L’objectif de ce travail est de caractériser les effets antifibrotiques et angiogéniques de la FVS et d’évaluer l’impact du contexte sclérodermique sur ces propriétés angiogéniques. D’autre part, d’identifier une stratégie de monitoring biologique de cette thérapie applicable au contexte sclérodermique.Le premier volet a été de déterminer si la FVS injectée localement peut limiter les processus de fibrose in vivo. L’injection de FVS réalisée précocement ou tardivement s'accompagne d'une réduction significative de la surface de fibrose au profit des surfaces musculaires dans un modèle porcin d’incontinence urinaire. Le deuxième volet a été de rechercher si le contexte autologue de la sclérodermie systémique affecte les propriétés angiogéniques de la FVS. Cette étude a montré une légère altération de la capacité angiogénique sur des tests de Matrigel Plug in vivo associé à une signature transcriptomique de la FVS de patients sclérodermiques. Le troisième volet a été d’identifier une stratégie de monitoring biologique utile pour évaluer objectivement l’impact de nouvelles thérapies sur la vasculopathie associée à la sclérodermie systémique. L’élévation des PECs et de la Fractalkine prédisent de manière indépendante le score de sévérité de la maladie et la gravité de la fibrose pulmonaire. Ce travail a ainsi permis de progresser dans le développement d’une thérapie cellulaire innovante pour limiter la vasculopathie ischemique et la fibrose à l’origine du handicap des mains chez les patients sclérodermique et de monitorer son efficacité dans le futur. / The aim of this work is to characterize the antifibrotic and angiogenic effects of FVS and to evaluate the impact of the scleroderma context on these angiogenic properties. On the other hand, to identify a strategy of biological monitoring of this therapy applicable to the sclerodermic context.The first step was to determine whether locally injected FVS can limit fibrosis in vivo. The injection of SVF performed early or late is accompanied by a significant reduction in the area of fibrosis in favor of muscle surfaces in a porcine model of urinary incontinence. The second component was to investigate whether the autologous context of systemic scleroderma affects the angiogenic properties of SVF. This study showed a slight alteration of angiogenic capacity on in vivo Matrigel Plug assays associated with a transcriptomic signature of SVF of scleroderma patients. The third component was to identify a biological monitoring strategy that could be used to objectively evaluate the impact of new therapies on vasculopathy associated with systemic sclerosis. The elevation of EPCs and Fractalkine independently predict the severity score of the disease and the severity of pulmonary fibrosis.This work has made it possible to progress in the development of an innovative cell therapy to limit the ischemic vasculopathy and the fibrosis causing hand handicap in scleroderma patients and to monitor its effectiveness in the future.

Les thérapies anti-tumorales se sont considérablement améliorées au cours de la dernière décennie. Toutefois, les traitements utilisés actuellement rencontrent d'importantes limitations, notamment dans le cas de cancers métastatiques, révélant l'urgence de développer de nouvelles approches. Ainsi, l'immunothérapie par transfert adoptif de cellules T représente une approche innovante particulièrement prometteuse. Son principe s'appuie sur l'injection de cellules T autologues spécifiques d'antigènes tumoraux, préalablement manipulées et amplifiées ex vivo, chez des patients rendus lymphopéniques par chimiothérapie et/ou radiothérapie. Toutefois, même si l'état lymphopénique est induit par ces 2 protocoles de conditionnements, leurs effets sur l'environnement de l'hôte ainsi que sur le devenir des cellules T greffées étaient, jusqu'à nos travaux, mal connus. Par le biais de modèles murins, nous avons pu démontrer que le devenir des cellules T diffère après transfert dans des souris irradiées ou traitées par chimiothérapie (Bu/Cy). Ainsi, après transfert dans des animaux irradiés, on observe une prolifération préférentielle des cellules T CD8, dépendante de l'IL-7, est observée alors qu'un transfert chez des souris traitées Bu/Cy se traduit par une prolifération rapide, indépendante de l'IL-7, des cellules T CD4. De plus, ces comportements sont associés à d'importantes modifications de l'environnement généré chez l'hôte. Plus spécifiquement, nous avons démontré, dans les organes lymphoïdes secondaires, que la localisation et la représentation des différentes sous-populations de cellules dendritiques présentes étaient différentiellement modulées par le type de conditionnement utilisé. Par ailleurs, l'élimination spécifique des cellules CD11c+ chez des souris traitées Bu/Cy était accompagnée d'une inhibition importante de la prolifération rapide des cellules T CD4 greffées. L'ensemble de nos travaux montrent que les