INTRODUÇÃO: As células-tronco hematopoiéticas (CTH) do sangue do cordão umbilical (SCU) têm sido utilizadas com sucesso para o tratamento de doenças malignas e não malignas. No entanto, algumas unidades de SCU podem apresentar baixa quantidade de células nucleadas totais (CNT). Algumas abordagens têm sido sugeridas para evitar problemas em relação à baixa concentração de CTH no transplante, como a administração de duas unidades de SCU para o paciente e a expansão ex vivo de CTH. OBJETIVO: Avaliar as taxas de proliferação celular na expansão ex vivo do SCU em sistema de cocultura com células-tronco mesenquimais (CTM) obtidos a partir de diferentes fontes com alta e baixa confluência e adicionando-se ou não coquetel de citocinas no meio de cultura. MÉTODOS: Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética de Pesquisa (CAPPesq) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. A coleta do SCU (n =10) foi realizada após o nascimento do bebê e expulsão da placenta. O processamento foi realizado utilizando o método de redução de volume, o qual consiste em depleção de eritrócitos. As amostras de CTM provenientes do endotélio vascular do cordão umbilical foram obtidas de doadores diferentes (n=3) e o tecido adiposo (n=3) do inventário do LIM-31. A expansão das CNT e das células com expressão de marcadores CD133+/CD34+ foram observados depois de sete dias de cultura. Além disso, o ensaio para análise de unidades de formadoras de colônias (UFC) foi realizado em todas as amostras antes e depois da expansão do SCU. Para a expansão em sistema de cocultura foi separado dois grupos para ambas as fontes de CTM (Grupo I - cocultura com adição de coquetel de citocinas vs. Grupo II - cocultura sem citocinas). RESULTADOS: Após sete dias, no grupo I com cocultura confluente, a taxa de proliferação de CNT foi duas vezes maior ao comparar com cocultura subconfluente (35 vs. 16 vezes). No mesmo grupo também foi possível evidenciar elevada taxa de proliferação de células CD133+/CD34+. O índice de proliferação das UFC no grupo I aumentou até oito vezes. A cocultura subconfluente tanto do endotélio vascular do cordão umbilical como do tecido adiposo apresentou menor rendimento em comparação as CTM confluentes. A expansão das células na presença de citocinas apresentou maior proliferação celular ao comparar às coculturas sem adição de citocinas. CONCLUSÃO: Este estudo mostrou que para alto rendimento de células do SCU, o sistema de cocultura requer adição de coquetel de citocinas e CTM confluente independentemente da fonte utilizada / INTRODUCTION: Umbilical cord blood (UCB) hematopoietic stem cells have been successfully used for the treatment of both malignant and non-malignant diseases. Nevertheless, some UCB units could have low total nucleated cells (TNC) dose. Several approaches have been suggested to avoid inadequacy problems of hematopoietic stem cells (HSC) number for transplantation, such as administration of two UCB units to the patient and HSC ex vivo expansion. OBJECTIVE: Evaluate UCB ex vivo expansion proliferative rates in a high and low mesenchymal stem cells (MSC) confluence feeder layer obtained from different MSC sources and by adding or not cytokines cocktail into the medium. METHODS: This study was approved by the Research Ethic Committee (CAPPESQ) of Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. The collection of UCB (n=10) was made after delivery of the infant and the expulsion of placenta. Processing was performed using volume reduction method which consists in red blood depletion. MSC samples from umbilical cord endothelium were obtained from three different donors and adipose tissue (n=3) obtained from LIM31\'s pattern inventory. The total nucleated cell (TNC), expression of hematopoietic surface markers such as CD133+/CD34+ were observed after seven days of culture. Beyond that, colony forming unit assay (CFU) was performed before and after UCB expansion. The expansion by coculture method was observed in two groups (Group I - coculture with cytokines cocktail added vs. Group II- coculture without cytokines cocktail) for both MSCs sources. RESULTS: After seven days, analysis of confluent coculture showed that TNC proliferation rate ware almost 2 times higher than in subconfluent coculture (35 vs. 16-fold) in Group I and also revealed higher proliferative rate in CD133+/CD34+ cells considering. CFU showed similar increase after seven days of culture in comparison of day 0 (up to 8-fold). Subconfluent coculture for both umbilical cord endothelium and adipose tissue showed lower yield compared with those with high MSC confluence. The expansion in the presence of cytokines showed higher cell proliferation compared to the cocultures without addition of cytokines. CONCLUSION: This study showed that coculture system may require the addition of cytokines cocktail in the media and confluent MSC regardless of source for high yield of UCB cells

