituído de quitosana. A quitosana é um polissacarídeo derivado da quitina, o qual apresenta propriedades inerentes dos biomateriais, sendo aqui apresentado sob a forma de membrana. Assim, foram aliadas técnicas derivadas da biotecnologia para a viabilização do uso desse biomaterial, in vivo, à demanda existente por alternativas visando restabelecer as funções vesicais para então,posteriormente, se constituir a materialização da Ampliação vesical. Propor o interfaceamento das áreas de urologia e de Engenharia de Tecidos visando à aplicabilidade do scaffold de quitosana em bexiga. Padronizar critérios necessários para o devido emprego da membrana in vivo. Foram produzidos dois grupos de membranas divididos em três subgrupos cada, elencados em função da concentração de ácido usado para diluição do polímero, quantidade de quitosana em gramas e acréscimo ou não de fatores de crescimento de plaquetas, sendo os subgrupos diferenciados pela denominação “Membranas não Dopadas” e “Dopadas”. Amostras de células de tecido muscular liso de bexiga foram retiradas de coelhos e submetidas a testes de caracterização por imunocitoquímica (ICQ) e citometria de... / Due to medicine technological advances, tissue engineering (TE) has emerged as a Regenerative Medicine chapter, characterized by the development and manipulation of molecules, cells, tissues, and organs, cultivated in laboratory to support or replace body´s defective or damaged functions or parts. One of the main challenges is the approach of the biomaterials or scaffolds, responsible to guide and explore living tissue interactions between synthetic materials to optimize processes such as fixation, recognition, and colonization. As adhesive substrates for cells implanted; they provide tridimensional physical support assisting an organized tissue growth. Chitosan polymer is a polysaccharide derived from chitin that demonstrates inherent properties of biomaterials, presented here in a membrane form. Therefore, biotechnological techniques to validate the use of this biomaterial in vivo were allied to the demand for alternatives in order to restore bladder function, instigating bladder augmentation materialization. Propose to interface Urology and TE in order to apply the Chitosan scaffold in bladder. Standardize necessary criteria for the proper membrane use in vivo. Each one of the two groups of membranes produced was divided into three subgroups, listed according to the addition or not of Platelet Growth Factors. They were called “doped membranes” and “no doped membranes”, respectively. Rabbit´s bladder smooth muscle cells samples were removed and characterized by immunocytochemistry (ICC) and flow cytometry (FC) techniques for subsequent implant in the scaffolds. In relation to the membranes, it was proposed a standardized production of the different subgroups; sterilization by the Sterrad® method; adhesion test; evaluation of cellular cytotoxicity using Caspase-3- and Annexin... (Complete abstract click electronic access below)

Seminario de Título entregado a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al Título de Ingeniero en Biotecnología Molecular. / Las células madre mesenquimales (MSCs) son células estromales multipotentes que poseen propiedades regenerativas e inmunoreguladoras lo que las ha propuesto como terapia celular en el área de medicina regenerativa. Dentro de los mecanismos asociados a su potencial regenerativo, se encuentra su capacidad de diferenciación hacia diferentes linajes celulares, así como la producción de factores paracrinos, que promueven la sobrevida y la proliferación de las células que forman parte de los tejidos dañados. Por otro lado, su capacidad de regular la respuesta inmunológica les permite inhibir la inflamación asociada al daño de tejidos, promoviendo eficiente y coordinadamente la regeneración tisular. Interesantemente, en los últimos años se ha observado que funciones biológicas de las MSCs, tales como su potencial de diferenciación, se encuentra estrechamente regulado por cambios metabólicos, pasando desde un estado glicolítico hacia uno de fosforilación oxidativa, gobernado por la mitocondria, lo que sugiere que cambios en su estado metabólico también podría estar regulando su potencial terapéutico. Por lo tanto, la hipótesis del presente seminario de título es que la inducción de un estado glicolítico en las MSCs promoverá su potencial de diferenciación condrogénica así como sus propiedades condroprotectoras. Estos resultados contribuirán aportando conocimientos sobre cómo promover el efecto terapéutico de las MSC en enfermedades como la