traitements lymphopéniques génèrent des environnements distincts capables de moduler le devenir des cellules T greffées.Durant ma thèse, nous avons également abordé de façon originale un aspect novateur de l'environnement en étudiant le rôle potentiel des nutriments comme régulateurs métaboliques des fonctions effectrices des cellules T. La glutamine est l'acide aminé le plus abondant du plasma, pouvant contribuer aux besoins bionénergétiques et biosynthétiques des cellules T en prolifération. Nous avons démontré dans nos travaux qu'une carence en glutamine lors de l'activation de cellules T CD4 par leur TCR entrainait un délai dans l'activation de la voie mTOR, une réduction de la production intracellulaire d'ATP aux temps précoces et se traduisait par une diminution de la prolifération. De plus, ces conditions étaient associées à une augmentation de la conversion de cellules CD4 T naïves, via TGFβ, en cellules régulatrices Foxp3+ , y compris en condition de polarization Th1. Par contre, la carence en glutamine n'a pas inhibé la différenciation Th2. Les cellules T Foxp3+ ainsi générées en condition limitante de glutamine présentaient in vivo des fonctions suppressives aussi efficaces que celles des cellules régulatrices nTregs. En effet, elles ont la capacité de bloquer l'induction de la colite provoquée par la greffe de cellules T effectrices dans des souris Rag2-/- . Nos travaux démontrent ainsi que l'environnement métabolique peut être un régulateur clé de la différenciation des cellules T CD4. L'ensemble de mes travaux de thèse ont mis en évidence de nouveaux paramètres capables de potentiellement modifier la survie et la réactivité des cellules T greffées. / Anti-tumor therapies have improved significantly over the decade. However, the currently used treatments have important limitations, notably for metastatic cancers, and the development of new approaches is therefore a high priority. Adoptive T cell therapy (ACT) represents an innovative strategy that has shown much promise. This therapy is based on the infusion of tumor-specific T cells, which have been manipulated and expanded ex vivo, into patients who have been rendered lymphopenic by chemotherapy and/or irradiation. It is interesting to note that while lymphodepletion is attained by the vast majority of conditioning regimens, the effects of these protocols on the host environment and potentially, on the destiny of adoptively-transferred T cells had not been elucidated prior to the studies which we initiated. Using a murine model, we found that the fate of adoptively-transferred T cells differs markedly in mice rendered lymphopenic by sub-lethal irradiation as compared to a busulfan/cyclophosphamide (Bu/Cy) chemotherapy regimen. Irradiation-mediated lymphopenia resulted in a skewed IL-7-dependent proliferation of donor CD8+ T cells, whereas Bu/Cy treatment led to an increased IL-7-independent, rapid CD4+ T cell proliferation. These alterations in T cell proliferation were associated with striking changes in the host microenvironment. More specifically, we demonstrated that the proportion and localization of different dendritic cell (DC) subsets in lymphoid organs were differentially affected by the type of conditioning. Furthermore, we found that these DC controlled the rapid donor CD4+ T cell division detected in Bu/Cy-treated mice as depletion of CD11c+ DC inhibited this proliferation. Altogether, our studies demonstrate that lymphopenic regimens generate distinct host environments which modulate the fate of adoptively-transferred T cells. Durind my PhD, we also investigated an original and novel aspect of the microenvironement by studying the potential role of nutrients as metabolic regulators of T cell effector function. Glutamine is the most abundant amino acid in the plasma and contributes to the bioenergetic and biosynthetic requirements of proliferating T cells. Here, we demonstrated that activation of CD4+ T cells under glutamine-deprived conditions results in a delayed mTOR activation with reduced early ATP production and decreased proliferation. Moreover, these conditions resulted in the conversion of naïve CD4+ T cells into Foxp3+ regulatory T cells (Tregs). This de novo Treg differentiation occurred even under Th1-polarizing conditions and was TGFβ-dependent. Interestingly, glutamine deprivation did not inhibit Th2 differentiation. Importantly, these converted Foxp3+ T cells showed enhanced in vivo persistence and were highly suppressive, completely protecting Rag-deficient mice from the development of autoimmune inflammatory bowel disease as efficiently as natural-occuring Tregs. Thus, our data reveal the external metabolic environment to be a key regulator of a CD4 T lymphocyte's differentiation. Altogether, the data generated during my PhD provide new insights into the identification of parameters that can potentially alter the survival and reactivity of adoptively-transferred T cells.