A maior parte dos casos de doença renal policística autossômica dominante (DRPAD) é causada por mutações no gene PKD1 (Polycystic Kidney Disease 1). O insulto por isquemia/reperfusão (IR) constitui-se em uma causa freqüente de lesão renal aguda, incluindo a população de pacientes com DRPAD, mas a relação entre policistina-1 e IR é essencialmente desconhecida. Uma vez que a policistina-1 modula proliferação, diferenciação celular e apoptose em sistemas de cultura de células, sua menor atividade biológica na DRPAD poderia favorecer um maior grau de lesão renal. Utilizamos uma linhagem endogâmica de camundongos 129Sv com uma mutação nula em Pkd1 para testar esta hipótese. Camundongos Pkd1+/- não apresentam cistos renais até 12 semanas de vida, constituindo-se em um modelo puro de haploinsuficiência para este gene. Um insulto IR bilateral de 32 min foi induzido em camundongos machos de 10-12 semanas de idade, heterozigotos e selvagens, por meio do clampeamento reversível de ambos os pedículos renais. Os animais foram analisados 48 h, 7 dias (d) e 14 d após o insulto. Camundongos Pkd1+/- apresentaram FENa, FEK e SCr mais elevadas que animais Pkd1+/+ 48 h após IR. O dano cortical residual foi mais severo em heterozigotos que em selvagens em todos os tempos avaliados. A marcação para PCNA também foi mais alta em camundongos Pkd1+/- que Pkd1+/+ 48 h e 7 d pós-IR, enquanto a taxa de apoptose e a infiltração inflamatória intersticial foram maiores em heterozigotos que em selvagens nos seguimentos de 48 h, 7 d e 14 d pós-IR. A expressão renal de p21 foi menor nos camundongos Pkd1+/- que Pkd1+/+ no tempo de 48 h pós-insulto, tanto no nível transcricional como traducional. Análises adicionais realizadas 6 semanas após o insulto IR revelaram dilatação tubular e formação de microcistos nos camundongos haploinsuficientes para Pkd1, assim como fibrose renal aumentada nesses animais, comparados aos camundongos selvagens. Por fim, um insulto de 35 min de isquemia/reperfusão acompanhou-se de uma mortalidade precoce substancialmente maior nos animais Pkd1+/-. Esses achados sugerem que isquemia/reperfusão induza uma lesão mais severa em rins de camundongos haploinsuficientes para Pkd1, um processo aparentemente dependente de uma deficiência relativa da atividade de p21, assim como dilatação tubular e formação de microcistos. Em conjunto, nossos resultados sugerem que a heterozigose para mutação nula em Pkd1 em camundongo (e talvez em humanos) esteja associada a um risco aumentado para lesão renal por isquemia/reperfusão e a um pior impacto desse insulto sobre a progressão da doença renal. / The majority of autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) cases are caused by mutations in the PKD1 gene. Ischemia/reperfusion is a frequent cause of acute kidney injury, including the ADPKD patient population, but the relationship between polycystin-1 and ischemia/reperfusion is essentially unknown. Since polycystin-1 modulates cell proliferation, cell differentiation and apoptosis in cell culture systems, its lower biological activity in ADPKD might amplify the degree of renal injury. Using an inbred 129Sv mouse line with a Pkd1-null mutation, 32-min renal ischemia/reperfusion was induced in 10-12 week-old male non-cystic mice, heterozygotes and wild types. The animals were analyzed at 48h, 7 days (d) and 14d after the insult. Pkd1+/- mice showed higher FENa, FEK and SCr than Pkd1+/+ animals at 48h of follow-up. The residual cortical damage was more severe in heterozygotes than wild types at all evaluated time points. The PCNA staining was also higher in Pkd1+/- than Pkd1+/+ mice at 48h and 7d, while cell apoptotic rates and the interstitial inflammatory infiltration were higher in heterozygotes than wild types at 48h, 7d and 14d postischemia/ reperfusion. The expression of p21 was lower in Pkd1+/- than Pkd1+/+ kidneys at 48h, both at the transcriptional and translational levels. Additional analyses performed 6 weeks after the insult showed tubular dilatation and microcyst formation in the haploinsufficient mice, and increased renal fibrosis in these animals compared to wild types. Thirty-fivemin ischemia/reperfusion, at last, was accompanied by a substantially higher early mortality of Pkd1+/- animals. These findings suggest that ischemia/reperfusion induces a more severe injury in kidneys of Pkd1- haploinsufficient mice, a process that is apparently dependent on a relative deficiency of p21 activity, as well as tubular dilatation and microcyst formation. Altogether, our results suggest that mouse Pkd1-null heterozygosity (and maybe human) is associated with a higher risk for renal ischemia/reperfusion injury and with a worse impact of this insult upon renal disease progression.