osteoartritis, en donde la etiología de la enfermedad se encuentra asociada a la inflamación y destrucción tisular de la articulación. / Mesenchymal stem cells (MSC) are multipotent stromal cells with wide regenerative and immunomodulatory properties whereby they have been proposed to be use in regenerative medicine. Among the mechanisms associated with their therapeutic potential are their abilities to differentiate into several cell lineages, as well as the production of paracrine factors, which promote the survival and proliferation of cells form damaged tissues. On the other hand, their capacity to regulate the immune response, allows them to inhibit the inflammation associated with tissue damage, promoting efficient and coordinated tissue regeneration. Interestingly, in recent years it has been observed that biological functions of MSCs, such as their differentiation potential, are closely regulated by metabolic changes, going from a glycolytic state to one of oxidative phosphorylation, governed by the mitochondria, suggesting that changes in their metabolic state could also be regulating their therapeutic potential. Therefore, the hypothesis of the present study is that the enhancement of a glycolytic state on MSCs will promote their chondrogenic differentiation, as well as their chondroprotective properties. These results will contribute by providing knowledge on how to increase the therapeutic effect of MSCs in diseases such as osteoarthritis, where the etiology of the disease is associated with inflammation and tissue destruction of the joint. / El presente trabajo fue realizado en el laboratorio de Inmunología del Centro de Investigación Biomédica (CIB) de la Universidad de los Andes y contó con el financiamiento del proyecto FONDECYT iniciación 11160929. / enero 2020

Orientador: Fernando Zambuzzi Willian / Resumo: Artigo 1 Dos transplantes intestinais convencionais à Engenharia de Tecidos: estado da arte Resumo O intestino delgado é responsável pela realização de múltiplas funções, incluindo motilidade, digestão e absorção. Nos distúrbios gastrointestinais, algumas dessas funções são prejudicadas ou perdidas. A ressecção do segmento doente é uma abordagem comum. No entanto, os pacientes sofrem de complicações e de baixa qualidade de vida. Substituições funcionais são, portanto, necessárias para restaurar, reparar ou substituir partes danificadas do intestino. A Engenharia de Tecidos e a Medicina Regenerativa fornecem uma abordagem alternativa para reconstruir diferentes segmentos do trato gastrointestinal. Os desafios são grandes e a área é extremamente promissora. Artigo 2 Avaliação e caracterização de scaffolds de matriz extracelular para aplicações na Engenharia de Tecidos do trato gastrointestinal Resumo Várias estratégias têm sido exploradas para aumentar o número de enxertos de intestino delgado para transplantes e, principalmente, para diminuir as taxas de rejeição deste órgão transplantado. Avanços recentes na Medicina Regenerativa estão fornecendo novas abordagens para os estudos de reparação ou substituição funcional do intestino afetado, seja por traumas ou por doenças. Neste contexto, a Engenharia de Tecidos pode ser uma opção para produzir scaffolds biocompatíveis para a produção de segmentos de intestino delgado em laboratório. Desta forma, o objetivo deste estudo foi ava... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: From conventional intestinal transplants to Tissue Engineering: state of the art ABSTRACT The small intestine is responsible for performing multiple functions including motility, digestion and absorption of food and nutrients. In gastrointestinal disorders, some of these functions are impaired or lost. Resection of the diseased segment is a common approach; however, patients suffer from complications and poor quality of life. Functional replacements are therefore necessary to restore, repair or replace damaged parts of the gut. Tissue Engineering and Regenerative Medicine provide an alternative approach to reconstruct different segments of the gastrointestinal tract. There are many challenges and the research field is extremely promising. Evaluation and characterization of extracellular matrix scaffolds for applications in Tissue Engineering of the gastrointestinal tract ABSTRACT Several strategies have been explored to increase the number of small bowel grafts intended for transplants and, mainly, to decrease the rejection rates of this transplanted tissue. Recent advances in Regenerative Medicine are providing new approaches for studies of functional repair or replacement of the affected bowel, whether by trauma or disease. In this context, Tissue Engineering has become an option to produce biocompatible scaffolds in order to produce segments of the small intestine in the laboratory, mainly through the application of ex-vivo tissue decellularization methodologies. Thus, the... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A medicina regenerativa é um campo fascinante e tem chamado a atenção, nos últimos anos, pelo crescente esforço multidisciplinar em busca de metodologias adequadas para a reposição de tecidos danificados no corpo humano. Entre as técnicas utilizadas para desenvolver matrizes para o uso em engenharia tecidual está o electrospinning. Essa técnica que permite a produção de nanofibras através do uso de forças electrostáticas e tem sido empregado para a produção de matrizes fibrosas. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas com alta plasticidade e por isto alvo de muitos estudos terapêuticos. O presente trabalho foi dividido em dois capítulos sendo que cada um tratou de um objetivo, como segue: (1) cultivar e diferenciar células-tronco mesenquimais em matrizes de nanofibras de poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) produzidas através da técnica de electrospinning e investigar o envolvimento de receptores integrina- 1 no processo de adesão em matrizes de PLGA; (2) avaliar a viabilidade celular de células-tronco mesenquimais ou células mononucleares (CMNs) misturadas a uma solução de poli(álcool vinílico) (PVA) e submetidas a produção de fibras por electrospinning. No capítulo I, as CTM foram isoladas de camundongos da linhagem C57BL/6, cultivadas e submetidas a diferenciação condrogênica em matrizes de nanofibras de PLGA produzidas por electrospinning. Análises realizadas 24 horas após a semeadura demonstraram que as CTM eram responsívas e apresentavam morfologia semelhante a de fibroblastos com a presença de fibras de estresse de actina. O bloqueio dos receptores integrina- 1 reduziu (em cerca de 20%) a adesão celular e as observações demonstraram a perda das fibras de estresse de actina. Estes resultados demonstraram a habilidade das nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares mediadas por adesão via integrina. No capítulo II foi avaliada a viabilidade de CTM e CMNs após terem sido processadas pelo electrospinning. As CTM foram extraídas da parede de cordão umbilical e as CMNs do sangue de cordão umbilical. Ambas as células foram misturadas a uma solução de PVA 10% e esta suspensão foi utilizada para produzir fibras pelo processo de electrospinning durante 30 minutos utilizando-se uma voltagem de 21 kV. Após o procedimento a viabilidade celular foi mensurada através de contagem celular com exclusão de células mortas por coloração com Trypan Blue. As CTM tiveram a viabilidade reduzida para 19.6%, e as CMNs para 8.38%. Os dados coletados sugerem a necessidade de mais estudos na busca de estratégias de proteção celular durante o electrospinning, uma vez que a elevada perda da viabilidade celular pode estar relacionada à alta viscosidade da solução polimérica, levando a redução do acesso ao meio nutritivo, associada aos efeitos do estresse mecânico e elétrico inerentes do procedimento. Os resultados gerais destes capítulos (1) demonstraram a habilidade das matrizes de nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares via receptores integrinas- 1; (2) sugerem que a incorporação de células em matrizes fibrosas durante a produção de fibras através da técnica de electrospinning é um procedimento viável e pode ser utilizado como estratégia para a melhor distribuição celular na matriz formada. Juntamente, estes dados contribuem para o entendimento do comportamento das CTM em matrizes biodegradáveis e biocompatíveis produzidas por electrospinning, as quais podem ser utilizadas como material carreador em tratamentos clínicos envolvendo transplante celular. / Regenerative medicine is an amazing field that has called attention, in the last years, due to the multidisciplinary efforts to find suitable methodologies to regenerate damage tissues. Electrospinning is an important technique used to produce nanofibers and is employed to develop fibrous scaffolds. Mesenchymal stem cells (MSC) are adult stem cells with high plasticity and, for this reason, are widely studied in therapeutic approaches. The present study is composed by two chapters, with different aims, as follow: (1) culture MSC on poly(D, Llactide- co-glycolide) (PLGA) nanofiber scaffolds and induce them to condrogenic differentiation and, analyze the influence of the integrin- 1 receptor in