Introdução: Células-troco mesenquimais (CTM) vêm mostrando seus benefícios na doença do enxerto-versus-hospedeiro (DECH), observada no transplante de células tronco hematopoéticas (TCTH), existem três questões em aberto: (1) Expansão de CTM em meio de cultura suplementado com soro fetal bovino (SFB), pelo o risco de xenorreação; (2) Otimização de condições de cultura para a obtenção, em tempo hábil, de um numero que permita de 4 a 6 infusões de 2x106cells/kg do receptor; (3) Obter células do doador de medula óssea, evitando assim a utilização de um terceiro doador. Objetivos: Este estudo foi desenhado para comparar o lisado de plaquetas (LP) e o SFB na expansão de CTM, a densidade de plaqueamento das células e os dias entre cada passagem, e para investigar se as células nucleadas totais obtidas da bolsa e filtro do TCTH, podem ser utilizadas para expansão de CTM para utilização clínica. Métodos: Células residuais foram removidas do filtro e da bolsa utilizados para o TCTH, plaqueadas e depois da primeira passagem foram cultivadas em diferentes concentrações com SFB ou LP e observado o número de dias que levaram para chegar a 80% de confluência. Em seguida, as culturas com as mesmas densidades de plaqueamento foram suplementadas com LP ou SFB e depois de sete dias contou-se o número de células para analisar o quanto elas cresceram nesse período. Resultados: A proliferação de CTM, na presença de LP e SFB foi em média 11,88 e 2,5 vezes, respectivamente, num período de 7 dias. A concentração mais elevada de células usando LP demorou menos tempo para atingir a confluência, em comparação com os três inferiores. Este estudo sugere que o LP é a melhor escolha como suplemento para expandir CTM, e permite a proliferação de um número suficiente de CTM de doadores para uso clínico. / Introduction: Mesenchymal stromal cells (MSC) have shown their benefits in graft-versus-host disease (GVHD), with three unsettled matters:(1) MSCs expansion in medium with Fetal Calf Serum (FCS) and its risk of xenoreaction; (2) The number of cells indicated for therapy is 2x106cells/Kg with the need to optimize expansion, number and time wise; and (3) the utilization of third party donors. Aims: This study was designed to compare the platelet lysate (LP) and FCS on the expansion of MSC, the optimal cell plating density and days between each pass, and to investigate if donor total nucleated cells (TNC) obtained from the washouts of hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) explants can be expanded to be used at clinical grade. Methods: TNC were removed, plated and after the first passage were cultivated in different concentrations with FCS or PL and the number of days reach 80% of confluence was observed. Next, cultures with the same plating density were fed either with PL or FCS and after seven days counted to analyze how much they have grown in that period. Results: The proliferation of mesenchymal stromal cells in the presence of PL and SFB was averaged 11.88 and 2.5 times, respectively, in a period of 7 days. The highest concentration of plating cells using PL, took less time to reach confluence as compared with the three lower ones. This study suggests that the PL is the best choice as a supplement to expand MSC, and allows the proliferation of a sufficient number of donors MSC at P2 for clinical use.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2014-05-22T16:58:19Z No. of bitstreams: 1 Bruno Solano de Freitas Souza Terapia... 2012.pdf: 11192595 bytes, checksum: bbf17ad75e0d20605c6fd2274da72034 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-22T16:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Solano de Freitas Souza Terapia... 2012.pdf: 11192595 bytes, checksum: bbf17ad75e0d20605c6fd2274da72034 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / Introdução e objetivos: A insuficiência hepática aguda (IHA), apesar de rara, permanece como uma condição rapidamente progressiva e frequentemente fatal. A intoxicação por acetaminofen (APAP) induz necrose hepática maciça e frequentemente leva à morte por edema cerebral. Terapias celulares são de grande interesse como potenciais tratamentos para IHA. Neste projeto foi avaliado o potencial terapêutico das células mononucleares da medula óssea (CMMO) em um modelo experimental de IHA induzida por APAP em camundongos. Métodos: A IHA foi induzida em camundongos C57Bl/6, previamente submetidos à dieta alcoólica por três semanas, através da administração de APAP na dose de 300 mg/kg por via intraperitoneal. Após a indução da IHA, os camundongos foram transplantados, por via endovenosa, com 107 CMMO obtidas de