Uma das principais complicações inerentes ao transplante de células-tronco hematopoiéticas é a doença do enxerto contra hospedeiro (DECH), que se trata da resposta imunológica contra os tecidos do receptor pelas células T do doador contidas no transplante. Este quadro é responsável por 15-30% das mortes que ocorrem após o transplante de células-tronco hematopoiéticas alogênicas. Apesar dos recentes avanços para reduzir a incidência de DECH através de alternância de regimes profiláticos reduzindo a intensidade do condicionamento, são poucos os tratamentos efetivos. Recentemente, o potencial imunomodulador das células-tronco mesenquimais tornou-se o foco de vários estudos. Alguns autores descreveram a atuação destas células na redução da resposta imunológica através da inibição da proliferação de células T, representando um novo potencial terapêutico para DECH. Mediante esse conhecimento, investigamos o papel das células-tronco mesenquimais na proliferação, apoptose e na produção de citocinas por linfócitos T. Nossos resultados mostraram que a presença de células-tronco mesenquimais nas culturas regulam negativamente a proliferação de linfócitos T estimulados de forma independente de contato e a apoptose de forma parcialmente dependente de contato. Observamos também que linfócitos T virgens em diferenciação para Th17 na presença de células-tronco mesenquimais apresentam redução na capacidade de produzir duas importantes citocinas efetoras implicadas na DECH, o interferon gama (IFN-y) e a interleucina 17A (IL-17A). Investigamos se a prostaglandina E2 (PGE2), por depletar triptofano, estava envolvida com a diminuição de proliferação de linfócitos T quando em cultivo com células-tronco mesenquimais. Utilizamos nas culturas a indometacina (IDT), um anti-inflamatório bloqueador de cicloxigenase (COX 1 e 2) e portanto da via da PGE2. Entretanto, observamos que o bloqueio da via da PGE2 inibia ainda mais a proliferação de linfócitos T e isto ocorria de acordo com a dose de IDT. Com o resultado deste experimento concluímos que, se a proliferação de linfócitos é inibida pela depleção de triptofano do meio, ela não ocorre via PGE2. Entretanto ainda não conseguimos esclarecer se esta via é ativada por outras moléculas, ou se é esta a via realmente responsável pela inibição da proliferação de linfócitos. No que concerne a via de inibição de apoptose, mostramos que a cadeia alpha do receptor de IL-7 (CD127) está aumentada na superfície de linfócitos T quando em presença de células-tronco mesenquimais. Verificamos que o bloqueio de IL-7 nas culturas aumenta a apoptose em linfócitos, bem como sua adição causa diminuição de apoptose. Identificamos a produção intracelular de IL-7 nas células-tronco mesenquimais, relacionando estas células e IL-7 com a inibição de apoptose em linfócitos T nestas condições. Este trabalho gerou dados que permitiram a compreensão de alguns possíveis mecanismos pelos quais as MSCs podem atuar sobre linfócitos T ativados e/ou alorreativos; mecanismos estes que podem ser utilizados como base para futuras investigações na elucidação e prevenção da DECH / A major complication after hematopoietic stem cell transplantation is the graft versus host disease (GVHD), which is an immunological response of transplanted donor T cells against the recipient tissues; this outline is responsible for 15-30% of deaths that can occur after allogeneic hematopoietic stem cells transplant. Despite recent advances in reducing GVHD incidence by alternating prophylactic regimens, thus reducing the intensity of conditioning, there are few effective treatments. Recently, the immune modulatory potential of mesenchymal stem cells has become the focus of several studies. Some authors described the role of these cells in reducing immune response by inhibiting T cell proliferation, representing a potential new therapy for GVHD. Through this knowledge, we investigated the mesenchymal stem cells role into T lymphocytes proliferation, apoptosis and cytokine production. Our results showed that the presence of mesenchymal stem cells into the cultures downregulates the proliferation of stimulated lymphocytes independent of contact and apoptosis of stimulated lymphocytes in partially contact-dependent manner. We also observed during naive T lymphocytes differentiation into Th17 cells, that the mesenchymal stem cell presence reduces the lymphocyte ability in producing the GVHD major effectors cytokines, interferon gamma (IFN-y) and interleukin-17A (IL-17A). We investigated whether prostaglandin E2 (PGE2) was involved in the reduction of T lymphocytes proliferation, when cultured with mesenchymal stem cells, by tryptophan depletion. Indomethacin (IDT), an anti-inflammatory drug blocker of cyclooxygenase (COX 1 and 2) and therefore PGE2 pathway, was used. However, we observed that, according to IDT dose, blocking this pathway further inhibited lymphocyte proliferation. With this result we conclude that if lymphocyte proliferation is inhibited by tryptophan depletion, it does not occur via PGE2. However, we still cannot say whether this pathway is activated by other molecules, or if this pathway is actually responsible for T lymphocytes proliferation inhibition. Regarding the apoptosis inhibition in T lymphocytes, we show that the IL-7 receptor alpha chain (CD127) is increased on the surface of T lymphocytes when in the presence of mesenchymal stem cells. We found that IL-7 blockage in the cultures increases apoptosis in T lymphocytes, as well as their addition causes apoptosis decrease. We also identified the intracellular production of IL-7 on mesenchymal stem cells, linking these cells and IL-7 directly with apoptosis inhibition in T lymphocytes under these conditions This work has generated data that allowed the understanding of some possible mechanisms by which MSCs can act on activated and/or alloreactive T lymphocytes; mechanisms that can be used as a basis for future research in the elucidation and prevention of GVHD