the adhesion of MSC on PLGA scaffolds; (2) analyze the viability of MSC and mononuclear cells (MNCs) mixed to a PVA solution after electrospinning. In the Chapter I, MSCs were isolated from C57BL/6 mice, cultured on PLGA scaffold produced by electrospinning technique and differentiated into chondrogenic lineage. After seeding, MSCs were responsive and become flattened with fibroblast-like morphology demonstrated by the presence of actin stress fibers. Integrin- 1 receptor blockage reduced (about 20%) cell adhesion with loss of actin stress fibers, demonstrating the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion. In the Chapter II, the viability of MSC and MNC after electrospinning were analyzed. MSC were extracted from the wall of the umbilical cord, and MNC from the umbilical cord blood. Cells were resuspended in a solution of poly(vinil alcohol) (PVA) 10% and subjected to electrospinning during 30 minutes under a voltage of 21kV. Cell viability was assessed before and after the procedure by exclusion of dead cells by Trypan Blue staining. After electrospinning the MSC viability reduced to 19.6%, and the MNCs viability to 8.38%. These data suggest the need for more investigations looking for strategies to protect cell from the damages caused by electrospinning, as the loss of viability can be related to the high viscosity of the polymeric solution which reduced the access to nutrients associated to the electric and mechanical stress during electrospinning. The results of both chapters (1) demonstrated the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion; (2) suggested that the cellular incorporation into fibrous scaffolds produced by electrospinning is a viable process and can be used to improve the cellular distribution into scaffolds. The present data contribute to the understanding of MSCs´ behavior on these biodegradable and biocompatible scaffolds that can be used as carriers in treatments involving cell transplantation.

A medicina regenerativa é um campo fascinante e tem chamado a atenção, nos últimos anos, pelo crescente esforço multidisciplinar em busca de metodologias adequadas para a reposição de tecidos danificados no corpo humano. Entre as técnicas utilizadas para desenvolver matrizes para o uso em engenharia tecidual está o electrospinning. Essa técnica que permite a produção de nanofibras através do uso de forças electrostáticas e tem sido empregado para a produção de matrizes fibrosas. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas com alta plasticidade e por isto alvo de muitos estudos terapêuticos. O presente trabalho foi dividido em dois capítulos sendo que cada um tratou de um objetivo, como segue: (1) cultivar e diferenciar células-tronco mesenquimais em matrizes de nanofibras de poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) produzidas através da técnica de electrospinning e investigar o envolvimento de receptores integrina- 1 no processo de adesão em matrizes de PLGA; (2) avaliar a viabilidade celular de células-tronco mesenquimais ou células mononucleares (CMNs) misturadas a uma solução de poli(álcool vinílico) (PVA) e submetidas a produção de fibras por electrospinning. No capítulo I, as CTM foram isoladas de camundongos da linhagem C57BL/6, cultivadas e submetidas a diferenciação condrogênica em matrizes de nanofibras de PLGA produzidas por electrospinning. Análises realizadas 24 horas após a semeadura demonstraram que as CTM eram responsívas e apresentavam morfologia semelhante a de fibroblastos com a presença de fibras de estresse de actina. O bloqueio dos receptores integrina- 1 reduziu (em cerca de 20%) a adesão celular e as observações demonstraram a perda das fibras de estresse de actina. Estes resultados demonstraram a habilidade das nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares mediadas por adesão via integrina. No capítulo II foi avaliada a viabilidade de CTM e CMNs após terem sido processadas pelo electrospinning. As CTM foram extraídas da parede de cordão umbilical e as CMNs do sangue de cordão umbilical. Ambas as células foram misturadas a uma solução de PVA 10% e esta suspensão foi utilizada para produzir fibras pelo processo de electrospinning durante 30 minutos utilizando-se uma voltagem de 21 kV. Após o procedimento a viabilidade celular foi mensurada através de contagem celular com exclusão de células mortas por coloração com Trypan Blue. As CTM tiveram a viabilidade reduzida para 19.6%, e as CMNs para 8.38%. Os dados coletados sugerem a necessidade de mais estudos na busca de estratégias de proteção celular durante o electrospinning, uma vez que