Orientador: Luiz Henrique de Araújo Machado / Resumo: A dermatite atópica canina é uma importante alergopatia de ordem genética, inflamatória, pruriginosa e crônica. Os tratamentos existentes atualmente são sintomáticos, algumas vezes insatisfatórios no controle da doença e passíveis de efeitos colaterais. As células-tronco mesenquimais (CTM), pelas suas propriedades imunomoduladores e anti-inflamatórias, podem ser uma alternativa no tratamento da dermatite atópica. Foi realizado um estudo longitudinal, duplo-cego, com período inicial de tratamento placebo com três aplicações quinzenais de soro fisiológico, com posterior aplicação de CTM heterólogas, derivadas de tecido adiposo, em seis cães com dermatite atópica, totalizando três aplicações quinzenais na dose de 5x106 células por animal. A escala visual de prurido esclarecido (EVPE), o escore de lesões cutâneas (CADESI-4), a resposta inflamatória cutânea pela análise das citocinas IL4, IL6, IL10, IL31 e TNF-alfa e da proteína filagrina pela técnica de imunoistoquímica e a avaliação dos lipídeos epidérmicos pela coloração de Sudam III foram comparadas entre o tratamento placebo e com as CTM. O tratamento com CTM foi benéfico para a melhora das manifestações clínicas nos animais com dermatite atópica, diminuindo de forma significativa o escore CADESI-4 e EVPE, com redução consistente de mais de 50% destes dois parâmetros ao final do tratamento com CTM. A melhora clínica evidente nos animais com DA tratados com terapia celular aliadas à baixa frequência de efeitos colaterais, sina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The atopic canine is an inflammatory allergic dermatitis frequent and important. The distinct treatment available is symptomatic, currently unsatisfactory in the control of the disease and susceptible to collateral effects. The mesenchymal Stem Cells (MSC) by their immunomodulators and anti-inflammatory characteristics can be an alternative in the treatment of the atopic dermatitis. A longitudinal study was performed, blind-double, with an initial period of placebo treatment within saline solution, after the application of 5x106 heterologous CTM, derived from adipose tissue, in six dogs with atopic dermatitis. Each treatment constituted of three applications in by-weekly intervals. The visual analog scale of pruritis, the score of skin lesions (CADESI-4), the skin inflammatory response and filaggrin through the immunohistochemistry technique and the evaluation of the skin lipids by the Sudam III coloration were compared between the placebo treatment and the CTM treatment. The treatment with CTM with the used protocol was beneficial to the improvement of the clinical responses of the animals with atopic dermatitis, decreasing significantly the CADESI-4 and EVDP score, with a significant reduction of more than 50% of these two parameters at the end of the treatment with CTM while compared to the placebo. The clinical improvement was evident in animals with DA treated with cellular therapy allied to the low frequency of the collateral effects, indicates that with CTM can be cons... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Previous studies have reported that combination of electroacupuncture (EA) and mesenchymal stem/stromal cells (MSC) promoted survival, differentiation and functional recovery in spinal cord-transected rats. In this study, it was examined the therapeutic effects of stem cells from canine exfoliated dental pulp (SCED) combined with EA treatment in dogs with chronic naturally occurred spinal cord injury due to intervertebral disc herniation (IVDH). Dogs were randomly assigned to four experimental groups (n=4 for each group; total of 16 animals): SCED, EA, SCED + EA) and control. Mild increase in the neurological scoring was found in one animal from SCED group (1/4; 2 points gained), one from EA group (1/4; 8 points gained), three from SCED+EA group (3/4; 16 points gained) and one from control group (1/4; 2 points gained). Functional outcome improvements were observed two animals from SCED group (2/4; 3 points gained), two from EA group (2/4; 4 points gained), one from SCED+EA group (1/4; 1 point gained) and two were from control group (2/4; 6 points gained). However no statistical differences were observed. Magnetic resonance imaging (MRI) findings did not suggest improvement comparing pre- and post-treatment within groups, excepted from one animal from SCED group (1/4), and 10 animals from all groups (10/16) presented signs of injury progression in the SCI in post-treatment exam, which could not be associated to the procedures from study, but could be related to the natural evolution of the disease. Limitation such as number of transplanted stem cells, delivery route, injury chronicity and intrinsic variation among naturally spinal cord injured dogs could have influence outcomes negatively. Moreover, canine deciduous exfoliated teeth were easily obtained and SCED were simply isolated, and no mortality followed up 7 month from procedure were observed. / Estudos anteriores demonstraram que a associação da eletroacupuntura e células-tronco mesenquimais/estromais (CTMs) pode promover a sobrevivência e diferenciação das CTMs, assim como recuperação funcional em ratos com transecção da medula espinal. Neste estudo, foram avaliados os efeitos terapêuticos da associação de células-tronco derivadas de polpa de dente decíduo esfoliado de cães (CPDEc) e eletroacupuntura (EAP) em cães com lesão de medula espinhal crônica causada de forma natural por herniação do disco interververtebral. Os cães foram divididos aleatoriamente em quatro grupos experimentais (n=4 para cada grupo; total de 16 animais): CPDEc, EAP, CPDEc+EAP e grupo controle. Foram encontradas pequenas melhoras na pontuação do exame neurológico em um animal do grupo CPDEc (1/4; 2 pontos ganhos), um do grupo EAP (1/4; 8 pontos ganhos), três do grupo CPDEc+EAP (3/4; 16 pontos ganhos) e um do grupo controle (1/4; 2 pontos ganhos). Na avaliação funcional, pequenas melhoras também foram observadas em dois animais do grupo CPDEc (2/4; 3 pontos ganhos), dois do grupo EAP (2/3; 4 pontos ganhos), um do grupo CPDEc+EAP (1/4; 1 ponto ganho) e dois do grupo controle (2/4; 6 pontos ganhos). No entanto, não foram encontradas diferenças estatísticas entre os grupos. Os achados ressonância magnética não sugeriram melhoras comparando os exames pré e pós tratamento entre os grupos, com exceção de um animal do grupo CPDEc (1/4), e 10 animais dentre todos os grupos (10/16) apresentaram sinais de progressão na lesão da medula espinhal, que não puderam ser associados com os procedimentos do estudo, mas podem estar relacionados à progressão natural da doença. Além disso, os dentes decíduos esfoliados foram obtidos facilmente e as CPDEc foram isoladas de forma simples, ademais, não foi observada nenhuma mortalidade foi observada até 7 meses após o procedimento.