doadores transgênicos para a proteína verde fluorescente (GFP) ou injetados com salina. As curvas de sobrevivência, os níveis plasmáticos de aminotransferases, amônia, uréia e creatinina, a extensão da necrose hepática, o infiltrado inflamatório e a expressão de citocinas e metaloproteinases foram avaliados. A microscopia confocal foi utilizada para estudar a migração das células transplantadas para o fígado. A permeabilidade da barreira hemato-encefálica foi avaliada pela injeção do corante azul de Evans (AE) por via endovenosa. Resultados: Observou-se que os camundongos tratados com CMMO apresentaram uma redução significativa da mortalidade, com uma taxa de 60% de sobrevivência quando comparados a 20% de sobrevivência do grupo controle. As células transplantadas migraram para o fígado, mas não foi observada a diferenciação destas em células hepáticas ou fusão celular. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas na extensão de necrose hepática no fígado, nos níveis plasmáticos de transaminases e amônia, na intensidade do infiltrado inflamatório no fígado entre os dois grupos com IHA, bem como nos níveis hepáticos das citocinas TNF-a e IL-10 e de transcritos para adrenomedula e endotelina 1 no cérebro, assim como na atividade da metaloproteinase 9 no soro. No entanto, observou-se uma redução dos níveis séricos de TNF-a no grupo tratado com CMMO quando comparado ao grupo injetado com salina. Esta redução está correlacionada ao aumento do mRNA para IL-10 na medula óssea e no baço dos animais tratados com CMMO. A avaliação do extravasamento do corante azul de Evans para o cérebro demonstrou que o grupo tratado com células mononucleares da medula óssea apresentou uma redução da permeabilidade da barreira hemato-encefálica quando comparado ao grupo injetado com salina. Conclusão: As CMMO exercem um efeito protetor em camundongos com IHA induzida por APAP, sem alterar o dano hepático, provavelmente através da modulação da resposta inflamatória sistêmica e da diminuição da permeabilidade da barreira hemato-encefálica. / Introduction and objectives: Acute liver failure (IHA), although rare, remains a rapidly progressive and often fatal condition. Poisoning by acetaminophen (APAP) induces a massive hepatic necrosis and often leads to death by cerebral edema. Cell therapies are of great interest as potential treatments for IHA. In this project we evaluated the therapeutic potential of bone marrow mononuclear cells (BMC) in an experimental model of IHA induced by APAP in mice. Methods: The IHA was induced in C57BL/6 mice previously submitted to the alcohol diet for three weeks by the administration of APAP at a dose of 300 mg / kg, intraperitoneally. After induction of IHA, the mice were transplanted intravenously with 107 BMC obtained from donors transgenic for green fluorescent protein (GFP) or injected with saline. The survival curves, plasma levels of aminotransferases, ammonia, urea and creatinine, the extent of hepatic necrosis, inflammatory infiltrate and the expression of cytokines and metalloproteinases were evaluated. Confocal microscopy was used to study the migration of transplanted cells to the liver. The permeability of the blood-brain barrier was assessed by injection of Evans blue dye (AE) intravenously. Results: We found that mice treated with BMC showed a significant reduction in mortality, with a rate of 60% survival compared to 20% survival in the control group. The transplanted cells migrated to the liver, but we did not observe the differentiation of these cells or fusion with liver cells. There were no statistically significant differences in the extent of hepatic necrosis in the liver, plasma levels of transaminases and ammonia, and in the intensity of the inflammatory infiltrate in the liver between the two groups with IHA, as well as in hepatic levels of TNF-α and IL-10, transcripts for endothelin 1 and adrenomedullin in the brain and serum metalloproteinase 9 activity. However, there was a reduction of serum TNF-α in BMC-treated group compared to the group injected with saline. This decrease correlated with the increase in IL-10 mRNA expression in the bone marrow and spleen of BMC-treated mice. The assessment of Evans blue extravasation into the brain showed that the group treated with BMC had a reduced permeability of the blood-brain barrier compared to the group injected with saline. Conclusion: Bone marrow mononuclear cells exert a protective effect in mice with APAPinduced IHA, without changing the liver injury, probably through modulation of systemic inflammatory response and decrease the permeability of the blood-brain barrier.