INTRODUÇÃO: Para os pacientes portadores de transposição das grandes artérias que perderam a chance da cirurgia de Jatene nas primeiras semanas de vida, indica-se realizar o preparo ventricular através da bandagem do tronco pulmonar (BTP), objetivando causar aumento na massa miocárdica. Entretanto, com o tempo, a câmara hipertrofiada pode apresentar disfunção contrátil; portanto, é importante conhecer a qualidade do tecido preparado, uma vez que já se sabe que tanto os miocardiócitos (MCD) quanto as células do interstício e vasos (I/V) são capazes de proliferar após o período neonatal. Baseando-se no condicionamento físico de atletas e considerando-se que os músculos cardíaco e esquelético são ambos estriados, postula-se a hipótese de que o tipo de preparo ventricular possa influenciar nas características do miocárdio treinado. OBJETIVOS: Identificar o tipo de mecanismo adaptativo (hipertrofia/hiperplasia) envolvido no preparo rápido do ventrículo pulmonar submetido à sobrecarga de pressão por meio de BTP, através da análise dos MCD e células do I/V, verificando se existem diferenças em relação ao tipo de treinamento (contínuo x intermitente) em comparação com os controles. MÉTODOS: Foram estudados experimentalmente 21 cabritos após o período neonatal, divididos em três grupos (C = grupo controle, n = 7, sem procedimento cirúrgico; EC = grupo de estimulação contínua, n = 7, com bandagem progressiva e permanente do tronco pulmonar durante 96 horas; EI = grupo de estimulação intermitente, n = 7, com bandagem progressiva, 12 horas ao dia, totalizando 48 horas). Todos foram submetidos a estudo ecocardiográfico basal e aqueles dos grupos EC e EI a ecocardiogramas diários para verificar a aquisição de massa muscular do ventrículo direito (VD). Após o estudo, os animais foram sacrificados, os corações retirados e cortes histológicos do VD, ventrículo esquerdo (VE) e septo interventricular (S) fixados em formalina e processados para análise. Foram estudados a porcentagem de área de colágeno através do Picro-sirius, o diâmetro dos MCD e seus respectivos núcleos e o número de MCD e células do I/V marcadas com Ki-67. As células marcadas foram avaliadas por campo microscópico e por índice (número de células Ki-67+/2000 células). O nível de significância considerado foi de 0,05. RESULTADOS: Ambos os grupos estimulados apresentaram ganho significativo de massa muscular do VD (p < 0,05). Não houve aumento na porcentagem de colágeno do VD nos grupos treinados (p = 0,403). Considerando-se o VD, os grupos EC e EI apresentaram diâmetro dos MCD maior que o grupo controle (p < 0,001), ocorrendo o mesmo com os respectivos núcleos (EI x C: p < 0,001 e EC x C: p = 0,005). O número de MCD marcados com Ki-67 foi maior no VD dos grupos estimulados comparado com o VE (p = 0,009, índice de proliferação; p = 0,001, contagem por campo), bem como para as células do I/V (p < 0,001, contagem por campo e índice). CONCLUSÕES: Tanto hipertrofia quanto hiperplasia celular estão envolvidas na adaptação do ventrículo pulmonar submetido à sobrecarga sistólica através da BTP. Ambos os tipos de condicionamento (contínuo e intermitente) provocaram hipertrofia e hiperplasia dos MCD, induziram também à mitose das células do I/V, sem deposição de colágeno intersticial ao final do experimento. / INTRODUCTION: Rapid ventricular conditioning induced by pulmonary artery banding (PAB) has been indicated to those patients with transposition of the great arteries (TGA) who have lost the chance for arterial switch operation ? Jatene?s procedure ? aiming at induce myocardial mass increase. However, with time, hypertrophied chamber may exhibit contractile dysfunction, so that, it is important to assess quality of the prepared tissue, once it is of knowledge that both cardiomyocytes (CMC) and interstitial/vessel (I/V) cells are capable of proliferating after neonatal period. Based on fitness of athletes and considering that cardiac and skeletal muscles are both striated, there is the hypothesis that the type of ventricular prepare may influence the characteristics of the training myocardium. OBJECTIVES: Through CMC and I/V cells analysis, identifies the type of adaptive mechanism (hypertrophy/ hyperplasia) involved in rapid prepare of subpulmonary ventricle submitted to pressure overload by PAB, and verifies if there are differences in relation to the kind of training (continuous x intermittent), comparing them to the controls. METHODS: Twenty-one goats, beyond neonatal period, were experimentally studied. They were divided in three groups: C (control group, n = 7, with no surgical procedure); CS (continuous stimulation group, n = 7, with progressive and permanent PAB, during 96 hours); IS (intermittent stimulation group, n = 7, with progressive PAB, 12 hours/day, totalizing 48 hours). All the animals were submitted to basal echocardiograms and those from CS and IS groups to diary echocardiograms to verify right ventricular (RV) muscular mass acquisition. After the study, goats were killed, hearts excised and histological sections from RV, left ventricle (LV) and ventricular septum (VS) were formalin fixed and histologically processed. Collagen area fraction (through Picro-sirius red staining), CMC and respective nuclei diameter, and number of CMC and I/V cells Ki-67 positive were studied. Marked cells were analysed per high-power fields and by index (Ki-67 positive cells/2000 cells). The statistical significant level was set at 5%. RESULTS: Both stimulated groups presented significant RV muscular mass increase (p < 0.05). There were no augmentation in RV collagen area fraction in training groups (p = 0.403). Considering the RV, CS and IS groups showed an increase in CMC diameter compared to the control group (p < 0.01), occurring the same to respective nuclei (EI x C: p < 0.001 e EC x C: p = 0.005). Number of CMC marked with Ki-67 was greater in RV from stimulated groups in relation to LV (p = 0.009, proliferation index; p = 0.001, number/high-power fields); the same occurred to I/V cells (proliferation index and number/high-power fields: p < 0.001). CONCLUSIONS: Both cell hypertrophy and hyperplasia are involved in adaptation of the pulmonary ventricle submitted to pressure overload through PAB. Both types of conditioning (continuous and intermittent) caused CMC hypertrophy and hyperplasia, besides induced I/V cells mitosis, without interstitial collagen deposition at the end of experiment.