O diabetes mellitus do tipo 1 (T1D) é uma doença autoimune mediada por células T e caracterizada pela destruição seletiva das células ? pancreáticas produtoras de insulina. Células estromais mesenquimais (MSCs) e células tronco hematopoéticas (HSCs) são os principais componentes do nicho hematopoético na medula óssea. Estas células vêm sendo utilizadas nos últimos anos em transplantes autólogos para tratamento do T1D. O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar o perfil de expressão gênica global de MSCs e HSCs de pacientes com T1D e compará-lo com células isoladas de indivíduos saudáveis através da técnica de microarray e programas específicos de bioinformática. As MSCs e HSCs foram isoladas da medula óssea de pacientes com T1D antes e após o tratamento com imunossupressão em altas doses seguida pelo transplante autólogo de células tronco hematopoéticas (AHSCT). As MSCs apresentaram valor elevado de expressão absoluta de diversas moléculas potencialmente relacionadas com suas funções de suporte à hematopoese. MSCs de pacientes diabéticos apresentaram perfil de expressão gênica global distinto das isoladas de indivíduos saudáveis, com hiper-regulação da sinalização via proteína G e hiporregulação da atividade transcricional. O receptor ?3 adrenérgico, assim como a sinalização simpática, foram hiper-expressos nas células dos pacientes. Genes que codificam moléculas que suportam a hematopoese e regulados pelo sistema nervoso simpático, VCAM1 e CXCL12, foram hiporregulados em nossa análise. Após o AHSCT, houve atenuação do perfil de expressão diferencial das MSCs dos pacientes, entretanto elas permaneceram com hiperatividade da sinalização via proteína G e déficit da atividade transcricional. As HSCs apresentaram altos níveis de expressão absoluta de diversas integrinas e receptores de citocinas e fatores de crescimento, potencialmente relacionados com funções na hematopoese. HSCs de pacientes com T1D apresentaram perfil de expressão gênica global distinto das de indivíduos saudáveis, com hiper-regulação de genes associados com a atividade transcricional. Os fatores de transcrição TCFL2 e p53, que têm papel fundamental na regulação do ciclo celular das HSCs, foram diferencialmente expressos entre as HSCs de pacientes diabéticos e controles. Assim, nossos resultados de expressão gênica global apontaram alterações intrínsecas nas HSCs e MSCs de pacientes diabéticos que podem estar relacionadas com a falha terapêutica dos transplantes autólogos. A implicação dessas alterações no desenvolvimento e patogênese do T1D permanece desconhecida e a realização de ensaios funcionais poderá esclarecer o significado biológico das mesmas. / Type 1 diabetes mellitus (T1D) is a T cell-mediated autoimmune disease, characterized by selective destruction of insulin-producing pancreatic ? cells. Mesenchymal stromal cells (MSCs) and hematopoietic stem cells (HSCs) are the main components of hematopoietic niches. In the last years, these cells are being used in autologous transplantation settings for T1D treatment. The main goal of this study was to evaluate the global gene expression profile of MSCs and HSCs from T1D patients, by using microarrays and bioinformatics specific programs. MSCs and HSCs were isolated from bone marrow of T1D patients before and after treatment with high dose immunossupression followed by hematopoietic stem cell transplantation. MSCs showed high absolute expression values of several molecules potentially related to their function of hematopoiesis support. MSCs from T1D patients exhibited distinct gene expression profile from control MSCs and presented up-regulation of the G protein-coupled receptor signaling pathway and down-regulation of transcriptional activity. The ?3 adrenergic receptor, as well the sympathetic nervous system signaling were up-regulated on patient´s cells. Genes that codify molecules which support hematopoeisis and are regulated by the symphatic nervous system, VCAM1 and CXCL12, were downregulated on our analysis. After AHSCT, there was an attenuation of the differential expression profile of MSCs from T1D patients, however they remained with G proteincoupled receptor signaling pathway hyperactivity and transcriptional activity deficit. HSCs exhibited high absolute expression values of integrins, cytokine receptors and growth factors, molecules potencially related to hematopoietic functions. HSCs from T1D patients showed distinct expression profile from control HSCs and demonstrated up-regulation of genes related to transcriptional activity. The transcription factors TCFL2 and p53, which have important role in regulating HSC cycle, were differentially expressed between HSCs from T1D patients and controls. Thus, our global gene expression analysis has revealed intrinsic alterations on MSCs and HSCs from T1D patients that could be related to the autologous transplant therapeutic failures. The implications of these alterations on the development and pathogenesis of T1D remain unknown and functional assays could unravel their biological meaning.