a elevada perda da viabilidade celular pode estar relacionada à alta viscosidade da solução polimérica, levando a redução do acesso ao meio nutritivo, associada aos efeitos do estresse mecânico e elétrico inerentes do procedimento. Os resultados gerais destes capítulos (1) demonstraram a habilidade das matrizes de nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares via receptores integrinas- 1; (2) sugerem que a incorporação de células em matrizes fibrosas durante a produção de fibras através da técnica de electrospinning é um procedimento viável e pode ser utilizado como estratégia para a melhor distribuição celular na matriz formada. Juntamente, estes dados contribuem para o entendimento do comportamento das CTM em matrizes biodegradáveis e biocompatíveis produzidas por electrospinning, as quais podem ser utilizadas como material carreador em tratamentos clínicos envolvendo transplante celular. / Regenerative medicine is an amazing field that has called attention, in the last years, due to the multidisciplinary efforts to find suitable methodologies to regenerate damage tissues. Electrospinning is an important technique used to produce nanofibers and is employed to develop fibrous scaffolds. Mesenchymal stem cells (MSC) are adult stem cells with high plasticity and, for this reason, are widely studied in therapeutic approaches. The present study is composed by two chapters, with different aims, as follow: (1) culture MSC on poly(D, Llactide- co-glycolide) (PLGA) nanofiber scaffolds and induce them to condrogenic differentiation and, analyze the influence of the integrin- 1 receptor in the adhesion of MSC on PLGA scaffolds; (2) analyze the viability of MSC and mononuclear cells (MNCs) mixed to a PVA solution after electrospinning. In the Chapter I, MSCs were isolated from C57BL/6 mice, cultured on PLGA scaffold produced by electrospinning technique and differentiated into chondrogenic lineage. After seeding, MSCs were responsive and become flattened with fibroblast-like morphology demonstrated by the presence of actin stress fibers. Integrin- 1 receptor blockage reduced (about 20%) cell adhesion with loss of actin stress fibers, demonstrating the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion. In the Chapter II, the viability of MSC and MNC after electrospinning were analyzed. MSC were extracted from the wall of the umbilical cord, and MNC from the umbilical cord blood. Cells were resuspended in a solution of poly(vinil alcohol) (PVA) 10% and subjected to electrospinning during 30 minutes under a voltage of 21kV. Cell viability was assessed before and after the procedure by exclusion of dead cells by Trypan Blue staining. After electrospinning the MSC viability reduced to 19.6%, and the MNCs viability to 8.38%. These data suggest the need for more investigations looking for strategies to protect cell from the damages caused by electrospinning, as the loss of viability can be related to the high viscosity of the polymeric solution which reduced the access to nutrients associated to the electric and mechanical stress during electrospinning. The results of both chapters (1) demonstrated the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion; (2) suggested that the cellular incorporation into fibrous scaffolds produced by electrospinning is a viable process and can be used to improve the cellular distribution into scaffolds. The present data contribute to the understanding of MSCs´ behavior on these biodegradable and biocompatible scaffolds that can be used as carriers in treatments involving cell transplantation.

Submitted by Diogo Misoguti (diogo.misoguti@gmail.com) on 2016-06-24T19:26:24Z No. of bitstreams: 1 2015-12-doutorado-vinicius-ynoe-de-moraes.pdf: 2457117 bytes, checksum: 50900933fb9f0800bd7ea8be752b28c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Diogo Misoguti (diogo.misoguti@gmail.com) on 2016-06-24T19:26:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015-12-doutorado-vinicius-ynoe-de-moraes.pdf: 2457117 bytes, checksum: 50900933fb9f0800bd7ea8be752b28c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-24T19:26:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015-12-doutorado-vinicius-ynoe-de-moraes.pdf: 2457117 bytes, checksum: 50900933fb9f0800bd7ea8be752b28c9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Introdução: as lesões musculotendíneas (LMTs) são frequentes na prática ortopédica e acometem indivíduos jovens e/ou ativos. Há grande intersecção entre as modalidades de tratamento (conservadoras e cirúrgicas) para este grupo de lesões. Neste cenário, as terapias ricas em