O transplante de ilhotas pancreáticas humanas representa uma estratégia promissora para a cura do diabetes mellitus tipo 1 (DM1), mas a aplicação a todos os pacientes diabéticos ainda é impraticável devido à limitada disponibilidade de ilhotas ou células &#946; e à necessidade de utilização de drogas imunossupressoras pelo paciente transplantado. O tratamento com imunossupressores após o transplante de ilhotas pode ser abolido quando se realiza o microencapsulamento das ilhotas pancreáticas. Neste trabalho investigou-se um novo biomaterial, Biodritina® (alginato/sulfato de condroitina) adequado ao microencapsulamento que gelifica na presença de íons de cálcio ou bário. A biocompatibilidade das microcápsulas tem sido avaliada segundo o grau de pureza do alginato utilizado na sua confecção. Amostras de alginato comercial purificado foram analisadas, comprovando-se a presença de impurezas (polifenóis, endotoxinas, proteínas) em níveis elevados, que impedem sua aplicação clínica. Optou-se, portanto pela utilização do alginato comercial ultrapurificado nos experimentos descritos neste trabalho. Das formulações de biomateriais avaliadas, as microcápsulas de bário-Biodritina apresentaram o melhor desempenho em testes de estabilidade físico-química. Estas microcápsulas mantiveram sua morfologia e estabilidade estrutural após permanecerem 30 dias na cavidade peritoneal de camundongos, conforme demonstrado por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Análises histológicas mostraram que microcápsulas de bário-Biodritina explantadas, não possuíam adesão celular em sua superfície. Estudos de permeabilidade demonstraram que o tamanho médio dos poros das microcápsulas de bário-Biodritina permite passagem de proteínas de até 70 kDa, enquanto os poros daquelas de cálcio-Biodritina comportam proteínas de até 100 kDa. Experimentos de coResumo | x cultivo de macrófagos peritoneais com ilhotas de rato microencapsuladas demonstraram uma capacidade imunoprotetora maior das microcápsulas de bário-Biodritina em relação às de cálcio- Biodritina, sendo que as primeiras não ativaram os macrófagos. A manutenção da viabilidade e função de ilhotas humanas microencapsuladas com bário-Biodritina foi confirmada através de ensaio funcional in vitro, no qual ilhotas microencapsuladas apresentaram níveis de secreção de insulina idênticos aos de ilhotas nuas. A prova de conceito do biomaterial foi realizada através do implante de ilhotas humanas microencapsuladas em bário-Biodritina em camundongos com DM1 induzido por estreptozotocina. A hiperglicemia desses animais foi corrigida pelo implante por um período superior a 60 dias, durante os quais o teste oral de tolerância à glicose mostrou-se normal, demonstrando completa funcionalidade e eficiência das ilhotas microencapsuladas com bário-Biodritina. Partindo de observações de que animais inoculados com a peçonha do escorpião Tityus serrulatus apresentam nesidioblastose, foi realizado o fracionamento do veneno por HPLC de fase reversa e 24 frações obtidas foram submetidas a ensaios de proliferação celular através da incorporação de 3H-timidina em células de insulinoma de rato RINm5F. Uma dessas frações foi capaz de induzir a proliferação das células RINm5F e quando aplicada a ilhotas humanas isoladas, elevou o índice de secreção de insulina e induziu um aumento da expressão dos mRNAs de insulina e PCNA. Portanto, demonstrou-se que o biomaterial bário-Biodritina possui as características necessárias para microencapsular células/ilhotas com eficiência e que a \"fração ativa\" do veneno do escorpião T. serrulatus induz proliferação de células RINm5F e melhora a secreção de insulina de ilhotas humanas. / Islet transplantation has been proposed as a promising therapeutic strategy for the cure of type 1 diabetes mellitus (DM), however, its application to all diabetic patients is still not possible due to the limited source of islets or &#946; cells and to the need of an immunosuppressive treatment of the recipient to avoid graft rejection. The use of immunosupressors may be abolished when pancreatic islets are microencapsulated prior to transplantation. Here, we investigated the use of a new biomaterial suitable for cell microencapsulation, namely, Biodritin&#174;, composed of alginate and chondroitin sulphate, which is capable of gelation in the presence of barium or calcium ions. Microcapsules biocompatibility has been evaluated according to the purity of the alginate used in its production. Samples of purified commercial alginate were analyzed, but the high levels of contaminants (proteins, endotoxins and polyphenols) detected prevented its use in clinical applications. On the other hand, also commercially available ultrapure alginate fulfills the requirements for this application, therefore, this biomaterial was chosen for our experiments. Among the different biomaterial formulations evaluated, barium-Biodritin microcapsules displayed the best performance in the physico-chemical tests. Scanning electronic microscopy revealed that barium-Biodritin microcapsules maintained their morphology and structural stability after being implanted for 30 days in the peritoneal cavity of mice. No cellular adhesion was detected on the surface of explanted barium-Biodritin microcapsules by histological analysis. Permeability studies determined the medium pore size of barium-Biodritin microcapsules, which allows proteins of up to 70 kDa to pass through