A sepse causa uma alta taxa de mortalidade no mundo. A fisiopatologia da doença envolve uma rede complexa de mediadores inflamatórios que promovem a lesão de diversos tecidos, além de diversas alterações hemodinâmicas e disfunção do sistema nervoso autonômico (SNA). Assim sabe-se que o sistema nervoso cumpre um papel importante no controle da inflamação sistêmica mediante a via colinérgica anti-inflamatória (VCA) através do receptor nicotínico de acetilcolina alfa7 (alfa7nAChR). O uso das células-tronco mesenquimais (CTM) tem mostrado efeitos benéficos em diversos ensaios clínicos de doenças inflamatórias. Neste contexto, as células-tronco mesenquimais derivadas da geleia de Wharton do cordão umbilical (CTM-GW) tornam-se promissórias, uma vez que essas células são reconhecidas pela regulação da resposta imunológica, reparação neural, efeito anti-apoptose, assim como a melhora da sobrevida na sepse, em modelos experimentais. Nossa hipótese foi de que as CTM-GW poderiam cumprir um papel neuroimunomodulador através da VCA e atenuar a disfunção de múltiplos órgãos em um modelo animal de sepse de ligadura e punção do ceco (LPC). Inicialmente células da matriz do cordão umbilical foram isoladas e caracterizadas de acordo com o consenso internacional vigente. Ratos Wistar machos adultos foram subdivididos em grupos: 1) sham (operação simulada); 2) LPC; 3) LPC+CTM-GW (injetado 106 CTM-GW via intraperitoneal, i.p. 6 h após LPC) e 4) LPC+MLA+CTM-GW (MLA: Metillicaconitine, antagonista do alfa7nAChR, i.p., 5:30 h após LPC e 106 CTM-GW 6h após). Às 24 horas após LPC, foram avaliadas a função cardiovascular, hemodinâmica assim como os outros parâmetros. Interessantemente, o tratamento com CTM-GW na sepse atenuou a disfunção diastólica e protegeu a sensibilidade baroreflexa. Além disso, as CTM-GW estimularam a atividade autonômica, simpática e parassimpática no coração. Observamos que o tratamento celular induziu uma regulação da expressão do receptor alfa7nAChR e TLR4 no baço e no coração, assim como a redução da relação p-STAT3TYR705 e STAT3 total no baço. Outros efeitos importantes e adicionais foram a diminuição da infiltração de leucócitos e a regulação das citocinas pró-inflamatórias pelas células. O bloqueio da VCA usando MLA confirmou que o receptor alfa7nAChR pode ser um provável alvo, chave da ação das CTM entre vários outros mecanismos envolvidos na resposta imune. Finalmente, as CTM-GW conseguiram reduzir a apoptose no pulmão e no baço independentemente da VAC reforçando o conceito de que as células-tronco tem efeitos diversos além da imuno-regulação. Em conclusão, as CTM-GW na sepse foram capazes de atenuar a lesão cardiopulmonar assim como modular a atividade autonômica, reduzindo a inflamação sistêmica, pelo menos em parte, através da via colinérgica anti-inflamatória. Indubitavelmente todos estes efeitos anteriormente descritos e em associação se demonstraram fundamentais no mecanismo de reparo e proteção tecidual em resposta a sepse. Mais estudos pré-clínicos e futuros testes clínicos precisam ser realizados para maior compreensão destes mecanismos bem como uma possível validação terapêutica / Sepsis induces organ dysfunction due to overexpression of the inflammatory host response, involving cardiorespiratory and autonomic dysregulation, thus increasing the associated morbidity and mortality. The cholinergic anti-inflammatory pathway (CAP) is mediated by nervous system through alpha7 nicotinic acetylcholine receptor (alpha7nAChR). This receptor has an important role in systemic inflammation control. Wharton\'s jelly-derived mesenchymal stem cells (WJ-MSCs) are known to express genes and secreted factors related to neurological and immunological protection, as well as to improve survival in experimental sepsis. We hypothesized that WJ-MSCs play a modulatory role through the CAP and attenuate sepsis-induced organ injury in a cecal ligation and puncture (CLP) model. Rats were randomly divided into 4 groups: 1) Control (sham-operated); 2) submitted to CLP without treatment; 3) submitted to CLP and treated with 106 WJ-MSCs 6 h later and 4) CLP+MLA+WJ-MSC group (MLA: Methyllycaconitine, alpha7nAChR antagonist). All experiments were performed 24 h post-surgery. Echocardiographic parameters and heart rate variability were assessed. Importantly, treatment with WJ-MSCs attenuated diastolic heart failure and recovered barorreflex sensitivity. Moreover, WJ-MSCs injection increased cardiac sympathetic and cardiovagal activity. In cardiac and splenic tissue, WJ-MSC treatment downregulated TLR4 and alpha7nAChR expression, as well as it reduced p-STAT3/Total STAT3 ratio in the spleen. In addition, WJ-MSC reduced leukocyte infiltration and pro-inflammatory cytokines, which only were abolished by MLA treatment. Finally, WJ-MSC treatment diminished apoptosis in lung and spleen tissue. Together these findings suggest that treatment with WJ-MSCs appears to protect against sepsis-induced organ injury reducing systemic inflammation, at least in part, through cholinergic anti-inflammatory pathway