plaquetas (TRP) são uma opção de tratamento emergente. Esta tese tem como objetivo avaliar a efetividade (benefícios e malefícios) das TRP em pacientes com LMTs. Métodos: através de estratégia de busca definida, realizou-se a identificação e seleção de ECRs que comparem TRP versus placebo ou não intervenção. Incluímos as bases de dados até maio de 2013. Não houve restrições quanto ao idioma de publicação. O critério de inclusão dos estudos consistia em estudos randomizados ou quasi randomizados, que compararam a TRP versus placebo ou intervenções equivalentes ao placebo. Foram desfechos primários: função e dor, através de instrumentos validados e efeitos adversos. A avaliação da qualidade dos estudos foi realizada por meio da Cochrane Risk of Bias Tool. A Análise estatística consistiu de abordagem meta-analítica. Houve verificação dos efeitos dos tratamentos, por meio da mensuração da diferença entre as médias dos grupos para variáveis contínuas ou razão entre os riscos, para variáveis categóricas. As medidas-resumo foram acompanhadas de intervalos de confiança de 95%. Os métodos de meta-análise variaram ao longo da revisão e houve julgamento individual. Avaliação da heterogeneidade se baseou na estatística I2 e análise visual. Os dados foram apresentados em gráficos floresta. Para os fins da análise inferencial, optou-se por alfa de 5%. Resultados: incluímos 17 ECRs e 2 ensaios quasi randomizados (1088 pacientes). Três estudos foram considerados como com baixo risco de viés e outros 16 como risco elevado ou incerto. Metaanálises gerais (sem estratificação de doença) da função no curto (DPM 0,26; 95% IC -0,19 a 0,71; valor de p= 0,26; I2 = 51%; 162 participantes); médio (DPM -0,09, 95% IC -0,56 a 0,39; valor de p= 0,72; I2 = 50%; 151 participantes) e longo prazos (DPM 0,25, 95% IC -0,07 a 0,57; valor de p= 0,12; I2 = 66%; 484 participantes), demonstraram não haver diferenças entre a TRP e o placebo. Para dor, houve redução no grupo TRP no curto prazo, entretanto, com benefício clínico limítrofe (DM -0.95, 95% IC -1.41 a -0.48; valor de p<0,001; I2 = 0%; 175 participantes). Os efeitos adversos foram semelhantes entre os grupos (7/241 versus 5/245; RR 1.31, 95% IC 0.48 a 3.59; valor de p=0,60; I2 = 0%; 486 participantes). Nas meta-análises agrupadas por condição clínica, não se detectou qualquer diferença relevante entre os grupos, exceto para função (longo prazo) e dor (curto prazo), no grupo com lesão do manguito rotador, ambos de relevância clínica questionável. Ademais, algumas análises sofreram por elevada heterogeneidade e não foram realizadas. Conclusões: Nas avaliações gerais, para função, a TRP não é mais efetiva que o placebo no curto e longo prazo. Há benefício limítrofe (clinicamente irrelevante) em favor da TRP, para dor, no curto prazo. A taxa de complicações foi semelhante ao placebo. Na avaliação envolvendo lesões do manguito rotador, há benefício em favor da TRP para função (longo prazo) e dor (curto prazo), entretanto, clinicamente irrelevantes. Para outras condições (epicondilite lateral e lesão do LCA), as TRPs não se demonstraram efetivas. Para outras condições, são necessários mais estudos. / Introduction: Platelet-rich therapies are being used increasingly in the treatment of musculoskeletal soft tissue injuries such as ligament, muscle and tendon tears and tendinopathies. These therapies can be used as the principal treatment or as an augmentation procedure (application after surgical repair or reconstruction). Platelet-rich therapies are produced by centrifuging a quantity of the patient’s own blood and extracting the active, platelet-rich, fraction. The platelet-rich fraction is applied to the injured tissue; for example, by injection. Platelets have the ability to produce several growth factors, so these therapies should enhance tissue healing. There is a need to assess whether this translates into clinical benefit. This thesis aims to assess the effects (benefits and harms) of platelet-rich therapies for treating musculoskeletal soft tissue injuries. Methods: Study selection derived from a dedicated search strategy (may 2013) We also searched trial registers and conference abstracts. No language or publication restrictions were applied. We included randomised and quasi-randomised controlled trials that compared platelet-rich therapy with either placebo, autologous whole blood, dry needling or no plateletrich therapy for people with acute or chronic musculoskeletal soft tissue injuries. Primary outcomes were functional status, pain and adverse effects. Treatment effects were assessed using risk ratios for