No campo da pesquisa clínica, o manual de Boas Práticas Clínicas (BPC) é um padrão de qualidade que garante não só que a segurança, os direitos e o bem-estar dos participantes destes estudos sejam protegidos, mas também que a credibilidade e precisão dos dados sejam garantidas. Com o avanço das pesquisas envolvendo terapia celular (TC), são necessários a mesma atenção e acompanhamento dado a ao estudo clínico envolvendo fármacos. Além disso, é necessário que a TC trabalhe de acordo com as Boas Práticas de Manufatura (BPM) desenvolvendo um alto padrão de qualidade para produção celular. O objetivo deste estudo foi discutir as BPC, BPM e os aspectos regulatórios em pesquisa clínica com TC. Trata-se de uma pesquisa com abordagem qualitativa, de cunho exploratório e com revisão bibliográfica, desenvolvida no Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Do mesmo modo em que ocorrem com pesquisas farmacológicas, pesquisas com terapia celular devem seguir os parâmetros de BPC e BPM, além de obedecer às legislações pertinentes. É necessário, além de infraestrutura autorizada e capacitada a produzir o produto em estudo, uma equipe multiprofissional treinada, com um amplo conhecimento acerca de BPC, BPM e legislações pertinentes ao tema, garantindo, assim, segurança e rigor na condução deste tipo de estudo. / In the field of clinical research, the Good Clinical Practice (GCP) manual is a quality standard that ensures not only the safety, rights and welfare of participants, but also that the credibility and accuracy of the data are guaranteed. Due to the advancement in research involving cell therapy (CT), the same attention and monitoring as a clinical study involving drugs becomes necessary. In addition, CT works in compliance with Good Manufacturing Practices (GMP) developing a high quality standard for cell production. The objective of this study was to discuss GCP, GMP and regulatory aspects of clinical research with CT. This is a qualitative research of exploratory nature and literature review, developed at the Hospital de Clínicas de Porto Alegre. As with pharmacological research, cell therapy research should follow the GCP and GMP parameters, in addition to complying with the relevant legislation. It is necessary, in addition to an authorized infrastructure capable of producing the product under study, a multi-professional group trained, with a wide knowledge about GCP, GMP and relevant legislations, thus ensuring safety and rigor in the conduction of this type of study.