Fontes alternativas de células β têm sido estudadas para o tratamento de Diabetes mellitus tipo 1, dentre as quais a mais promissora consiste das células-tronco diferenciadas em células produtoras de insulina (IPCs). Alguns trabalhos demonstram a capacidade de células-tronco embrionárias murinas (mESCs) de formarem estruturas semelhantes a ilhotas pancreáticas, porém, os níveis de produção de insulina são insuficientes para a reversão do diabetes em camundongos diabetizados. Este trabalho visa desenvolver um protocolo adequado para geração de IPCs e contribuir para a identificação e caracterização funcional de novos genes associados à organogênese pancreática. Logo no início da diferenciação das mESCs em IPCs, foi possível verificar o surgimento de células progenitoras, evidenciado pela expressão de marcadores importantes da diferenciação beta-pancreática. Ao final do processo de diferenciação in vitro, ocorreu a formação de agrupamentos (clusters) semelhantes a ilhotas, corando positivamente por ditizona, que é específica para células β-pancreáticas. Para avaliar seu potencial in vivo, estes clusters foram microencapsulados em Biodritina® e transplantados em camundongos diabetizados. Apesar dos níveis de insulina produzidos não serem suficientes para estabelecer a normoglicemia, os animais tratados com IPCs apresentaram melhores condições, quando comparados ao grupo controle, tendo melhor controle glicêmico, ganho de massa corpórea e melhor aparência da pelagem, na ausência de apatia. Além disso, análise dos clusters transplantados nestes animais indicou aumento da expressão de genes relacionados à maturação das células β. Porém, quando estes clusters foram microencapsuladas em Bioprotect® e submetidos à maturação in vivo em animais normais, ocorreu um aumento drástico na expressão de todos os genes analisados, indicando sua maturação completa em células beta. O transplante destas células completamente maturadas em animais diabetizados, tornou-os normoglicêmicos e capazes de responder ao teste de tolerância à glicose (OGTT) de forma semelhante aos animais normais. A segunda parte do trabalho visou analisar genes diferencialmente expressos identificados em estudo anterior do nosso grupo, comparando, através de DNA microarray, mESCs indiferenciadas e diferenciadas em IPCs. Um dos genes diferencialmente expressos é aquele que codifica para a Purkinge cell protein 4 (Pcp4), sendo 3.700 vezes mais expresso em IPCs. Para investigar o possível papel do gene Pcp4 em células β e no processo de diferenciação β-pancreática, adotou-se o enfoque de genômica funcional, superexpressando e inibindo sua expressão em células MIN-6 e mESCs. Apesar da alteração na expressão de Pcp4 em células MIN-6 não ter interferido de forma expressiva na expressão dos genes analisados, quando inibido, modificou o perfil da curva de crescimento celular, aumentando seu tempo de dobramento de forma significativa e diminuindo da viabilidade celular em ensaios de indução de apoptose. Já na diferenciação de mESCs em IPCs, a superexpressão de Pcp4 interferiu de forma positiva apresentando uma tendência a aumentar a expressão dos genes relacionado à diferenciaçãoβ-pancreática. Concluindo, desenvolvemos um novo protocolo de diferenciação de mESCs em IPCs as quais foram capazes de reverter o diabetes em camundongos diabetizados e descrevemos, pela primeira vez, o gene Pcp4 como sendo expresso em células β-pancreáticas, podendo estar relacionado à manutenção da viabilidade celular e maturação destas células. / New cellular sources for type 1 Diabetes mellitus treatment have been previously investigated, the most promising of which seems to be the insulin producing cells (IPCs), obtained by stem cells differentiation. Some reports show that murine embryonic stem cells (mESCs) are able to form islet-like structures, however, their insulin production is insufficient to render diabetic mice normoglycemic. This work aims at developing an adequate protocol for generation of IPCs and searching for new genes which could be involved in the pancreatic organogenesis process. Early on during mESCs differentiation into IPCs, we observed the presence of progenitor cells, which were able to express pancreatic β-cell markers. At the end of the differentiation process, the islet-like clusters positively stained for the insulin-specific dithizone. These clusters were microencapsulated in Biodritin® microcapsules, and then transplanted into diabetized mice. Although the levels of insulin production were insufficient for the animals to achieve normoglycemia, those which received IPCs displayed improved conditions, when compared to the control group, as judged by a better glycemic control, body weight gain and healthy fur appearance, in the absence of apathy. In addition, when these transplantated clusters were retrieved, high levels of expression of the genes related to β-cell maturation were detected. IPCs were also microencapsulated in Bioprotect® and subjected to in vivo maturation in normal animals. A dramatic increase of the analyzed genes expression was observed, indicating complete maturation of the differentiated cells. When these cells were transplanted into diabetized mice, these animals achieved normoglycemia and were able to display glucose tolerance test (OGTT) response very similar to that of normal mice. In the second part of this work, we analyzed upregulated genes described in previous work from our group, comparing undifferentiated mESCs to IPCs using a microarray platform. One of these genes is that coding for the Purkinje cell protein 4 (Pcp4), which is 3,700 more expressed than in undifferentiated mESC cells. We adopted a functional genomics approach to investigate the role played by the Pcp4 gene in β-cells and in β-cell differentiation, by inducing overexpression and knocking down this gene in MIN-6 and mESC cells. Although the differential expression of Pcp4 in MIN-6 was not able to interfere with the expression of the genes analyzed, we observed different cell growth rates, with increased doubling time and decreased cell viability when its expression was knocked down. In addition, overexpression of Pcp4 in mESCs subjected to differentiation into IPCs apparently increases the expression of genes related to β-cell differentiation. In conclusion, we developed a new protocol for ESCs differentiation into IPCs, which is able to revert diabetes in diabetized mice, and we also describe here, for the first time, the Pcp4 gene as being expressed in pancreatic β-cells and possibly being related to maintenance of cell viability and β-cell maturation.

Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 heloisacaldas_tese.pdf: 13961449 bytes, checksum: adc041656d053c466bd2f0851119388c (MD5) Previous issue date: 2011-07-26 / Chronic renal failure (CRF) is characterized by progressive and irreversible loss of renal function and its treatment generates significant public spending for maintenance and care of patients on dialysis. Stem cell (SC) therapy, in its potential for treatment of chronic diseases, may be a promising strategy for repairing the damage from or slowing the progression of CRF. There are questions about cell type, quantity of cells, method and ideal place for deployment of SC and the role it plays in the repair of renal parenchyma. Objective: 1) To evaluate the effect of infusion of bone marrow derived cells (BMDC) in the treatment of experimental CRF; 2) Evaluate the combined effect of SC and biomaterial (BM) in the progression of CRF and study the effect of this therapy in different stages of CRF; 3) Evaluate the development of techniques for isolation and cultivation of human umbilical cord blood (HUCB) mesenchymal cells. Methods: Article 1: We used the 5/6 mass reduction model to induce experimental CRF. Kidney function was measured at the beginning of the experiment and 60 and 120 days after the surgery; Article 2: Animals were subdivided as to the amount of renal parenchyma injured (5/6 or 2/3), the use of BM as a scaffold to cell implantation, and cell type used (mononuclear or mesenchymal cells). Renal function was evaluated on days 0, 45, and 90 after surgery. Histological and immunohistochemical analyses were done in all groups at the end of the study; Article 3: Ten samples of HUCB were used and two different procedures for cultivation of mesenchymal stem cells (MSC) were tested: without Ficoll-Paque density gradient, to obtain nucleated cells; with Ficoll-Paque density gradient, for obtaining mononuclear cells. Results: Article 1: CRF progression analysis showed that treatment with BMDC significantly reduced the rate of decline of creatinine clearance (Clcr) when compared with the control group; Article 2:Treated animals showed significantly lower increases in serum creatinine and 24 hour proteinuria, and higher increases in Clcr after 90 days when compared to control animals in both models of CRF; Article 3: The MSC in culture from the method without Ficoll-Paque density gradient maintained growth forming confluent cell foci. Conclusions: Article 1: Progression of CRF can be delayed by injection of BMDC in the renal parenchyma; Article 2: a) Use of SC combined with BM can be an alternative way to administer BMDC; b) Cell therapy seems to be most effective when administered in less severe stages of CRF; Article 3: Nucleated cells without using Ficoll-Paque density gradient showed more efficiency in the cultivation of MSC from HUCB when compared with the procedure employing Ficoll-Paque density gradient / A insuficiência renal crônica (IRC) é caracterizada pela perda progressiva e irreversível da função renal e seu tratamento gera um gasto público significativo para manutenção de pacientes em tratamento dialítico. A terapia com células-tronco (CT), pelo seu potencial de tratamento das doenças crônicas, pode ser uma estratégia promissora para reparar ou retardar a progressão da IRC. Existem dúvidas sobre o tipo celular, a quantidade de células, o método e local ideal para implantação das CT e o papel por elas desempenhado na reparação do parênquima renal. Objetivos: 1) avaliar o efeito da infusão de células derivadas da medula óssea (CDMO) no tratamento da IRC experimental; 2) avaliar o efeito combinado das CT e biomaterial (BM) na progressão da IRC e estudar o efeito dessa terapia em diferentes estágios da IRC; 3) Avaliar o desenvolvimento de técnicas de isolamento e cultivo de células mesenquimais do sangue de cordão umbilical humano (SCU). Métodos: artigo 1: usamos o modelo de redução de massa 5/6 para induzir a IRC experimental. Função renal foi medida no início do experimento e 60 e 120 dias depois da cirurgia; artigo 2: animais foram subdivididos conforme a quantidade de parênquima renal lesado (5/6 ou 2/3), o uso de BM como arcabouço para o implante celular e o tipo de células utilizado (célula mononuclear ou mesenquimal). A função renal foi avaliada nos dias 0, 45 e 90 após cirurgia. Análise histológica e imunohistoquimica foram realizadas em todos os grupos ao final do estudo; artigo 3: Foram utilizadas dez amostras de SCU e testados dois diferentes procedimentos para cultivo de células-tronco mesenquimal (CTM): sem gradiente de densidade Ficoll-Paque, para obtenção de células nucleadas; por gradiente de densidade Ficoll-Paque, para obtenção de células mononucleares. Resultados: artigo 1: Análises da progressão da IRC mostraram que o tratamento com CDMO reduziu significativamente a taxa de declínio do clearance ( Clcr) quando comparados com o grupo controle; artigo 2: animais tratados apresentaram aumentos significativamente menores de creatinina sérica, proteinúria e Clcr maiores após 90 dias, quando comparado aos animais controles em ambos os modelos de IRC; artigo 3: as CTM em cultura provenientes do método sem gradiente de densidade Ficoll- Paque mantiveram o crescimento formando focos confluentes de células. Conclusões: artigo 1: a progressão da IRC pode ser retardada pela injeção de CDMO no parênquima renal; artigo 2: a) utilização da CT combinada com o BM pode ser uma via alternativa para administrar a CTMO; b) terapia celular parece ser mais eficaz quando administrada em estágios menos graves da IRC; artigo 3: As células nucleadas sem uso do gradiente de densidade Ficoll-Paque mostraram mais eficiente para o cultivo de CTM do SCU quando comparado ao procedimento com gradiente de densidade Ficoll-Paque.

A Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) é caracterizada pela limitação persistente de trocas gasosas, usualmente progressiva e associada a uma resposta inflamatória crônica exacerbada das vias aéreas a partículas e gases nocivos. Apesar de prevenível e tratável, não se logrou até o presente uma terapêutica eficaz, que resulte na cura da doença. Neste cenário, a terapia celular apresenta-se como uma alternativa terapêutica potencialmente promissora em DPOC, bem como em outras doenças pulmonares degenerativas e de caráter inflamatório. Porém, vários aspectos da terapia celular carecem de um melhor entendimento. Um dos principais desafios ao sucesso da terapia celular são as baixas taxas de sobrevivência das células transplantadas. O Inibidor do Ativador de Plasminogênio 1 (Plasminogen Activator Inhibitor 1 - PAI-1) pode representar um potencial mediador da sobrevivência de células estromais mesenquimais (CTM) pós-transplante, pois tem sido proposto que anticorpos neutralizadores do PAI-1 auxiliam no aumento da sobrevivência de CTM no tecido-alvo da terapia celular. Desta forma, a diminuição dos níveis de PAI-1 possui um potencial terapêutico interessante, ao modular os principais processos envolvidos na criação de um ambiente pouco propício ao \"homing\" celular durante o processo de injúria. A diminuição dos níveis de PAI-1 é promovida, pela sinvastatina, fármaco da família das estatinas. Desta forma, objetivou-se com este trabalho analisar os efeitos da sinvastatina sobre a expressão do PAI-1, bem como sua influência na sobrevivência das células infundidas para terapia celular de enfisema pulmonar em modelo murino. Camundongos da linhagem FVB foram submetidos à instilação intranasal de elastase para indução de enfisema pulmonar e, posteriormente, tratados com CTM do tecido adiposo e sinvastatina. Os resultados mostraram que, quanto aos aspectos morfológicos e funcionais, considerando-se a análise conjunta de ambos os pulmões, não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos submetidos à instilação intranasal de elastase e submetidos à terapia celular com CTM tratados ou não com sinvastatina. Quando porém os pulmões foram analisados individualmente constatou-se que não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos controle e os resultados referentes ao lado direito do pulmão dos animais tratados com elastase e que receberam sinvastatina e infusão de CTM. Diferenças anatômicas entre os lados direito e esquerdo do pulmão, levaram a uma maior deposição de células no lado direito, como evidenciado pelos resultados obtidos nos ensaios de bioluminescência. Pode-se, portanto, inferir que a recuperação morfológica no lado direito do pulmão de animais com DPOC/enfisema poderia ser decorrente de um efeito regenerativo parácrino das CTM associadas à sinvastatina. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease - COPD is characterized by the persistent limitation of gas exchange, is usually progressive, and associated to a chronic augmented inflammatory response of the airways to particles and noxious gases. Despite preventable e treatable, an effective, curative therapeutic approach is yet to be achieved. In this context, cell therapy presents itself as a promising therapeutic approach for COPD and other pulmonary inflammatory and degenerative diseases. However, many aspects of cell therapy with stem cells remain unclear. One of the major challenges to the success of cell therapy are the low survival rates of transplanted cells. The Plasminogen Activator Inhibitor 1 (PAI-1) is a potential mediator of the survival of mesenchymal stromal cells (MSC) after transplantation, since PAI-1 neutralizing antibodies have been shown to increase the survival rate of MSC in the target tissue of cell therapy. Thus, the decreased levels of PAI-1 has an interesting therapeutic potential to modulate key processes involved in creating an inhospitable environment, during the process of injury, to the homing of transplanted cells. Decreased levels of PAI-1 are promoted by simvastatin, a drug of the statins family. Thus, the goal of this work was to evaluate the effect of simvastatin in vivo on the expression of PAI-1, as well as its influence on the survival rate of infused cells in mice model of cell therapy for pulmonary COPD/emphysema. FVB mice were submitted pulmonary emphysema induction by means of intranasal instillation of elastase and than treated with adipose-derived mesenchymal stem cells and simvastatin. The results regarding morphological and functional aspects, when considering the analisys of both lungs, presented no statistically significant difference among the groups submitted to intranasal instillation of elastase and cell therapy with MSC, treated or not with simvastatin. However, when the lungs where analyzed individually, it was found that there was no statistically significant difference between the control group and the results regarding the right lung of animals treated with elastase and that received simvastatin and MSC infusion. Anatomical differences between the right and left sides of the lung lead to a higher deposition of cells in the right side, as observed in the bioluminescence assays. Thus, it is possible to infer that the morphological recovery in the right side of the lung of animals with DPOC/emphysema could be due to a regenerative paracrine effect of mesenchymal stem cells associated with simvastatin.