dichotomous data and mean differences (MD) or standardised mean differences (SMD) for continuous data, together with 95% confidence intervals. Where appropriate, data were pooled using the fixed-effect model for RR and MD, and the random-effects model for SMD. The quality of the evidence for each outcome was assessed using Risk of Bias Tool. Results: We included data from 19 small single centre trials (17 randomised and two quasi-randomised; 1088 participants) that compared platelet-rich therapy with placebo, autologous whole blood, dry needling or no platelet-rich therapy. Three trials were judged as being at low risk of bias; the other 16 were at high or unclear risk of bias relating to selection, detection, attrition or selective reporting, or combinations of these. Data assessing function in the short term (up to three months) were pooled from four trials that assessed PRT in three clinical conditions and used four different measures. These showed no significant difference between PRT and control (SMD 0.26; 95% confidence interval (CI) -0.19 to 0.71; P value 0.26; I2 = 51%; 162 participants; positive values favour PRT). Medium-term function data (at six months) were pooled from five trials that assessed PRT in five clinical conditions and used five different measures. These also showed no difference between groups (SMD -0.09, 95% CI -0.56 to 0.39; P value 0.72; I2 = 50%; 151 participants). Long-term function data (at one year) were pooled from 10 trials that assessed PRT in five clinical conditions and used six different measures. These also showed no difference between groups (SMD 0.25, 95% CI -0.07 to 0.57; P value 0.12; I2 = 66%; 484 participants). Although the 95% confidence intervals indicate the possibility of a poorer outcome in the PRT group up to a moderate difference in favour of PRT at short- and long-term follow-up, these do not translate into clinically relevant differences. Data pooled from four trials that assessed PRT in three clinical conditions showed a small reduction in short-term pain in favour of PRT on a 10-point scale (MD -0.95, 95% CI - 1.41 to -0.48; I2 = 0%; 175 participants). The clinical significance of this result is marginal. Four trials reported adverse events; another seven trials reported an absence of adverse events. There was no difference between treatment groups in the numbers of participants with adverse effects (7/241 versus 5/245; RR 1.31, 95% CI 0.48 to 3.59; I2 = 0%; 486 participants. The available evidence is insufficient to indicate whether the effects of PRT will differ importantly in individual clinical conditions. Conclusions: TRP are not more effective than placebo in the functional assessment. There is a significant, clinical irrelevant benefit of PRT in pain improvement in the short term when compared to placebo. Adverse effects were similar between groups. Dedicated analysis did not show any clinically relevant benefits regarding to PRTs.

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A medicina regenerativa é um campo fascinante e tem chamado a atenção, nos últimos anos, pelo crescente esforço multidisciplinar em busca de metodologias adequadas para a reposição de tecidos danificados no corpo humano. Entre as técnicas utilizadas para desenvolver matrizes para o uso em engenharia tecidual está o electrospinning. Essa técnica que permite a produção de nanofibras através do uso de forças electrostáticas e tem sido empregado para a produção de matrizes fibrosas. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas com alta plasticidade e por isto alvo de muitos estudos terapêuticos. O presente trabalho foi dividido em dois capítulos sendo que cada um tratou de um objetivo, como segue: (1) cultivar e diferenciar células-tronco mesenquimais em matrizes de nanofibras de poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) produzidas através da técnica de electrospinning e investigar o envolvimento de receptores integrina- 1 no processo de adesão em matrizes de PLGA; (2) avaliar a viabilidade celular de células-tronco mesenquimais ou células mononucleares (CMNs) misturadas a uma solução de poli(álcool vinílico) (PVA) e submetidas a produção de fibras por electrospinning. No capítulo I, as CTM foram isoladas de camundongos da linhagem C57BL/6, cultivadas e submetidas a diferenciação condrogênica em matrizes de nanofibras de PLGA produzidas por electrospinning. Análises realizadas 24 horas após a semeadura demonstraram que as CTM eram responsívas e apresentavam morfologia semelhante a de fibroblastos com a presença de fibras de estresse de actina. O bloqueio dos receptores