Enxertos livres de pele de espessura total são indicados para cobrir grandes defeitos de pele em superfícies flexoras ou em extremidades distais e sofrem lesão por isquemia e reperfusão pela própria natureza do procedimento cirúrgico. O objetivo deste trabalho foi testar a associação de células tronco mesenquimais de origem adiposa (ADSCs) heterólogas a enxertos cutâneos autólogos de espessura total em ratos Wistar. Enxertos de 12 mm de diâmetro foram executados no dorso de 30 ratos, em dois locais: cranial e caudal. Os ratos foram distribuídos em seis grupos (n=5): grupo ADSC_G recebeu, no enxerto, 1x106 ADSCs em 200 μL de Solução Salina 0,9% (SS); grupo ADSC_B recebeu 1x106 ADSCs em 200 μL de SS na borda do leito receptor; grupo ADSC_GB, metade da mesma suspensão na borda e outra metade no enxerto. Os grupos controle, SS_G e SS_B, receberam apenas SS no enxerto ou nas bordas respectivamente. No grupo S, o enxerto não recebeu nenhum tratamento durante as cirurgias. Curativos do tipo tie-over permaneceram até o 5º dia. Na cirurgia (d0), aos 5 (d5) e 14 (d14) dias de pós-operatório, os desenhos dos enxertos foram digitalizados e suas áreas mensuradas (software ImageJ). As avalições clínicas consideraram peso, presença de secreções e ocorrência de epidermólise. A planimetria demonstrou a taxa de pele normal, de pele avermelhada e de ulceração, assim como a contração dos enxertos entre os intervalos d0–d5, d5-d14 e d0-d14. As amostras dos enxertos foram obtidas em d14 para coloração com Hematoxilina e eosina e Tricrômico de Masson. A epiderme foi avaliada para espessamento, ceratose, acantose, degeneração hidrópica, infiltrado inflamatório. A derme foi avaliada quanto a rarefação pilosa, tecido de granulação, infiltrado inflamatório, deposição de colágeno. Os resultados foram expressos em média e desvio padrão, e a análise estatística utilizou as Equações de Estimações Generalizadas (GEE), com nível de significância de 5%. O grupo ADSC_G apresentou melhores aspectos macroscópicos, menos ocorrência de epidermólise e de rarefação pilosa e uma das menores médias de área de ulceração, juntamente com os outros grupos tratados com ADSCs. O grupo ADSC_G demonstrou as menores médias de alterações histopatológicas como: espessamento da epiderme, degeneração hidrópica, tecido de granulação. O mesmo grupo ficou entre as menores médias de acantose e infiltrado inflamatório na derme, ao mesmo tempo que apresentou as maiores médias de VEGF no subcutâneo e no tecido de granulação. Dessa forma, pode-se concluir que as ADSCs protegeram os enxertos dos efeitos deletérios da isquemia, assim como e sugerem-se novos estudos em fases iniciais da cicatrização para compreensão dos mecanismos envolvidos. / Evaluation of adipose derived stem cells (ADSC) effect on full-thickness skin graft (FTSG) as a wound healing model in ischemic conditions. Two 12 mm diameter FTSGs were harvested and placed onto dorsal recipient beds of twenty-four Wistar rats, in two anatomic regions: cranial and caudal. Rats were randomized into five groups. Before grafting, group E FTSGs received subfascial injection of 1X106 ADSCs diluted in 200 μL of physiologic saline. Group EC FTSGs received only physiologic saline. Group B received ADSCs in the recipient bed edges; group C received physiologic saline in the edges. Group ADSC_GB received the same ADSCs number and volume, half in the graft and half in the edges. Using planimetry, grafts were analyzed for graft´s contraction rate (d0, d5, d14), normal skin rate and occurrence of epidermolysis and failure rate (d14). FTSGs samples were obtained on the d14 to hematoxylin-eosin and Masson’s Trichrome staining for epidermal analysis (epidermal thickening, keratosis, acanthosis, hydropic degeneration, inflammatory infiltrate) and dermal analysis (hairless, granulation tissue, inflammatory infiltrate, collagen deposition). The obtained results were expressed by mean (n=5). Statistical significance (p<0,05) was calculated using Generalized Estimating Equations. The ADSC_G group had better macroscopic aspects, less occurrence of epidermolysis and hairless and one of the lowest averages of ulceration area, along with the other groups treated with ADSCs. The ADSC_G group showed the lowest mean on the histopathological changes measured such as thickening of the epidermis, hydropic degeneration, less granulation tissue. The same group was among the lowest acanthosis and inflammatory infiltrate averages in the dermis, while presented with the greatest of VEGF average in the subcutaneous and in the granulation tissue. Thus it can be concluded that the ADSCs may have protected the grafts from the deleterious effects of ischemia and suggest new studies in the early stages of healing to understand the mechanisms involved.