the biomaterial, while calcium-Biodritin pores accomodate proteins of up to 100 kDa. Co-culture of peritoneal macrophages with microencapsulated rat islets, revealed a superior immunoprotective capacity of barium-Biodritin microcapsules, which were capable of protecting the islets with no macrophage activation. Microencapsulated and naked human islets presented identical insulin secretion levels upon stimulation with glucose in vitro, confirming that barium-Biodritin microencapsulation maintains the function and viability of human islets. Proof-of-concept experiments in which barium-Biodritin microencapsulated human islets were implanted into chemically-induced diabetic mice, showed that these animals maintained normal blood glucose levels for more than 60 days, during which oral glucose tolerance tests were normal, demonstrating the complete functionality and efficiency of barium-Biodritin microencapsulated human islets. From the observation that animals inoculated with the venom of the scorpion Tityus serrulatus presented nesidioblastosis, we decided to fractionate the venom to isolate the active principle. The venom was fractionated by reversed phase HPLC and 24 fractions were obtained and submitted to cellular proliferation assays, in which rat insulinoma RINm5F cells evaluated for 3H-timidina incorporation. One of these fractions was capable of inducing cell proliferation and was also applied to isolated human islets. Treated islets presented a higher insulin secretion index and an increase in insulin and PCNA mRNA expression. In conclusion, we demonstrated that the barium-Biodritin biomaterial possesses all characteristics required for efficient cell/islet microencapsulation and that the active fraction of Tityus serrulatus venom induces the proliferation of RINm5F cells and improves insulin secretion in human islets.

Este trabalho tem como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento de novos potenciais metalofármacos de rutênio. Nele são descritas a síntese, a caracterização e a avaliação da ação antiproliferativa de alguns complexos de dirutênio (II,III) com os fármacos antiinflamatórios não-esteróides (AINEs): ibuprofeno (ibp), ácido acetilsalicílico (aas), naproxeno (npx) e indometacina (ind) e também com o ácido &#947;-linolênico (lin), sobre células cancerígenas. Os compostos obtidos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção eletrônica, medidas de susceptibilidade magnética, espectroscopia vibracional FTIR e Raman, difratometria de raios X de pó, medidas de condutividade molar e análise térmica (TG, OTAe OSC). Todos os complexos sintetizados apresentam estrutura em gaiola, com os carboxilatos derivados dos fármacos AINEs coordenados à unidade dimetálica Ru2( (II,III), em ponte equatorial, estabilizando assim a ligação direta rutênio-rutênio. As posições axiais são ocupadas por íons cloreto, no caso dos complexos [Ru2(O2(CR)4(Cl] (O2(CR = ibp, aas, npx ou ind), ou por moléculas de água, nas espécies do tipo [Ru2(O2(CR)4(H2O)2]PF6(O2CR =npx e ind). Ensaios biológicos demonstraram que os compostos [Ru2(ibp) 4Cl]&#8226;&#189;H2O e [Ru2(npx)4(H2O)2]PF6 apresentam ação antiproliferativa sobre células de glioma de rato C6 in vitro, dependendo do tempo de exposição do meio celular ao complexo. O complexo [Ru2 (lin)4Cl] também apresenta efeito sobre a proliferação de células C6; entretanto, nesse caso, efeitos significativos são observaçlos já nas primeiras 24 h de exposição. Estudos mostraram que as bases adenina e adenosina reagem com o complexo [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 sem que ocorra quebra da estrutura em gaiola. As bases nitrogenadas substituem axialmente as moléculas de água, formando pontes axiais entre duas unidades de dirutênio (II,III) no estado sólido. / The main objective of this work is to make a contribution to the development of new ruthenium metallodrugs. Synthesis, characterization and evaluation of antiproliferative action in tumor cells of some diruthenium(II,III) complexes with Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs (NSAIDs) such as ibuprofen, acetylsalicylic acid, naproxen, indomethacin and also &#947;-linolenic acid are described. The obtained compounds were characterized by elemental analysis, electronic absorption spectroscopy, magnetic susceptibility, FTIR and Raman vibrational spectroscopy, x-ray powder diffraction, molar conductivity and thermal analysis (TG, DTA and DSC). All complexes exhibit a paddlewheel structure with the NSAID carboxylates coordinated to the metal ions bridging two Ru2(II,III) dimetal units and stabilizing the ruthenium-ruthenium bound. The axial positions are occupied by chloride ions for [Ru2(O2CR)4Cl] (O2CR = ibp, aas, npx, ind), or by water molecules for [Ru4(O2CR) 4(H2O) 2]PF6(O2CR = npx, ind) complexes. Biologic assays in vitro show that antiproliferative action in C6 rat cells depends on the time of exposing the cell culture to [Ru2(ibp)4Cl]&#8226;&#189;H2O and [Ru2 (npx)4(H2O)2]PF6 complexes. The [Ru2(1in)4Cl] compound also exhibits proliferative changes in C6 rat cells, however, significant results are observed for the first 24 hours of treatment. Some results show that adenine and adenosine bases can react with [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 without breakage of the cage structure. The bases substitute the axial water molecules forming axial bridges between diruthenium units in the solid state.