integrina- 1 reduziu (em cerca de 20%) a adesão celular e as observações demonstraram a perda das fibras de estresse de actina. Estes resultados demonstraram a habilidade das nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares mediadas por adesão via integrina. No capítulo II foi avaliada a viabilidade de CTM e CMNs após terem sido processadas pelo electrospinning. As CTM foram extraídas da parede de cordão umbilical e as CMNs do sangue de cordão umbilical. Ambas as células foram misturadas a uma solução de PVA 10% e esta suspensão foi utilizada para produzir fibras pelo processo de electrospinning durante 30 minutos utilizando-se uma voltagem de 21 kV. Após o procedimento a viabilidade celular foi mensurada através de contagem celular com exclusão de células mortas por coloração com Trypan Blue. As CTM tiveram a viabilidade reduzida para 19.6%, e as CMNs para 8.38%. Os dados coletados sugerem a necessidade de mais estudos na busca de estratégias de proteção celular durante o electrospinning, uma vez que a elevada perda da viabilidade celular pode estar relacionada à alta viscosidade da solução polimérica, levando a redução do acesso ao meio nutritivo, associada aos efeitos do estresse mecânico e elétrico inerentes do procedimento. Os resultados gerais destes capítulos (1) demonstraram a habilidade das matrizes de nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares via receptores integrinas- 1; (2) sugerem que a incorporação de células em matrizes fibrosas durante a produção de fibras através da técnica de electrospinning é um procedimento viável e pode ser utilizado como estratégia para a melhor distribuição celular na matriz formada. Juntamente, estes dados contribuem para o entendimento do comportamento das CTM em matrizes biodegradáveis e biocompatíveis produzidas por electrospinning, as quais podem ser utilizadas como material carreador em tratamentos clínicos envolvendo transplante celular. / Regenerative medicine is an amazing field that has called attention, in the last years, due to the multidisciplinary efforts to find suitable methodologies to regenerate damage tissues. Electrospinning is an important technique used to produce nanofibers and is employed to develop fibrous scaffolds. Mesenchymal stem cells (MSC) are adult stem cells with high plasticity and, for this reason, are widely studied in therapeutic approaches. The present study is composed by two chapters, with different aims, as follow: (1) culture MSC on poly(D, Llactide- co-glycolide) (PLGA) nanofiber scaffolds and induce them to condrogenic differentiation and, analyze the influence of the integrin- 1 receptor in the adhesion of MSC on PLGA scaffolds; (2) analyze the viability of MSC and mononuclear cells (MNCs) mixed to a PVA solution after electrospinning. In the Chapter I, MSCs were isolated from C57BL/6 mice, cultured on PLGA scaffold produced by electrospinning technique and differentiated into chondrogenic lineage. After seeding, MSCs were responsive and become flattened with fibroblast-like morphology demonstrated by the presence of actin stress fibers. Integrin- 1 receptor blockage reduced (about 20%) cell adhesion with loss of actin stress fibers, demonstrating the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion. In the Chapter II, the viability of MSC and MNC after electrospinning were analyzed. MSC were extracted from the wall of the umbilical cord, and MNC from the umbilical cord blood. Cells were resuspended in a solution of poly(vinil alcohol) (PVA) 10% and subjected to electrospinning during 30 minutes under a voltage of 21kV. Cell viability was assessed before and after the procedure by exclusion of dead cells by Trypan Blue staining. After electrospinning the MSC viability reduced to 19.6%, and the MNCs viability to 8.38%. These data suggest the need for more investigations looking for strategies to protect cell from the damages caused by electrospinning, as the loss of viability can be related to the high viscosity of the polymeric solution which reduced the access to nutrients associated to the electric and mechanical stress during electrospinning. The results of both chapters (1) demonstrated the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion; (2) suggested that the cellular incorporation into fibrous scaffolds produced by electrospinning is a viable process and can be used to improve the cellular distribution into scaffolds. The present data contribute to the understanding of MSCs´ behavior on these biodegradable and biocompatible scaffolds that can be used as carriers in treatments involving cell transplantation.