O diabetes mellitus do tipo 1 (T1D) é uma doença autoimune mediada por células T e caracterizada pela destruição seletiva das células ? pancreáticas produtoras de insulina. Células estromais mesenquimais (MSCs) e células tronco hematopoéticas (HSCs) são os principais componentes do nicho hematopoético na medula óssea. Estas células vêm sendo utilizadas nos últimos anos em transplantes autólogos para tratamento do T1D. O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar o perfil de expressão gênica global de MSCs e HSCs de pacientes com T1D e compará-lo com células isoladas de indivíduos saudáveis através da técnica de microarray e programas específicos de bioinformática. As MSCs e HSCs foram isoladas da medula óssea de pacientes com T1D antes e após o tratamento com imunossupressão em altas doses seguida pelo transplante autólogo de células tronco hematopoéticas (AHSCT). As MSCs apresentaram valor elevado de expressão absoluta de diversas moléculas potencialmente relacionadas com suas funções de suporte à hematopoese. MSCs de pacientes diabéticos apresentaram perfil de expressão gênica global distinto das isoladas de indivíduos saudáveis, com hiper-regulação da sinalização via proteína G e hiporregulação da atividade transcricional. O receptor ?3 adrenérgico, assim como a sinalização simpática, foram hiper-expressos nas células dos pacientes. Genes que codificam moléculas que suportam a hematopoese e regulados pelo sistema nervoso simpático, VCAM1 e CXCL12, foram hiporregulados em nossa análise. Após o AHSCT, houve atenuação do perfil de expressão diferencial das MSCs dos pacientes, entretanto elas permaneceram com hiperatividade da sinalização via proteína G e déficit da atividade transcricional. As HSCs apresentaram altos níveis de expressão absoluta de diversas integrinas e receptores de citocinas e fatores de crescimento, potencialmente relacionados com funções na hematopoese. HSCs de pacientes com T1D apresentaram perfil de expressão gênica global distinto das de indivíduos saudáveis, com hiper-regulação de genes associados com a atividade transcricional. Os fatores de transcrição TCFL2 e p53, que têm papel fundamental na regulação do ciclo celular das HSCs, foram diferencialmente expressos entre as HSCs de pacientes diabéticos e controles. Assim, nossos resultados de expressão gênica global apontaram alterações intrínsecas nas HSCs e MSCs de pacientes diabéticos que podem estar relacionadas com a falha terapêutica dos transplantes autólogos. A implicação dessas alterações no desenvolvimento e patogênese do T1D permanece desconhecida e a realização de ensaios funcionais poderá esclarecer o significado biológico das mesmas. / Type 1 diabetes mellitus (T1D) is a T cell-mediated autoimmune disease, characterized by selective destruction of insulin-producing pancreatic ? cells. Mesenchymal stromal cells (MSCs) and hematopoietic stem cells (HSCs) are the main components of hematopoietic niches. In the last years, these cells are being used in autologous transplantation settings for T1D treatment. The main goal of this study was to evaluate the global gene expression profile of MSCs and HSCs from T1D patients, by using microarrays and bioinformatics specific programs. MSCs and HSCs were isolated from bone marrow of T1D patients before and after treatment with high dose immunossupression followed by hematopoietic stem cell transplantation. MSCs showed high absolute expression values of several molecules potentially related to their function of hematopoiesis support. MSCs from T1D patients exhibited distinct gene expression profile from control MSCs and presented up-regulation of the G protein-coupled receptor signaling pathway and down-regulation of transcriptional activity. The ?3 adrenergic receptor, as well the sympathetic nervous system signaling were up-regulated on patient´s cells. Genes that codify molecules which support hematopoeisis and are regulated by the symphatic nervous system, VCAM1 and CXCL12, were downregulated on our analysis. After AHSCT, there was an attenuation of the differential expression profile of MSCs from T1D patients, however they remained with G proteincoupled receptor signaling pathway hyperactivity and transcriptional activity deficit. HSCs exhibited high absolute expression values of integrins, cytokine receptors and growth factors, molecules potencially related to hematopoietic functions. HSCs from T1D patients showed distinct expression profile from control HSCs and demonstrated up-regulation of genes related to transcriptional activity. The transcription factors TCFL2 and p53, which have important role in regulating HSC cycle, were differentially expressed between HSCs from T1D patients and controls. Thus, our global gene expression analysis has revealed intrinsic alterations on MSCs and HSCs from T1D patients that could be related to the autologous transplant therapeutic failures. The implications of these alterations on the development and pathogenesis of T1D remain unknown and functional assays could unravel their biological meaning.