Este trabalho tem como principal objetivo contribuir para o desenvolvimento de novos potenciais metalofármacos de rutênio. Nele são descritas a síntese, a caracterização e a avaliação da ação antiproliferativa de alguns complexos de dirutênio (II,III) com os fármacos antiinflamatórios não-esteróides (AINEs): ibuprofeno (ibp), ácido acetilsalicílico (aas), naproxeno (npx) e indometacina (ind) e também com o ácido &#947;-linolênico (lin), sobre células cancerígenas. Os compostos obtidos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia de absorção eletrônica, medidas de susceptibilidade magnética, espectroscopia vibracional FTIR e Raman, difratometria de raios X de pó, medidas de condutividade molar e análise térmica (TG, OTAe OSC). Todos os complexos sintetizados apresentam estrutura em gaiola, com os carboxilatos derivados dos fármacos AINEs coordenados à unidade dimetálica Ru2( (II,III), em ponte equatorial, estabilizando assim a ligação direta rutênio-rutênio. As posições axiais são ocupadas por íons cloreto, no caso dos complexos [Ru2(O2(CR)4(Cl] (O2(CR = ibp, aas, npx ou ind), ou por moléculas de água, nas espécies do tipo [Ru2(O2(CR)4(H2O)2]PF6(O2CR =npx e ind). Ensaios biológicos demonstraram que os compostos [Ru2(ibp) 4Cl]&#8226;&#189;H2O e [Ru2(npx)4(H2O)2]PF6 apresentam ação antiproliferativa sobre células de glioma de rato C6 in vitro, dependendo do tempo de exposição do meio celular ao complexo. O complexo [Ru2 (lin)4Cl] também apresenta efeito sobre a proliferação de células C6; entretanto, nesse caso, efeitos significativos são observaçlos já nas primeiras 24 h de exposição. Estudos mostraram que as bases adenina e adenosina reagem com o complexo [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 sem que ocorra quebra da estrutura em gaiola. As bases nitrogenadas substituem axialmente as moléculas de água, formando pontes axiais entre duas unidades de dirutênio (II,III) no estado sólido. / The main objective of this work is to make a contribution to the development of new ruthenium metallodrugs. Synthesis, characterization and evaluation of antiproliferative action in tumor cells of some diruthenium(II,III) complexes with Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs (NSAIDs) such as ibuprofen, acetylsalicylic acid, naproxen, indomethacin and also &#947;-linolenic acid are described. The obtained compounds were characterized by elemental analysis, electronic absorption spectroscopy, magnetic susceptibility, FTIR and Raman vibrational spectroscopy, x-ray powder diffraction, molar conductivity and thermal analysis (TG, DTA and DSC). All complexes exhibit a paddlewheel structure with the NSAID carboxylates coordinated to the metal ions bridging two Ru2(II,III) dimetal units and stabilizing the ruthenium-ruthenium bound. The axial positions are occupied by chloride ions for [Ru2(O2CR)4Cl] (O2CR = ibp, aas, npx, ind), or by water molecules for [Ru4(O2CR) 4(H2O) 2]PF6(O2CR = npx, ind) complexes. Biologic assays in vitro show that antiproliferative action in C6 rat cells depends on the time of exposing the cell culture to [Ru2(ibp)4Cl]&#8226;&#189;H2O and [Ru2 (npx)4(H2O)2]PF6 complexes. The [Ru2(1in)4Cl] compound also exhibits proliferative changes in C6 rat cells, however, significant results are observed for the first 24 hours of treatment. Some results show that adenine and adenosine bases can react with [Ru2(OAc)4(H2O)2]PF6 without breakage of the cage structure. The bases substitute the axial water molecules forming axial bridges between diruthenium units in the solid state.