A lesão medular traumática é uma patologia incapacitante, ainda sem tratamento eficaz. As terapias celulares representam uma nova estratégia para o tratamento destas lesões. As células-tronco adultas são fontes potenciais para o transplante celular com o objetivo de minimizar a lesão e promover a recuperação de tecidos lesados, como a medula espinhal. O objetivo desta tese foi avaliar a eficácia do transplante de células-tronco adultas na recuperação funcional e regeneração da lesão medular traumática em modelo experimental de lesão medular contusa em ratas fêmeas Wistar. Os principais objetivos foram: a) comparar os efeitos do transplante da fração mononuclear de sangue de cordão umbilical humano e de células-tronco mesenquimais dos vasos da parede do cordão umbilical humano; b) determinar a janela terapêutica deste tipo de intervenção, comparando os implantes de células- tronco realizados 1 hora, 24 horas e 9 dias após a lesão; c) demonstrar a possível diferenciação das células-tronco implantadas, bem como sua integração no tecido lesado. Os resultados obtidos demonstraram que o transplante de células foi mais eficaz para a recuperação funcional da lesão medular em ratas Wistar quando realizado pela via de administração local 1h após a lesão, quando comparado com a administração na cisterna magna e a aplicação 9 dias a lesão. O tratamento com a fração de células mononucleares ou com as células-tronco mesenquimais do sangue do cordão umbilical 24h após a lesão, não apresentou resultado funcional significativo.Observou-se a neuroproteção do tecido medular quando foi realizado o transplante de células-tronco mesenquimais 1h após a lesão medular. As células humanas transplantadas migraram e sobreviveram no local da lesão quando administradas na cisterna magna ou quando administradas diretamente no local da lesão, porém não se diferenciaram em células gliais ou neurônios. Concluímos que o transplante de células-tronco adultas promoveu a recuperação funcional após a lesão medular contusa, principalmente quando realizado 1h após a lesão diretamente no local da lesão. Apesar das células transplantadas sobreviverem na área da lesão, não foi evidenciada diferenciação celular. / Spinal cord injury is a debilitating disease and yet no effective treatment is available. In this framework cell therapy represents a new strategy to treat this condition. Adult stem cells are potential sources for cell transplantation in order to minimize injury and promote the recovery of damaged tissues, such as the spinal cord. The purpose of this Thesis was to evaluate the action of adult stem cells in the regeneration and functional recovery of spinal cord injury in experimental contusion spinal cord injury in female Wistar rats. Main goals were: a) to compare the effects of transplantation of the mononuclear cells of human umbilical cord blood and mesenchymal stem cells of the vessel wall of human umbilical cord; b) to determine the therapeutic window of this type of intervention, comparing the stem cell implants performed 1 hour, 24 hours and 9 days after injury; c) to demonstrate the possible differentiation of cells implanted, as well as their integration into the damaged tissue. Results reported demonstrate that the transplantation of stem cells was more effective for functional recovery of spinal cord injury when performed into the site of the lesion 1 h after injury, as compared with administration in the cisterna magna 9 days after injury. Treatment with mononuclear cells and mesenchymal cells from umbilical cord blood 24 hours after injury, not showed functional outcome. Neuroprotection was observed when mesenchymal stem cells were transplanted 1 hour after spinal cord injury. The transplanted human cells survived and migrated to the site of injury either when administered in the cisterna magna or directly onto the injury site, but did not differentiated into glial cells or neurons. It is suggested that the transplantation of adult stem cells promotes functional recovery after spinal cord injury when performed 1 hour after injury directly at the injury site, however differentiation of transplanted cells was not detected.

A lesão medular traumática é uma patologia incapacitante, ainda sem tratamento eficaz. As terapias celulares representam uma nova estratégia para o tratamento destas lesões. As células-tronco adultas são fontes potenciais para o transplante celular com o objetivo de minimizar a lesão e promover a recuperação de tecidos lesados, como a medula espinhal. O objetivo desta tese foi avaliar a eficácia do transplante de células-tronco adultas na recuperação funcional e regeneração da lesão medular traumática em modelo experimental de lesão medular contusa em ratas fêmeas Wistar. Os principais objetivos foram: a) comparar os efeitos do transplante da fração mononuclear de sangue de cordão umbilical humano e de células-tronco mesenquimais dos vasos da parede do cordão umbilical humano; b) determinar a janela terapêutica deste tipo de intervenção, comparando os implantes de células- tronco realizados 1 hora, 24 horas e 9 dias após a lesão; c) demonstrar a possível diferenciação das células-tronco implantadas, bem como sua integração no tecido lesado. Os resultados obtidos demonstraram que o transplante de células foi mais eficaz para a recuperação funcional da lesão medular em ratas Wistar quando realizado pela via de administração local 1h após a lesão, quando comparado com a administração na cisterna magna e a aplicação 9 dias a lesão. O tratamento com a fração de células mononucleares ou com as células-tronco mesenquimais do sangue do cordão umbilical 24h após a lesão, não apresentou resultado funcional significativo.Observou-se a neuroproteção do tecido medular quando foi realizado o transplante de células-tronco mesenquimais 1h após a lesão medular. As células humanas transplantadas migraram e sobreviveram no local da lesão quando administradas na cisterna magna ou quando administradas diretamente no local da lesão, porém não se diferenciaram em células gliais ou neurônios. Concluímos que o transplante de células-tronco adultas promoveu a recuperação funcional após a lesão medular contusa, principalmente quando realizado 1h após a lesão diretamente no local da lesão. Apesar das células transplantadas sobreviverem na área da lesão, não foi evidenciada diferenciação celular. / Spinal cord injury is a debilitating disease and yet no effective treatment is available. In this framework cell therapy represents a new strategy to treat this condition. Adult stem cells are potential sources for cell transplantation in order to minimize injury and promote the recovery of damaged tissues, such as the spinal cord. The purpose of this Thesis was to evaluate the action of adult stem cells in the regeneration and functional recovery of spinal cord injury in experimental contusion spinal cord injury in female Wistar rats. Main goals were: a) to compare the effects of transplantation of the mononuclear cells of human umbilical cord blood and mesenchymal stem cells of the vessel wall of human umbilical cord; b) to determine the therapeutic window of this type of intervention, comparing the stem cell implants performed 1 hour, 24 hours and 9 days after injury; c) to demonstrate the possible differentiation of cells implanted, as well as their integration into the damaged tissue. Results reported demonstrate that the transplantation of stem cells was more effective for functional recovery of spinal cord injury when performed into the site of the lesion 1 h after injury, as compared with administration in the cisterna magna 9 days after injury. Treatment with mononuclear cells and mesenchymal cells from umbilical cord blood 24 hours after injury, not showed functional outcome. Neuroprotection was observed when mesenchymal stem cells were transplanted 1 hour after spinal cord injury. The transplanted human cells survived and migrated to the site of injury either when administered in the cisterna magna or directly onto the injury site, but did not differentiated into glial cells or neurons. It is suggested that the transplantation of adult stem cells promotes functional recovery after spinal cord injury when performed 1 hour after injury directly at the injury site, however differentiation of transplanted cells was not detected.