O transplante de ilhotas pancreáticas humanas representa uma estratégia promissora para a cura do diabetes mellitus tipo 1 (DM1), mas a aplicação a todos os pacientes diabéticos ainda é impraticável devido à limitada disponibilidade de ilhotas ou células &#946; e à necessidade de utilização de drogas imunossupressoras pelo paciente transplantado. O tratamento com imunossupressores após o transplante de ilhotas pode ser abolido quando se realiza o microencapsulamento das ilhotas pancreáticas. Neste trabalho investigou-se um novo biomaterial, Biodritina® (alginato/sulfato de condroitina) adequado ao microencapsulamento que gelifica na presença de íons de cálcio ou bário. A biocompatibilidade das microcápsulas tem sido avaliada segundo o grau de pureza do alginato utilizado na sua confecção. Amostras de alginato comercial purificado foram analisadas, comprovando-se a presença de impurezas (polifenóis, endotoxinas, proteínas) em níveis elevados, que impedem sua aplicação clínica. Optou-se, portanto pela utilização do alginato comercial ultrapurificado nos experimentos descritos neste trabalho. Das formulações de biomateriais avaliadas, as microcápsulas de bário-Biodritina apresentaram o melhor desempenho em testes de estabilidade físico-química. Estas microcápsulas mantiveram sua morfologia e estabilidade estrutural após permanecerem 30 dias na cavidade peritoneal de camundongos, conforme demonstrado por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Análises histológicas mostraram que microcápsulas de bário-Biodritina explantadas, não possuíam adesão celular em sua superfície. Estudos de permeabilidade demonstraram que o tamanho médio dos poros das microcápsulas de bário-Biodritina permite passagem de proteínas de até 70 kDa, enquanto os poros daquelas de cálcio-Biodritina comportam proteínas de até 100 kDa. Experimentos de coResumo | x cultivo de macrófagos peritoneais com ilhotas de rato microencapsuladas demonstraram uma capacidade imunoprotetora maior das microcápsulas de bário-Biodritina em relação às de cálcio- Biodritina, sendo que as primeiras não ativaram os macrófagos. A manutenção da viabilidade e função de ilhotas humanas microencapsuladas com bário-Biodritina foi confirmada através de ensaio funcional in vitro, no qual ilhotas microencapsuladas apresentaram níveis de secreção de insulina idênticos aos de ilhotas nuas. A prova de conceito do biomaterial foi realizada através do implante de ilhotas humanas microencapsuladas em bário-Biodritina em camundongos com DM1 induzido por estreptozotocina. A hiperglicemia desses animais foi corrigida pelo implante por um período superior a 60 dias, durante os quais o teste oral de tolerância à glicose mostrou-se normal, demonstrando completa funcionalidade e eficiência das ilhotas microencapsuladas com bário-Biodritina. Partindo de observações de que animais inoculados com a peçonha do escorpião Tityus serrulatus apresentam nesidioblastose, foi realizado o fracionamento do veneno por HPLC de fase reversa e 24 frações obtidas foram submetidas a ensaios de proliferação celular através da incorporação de 3H-timidina em células de insulinoma de rato RINm5F. Uma dessas frações foi capaz de induzir a proliferação das células RINm5F e quando aplicada a ilhotas humanas isoladas, elevou o índice de secreção de insulina e induziu um aumento da expressão dos mRNAs de insulina e PCNA. Portanto, demonstrou-se que o biomaterial bário-Biodritina possui as características necessárias para microencapsular células/ilhotas com eficiência e que a \"fração ativa\" do veneno do escorpião T. serrulatus induz proliferação de células RINm5F e melhora a secreção de insulina de ilhotas humanas. / Islet transplantation has been proposed as a promising therapeutic strategy for the cure of type 1 diabetes mellitus (DM), however, its application to all diabetic patients is still not possible due to the limited source of islets or &#946; cells and to the need of an immunosuppressive treatment of the recipient to avoid graft rejection. The use of immunosupressors may be abolished when pancreatic islets are microencapsulated prior to transplantation. Here, we investigated the use of a new biomaterial suitable for cell microencapsulation, namely, Biodritin&#174;, composed of alginate and chondroitin sulphate, which is capable of gelation in the presence of barium or calcium ions. Microcapsules biocompatibility has been evaluated according to the purity of the alginate used in its production. Samples of purified commercial alginate were analyzed, but the high levels of contaminants (proteins, endotoxins and polyphenols) detected prevented its use in clinical applications. On the other hand, also commercially available ultrapure alginate fulfills the requirements for this application, therefore, this biomaterial was chosen for our experiments. Among the different biomaterial formulations evaluated, barium-Biodritin microcapsules displayed the best performance in the physico-chemical tests. Scanning electronic microscopy revealed that barium-Biodritin microcapsules maintained their morphology and structural stability after being implanted for 30 days in the peritoneal cavity of mice. No cellular adhesion was detected on the surface of explanted barium-Biodritin microcapsules by histological analysis. Permeability studies determined the medium pore size of barium-Biodritin microcapsules, which allows proteins of up to 70 kDa to pass through the biomaterial, while calcium-Biodritin pores accomodate proteins of up to 100 kDa. Co-culture of peritoneal macrophages with microencapsulated rat islets, revealed a superior immunoprotective capacity of barium-Biodritin microcapsules, which were capable of protecting the islets with no macrophage activation. Microencapsulated and naked human islets presented identical insulin secretion levels upon stimulation with glucose in vitro, confirming that barium-Biodritin microencapsulation maintains the function and viability of human islets. Proof-of-concept experiments in which barium-Biodritin microencapsulated human islets were implanted into chemically-induced diabetic mice, showed that these animals maintained normal blood glucose levels for more than 60 days, during which oral glucose tolerance tests were normal, demonstrating the complete functionality and efficiency of barium-Biodritin microencapsulated human islets. From the observation that animals inoculated with the venom of the scorpion Tityus serrulatus presented nesidioblastosis, we decided to fractionate the venom to isolate the active principle. The venom was fractionated by reversed phase HPLC and 24 fractions were obtained and submitted to cellular proliferation assays, in which rat insulinoma RINm5F cells evaluated for 3H-timidina incorporation. One of these fractions was capable of inducing cell proliferation and was also applied to isolated human islets. Treated islets presented a higher insulin secretion index and an increase in insulin and PCNA mRNA expression. In conclusion, we demonstrated that the barium-Biodritin biomaterial possesses all characteristics required for efficient cell/islet microencapsulation and that the active fraction of Tityus serrulatus venom induces the proliferation of RINm5F cells and improves insulin secretion in human islets.