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2012-08-29T20:39:47Z No. of bitstreams: 1 Siane Campos. Avaliação dos efeitos de terapias com celulas de medula óssea modelo experimental de diabetes mellitus tipo 2.pdf: 7027812 bytes, checksum: 4b12aa1315741fb327aacac8f55889a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-08-29T20:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siane Campos. Avaliação dos efeitos de terapias com celulas de medula óssea modelo experimental de diabetes mellitus tipo 2.pdf: 7027812 bytes, checksum: 4b12aa1315741fb327aacac8f55889a7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, Bahia, Brasil / O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma disfunção metabólica que afeta milhões de pessoas em números crescentes em todo o mundo. É caracterizado pela resistência dos tecidosalvo à insulina e/ou defeitos na sua secreção, acarretando uma hiperglicemia crônica, que pode gerar danos no sistema cardiovascular, nervoso, olhos, rins e fígado e representam um ônus para os sistemas de saúde. Doença de etiologia múltipla, o DM2 resulta da interação entre predisposição genética e fatores ambientais, destacando-se a obesidade. O tratamento do DM2 geralmente envolve mudanças de hábito e drogas anti-hiperglicemiantes ou hipoglicemiantes que podem acarretar efeitos colaterais. As recentes descobertas sobre a plasticidade e o potencial terapêutico das células-tronco de medula óssea indicam uma possível aplicação destas no tratamento do DM2 e suas complicações. Para investigar esse potencial, foi estabelecido um modelo de diabetes em camundongos C57Bl/6 através da administração de dieta hipergordurosa. Após o período de indução, os animais apresentavam obesidade, hiperglicemia, intolerância à glicose, proteinúria e esteato-hepatite não-alcoólica. Camundongos C57Bl/6 fêmeas não desenvolvem obesidade, hiperglicemia e DM2 quando submetidas à mesma dieta que os machos. Apenas os machos foram então tratados com células mononucleares de medula óssea e acompanhados durante seis meses. A terapia com células mononucleares de medula óssea não reduz o peso corpóreo dos animais obesos e diabéticos. Três e seis meses após a terapia, não foi observada redução da glicemia de jejum dos animais.Três meses após a terapia, observou-se redução da intolerância a glicose nos animais alimentados com dieta high-fat.Houve uma redução da fibrose perissinusoidal no fígado após 3 meses de terapia e esta diferença se manteve até 6 meses após a terapia. / Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a metabolic disorder that affects millions of people and grows worldwide. It is characterized by insulin resistance in peripheral tissues and/or impaired insulin secretion, leading to chronic hyperglycemia associated with long-term consequences that include damage and dysfunction of the cardiovascular system, eyes, kidneys and nerves. T2DM is a multifactorial disease determined by genetic and environmental factors, especially obesity. The usual treatment involves antihyperglycemic and hypoglycemic drugs that can provoke undesirable side effects. Recent findings on hematopoietic stem cell plasticity and therapeutic potential suggest their use as an alternative treatment for T2DM and its consequences. In order to investigate this potential, a model of diabetes was induced in C57Bl/6 mice through administration of a high-fat diet. Animals developed obesity, hyperglycemia, glucose intolerance, proteinuria and nonalcoholic steato-hepatitis. Female C57Bl/6 mice do not developed obesity, hyperglycemia and T2DM when submitted the male’s diet. After the induction period, only the male mice were treated with bone marrow mononuclear cells and observed during 6 months. Cell mononuclear from bone marrow therapy do not reduced body weight from obesity and diabetes animals. Three and six months after the therapy, we do not observed reduction from glycemia. Three months after the therapy, observed reduction glucose intolerance in mice high-fat fed. Reduction in fibrosis perisinusoidal liver after thee months from therapy and this difference still until six months after therapy.

A criocirurgia tem sido utilizada no tratamento de diferentes enfermidades de sistemas e órgãos, tanto na medicina humana quanto na medicina veterinária, sendo sua maior indicação o tratamento de dermatopatias. Contudo, efeitos adversos como a cicatrização lenta, cicatrizes extensas, disfunção estética e funcional, são relatados após a aplicação da substância criogênica. Ainda, existem as lesões que ocorrem naturalmente pela exposição ao frio extremo, afetando principalmente o nariz, dedos das mãos e pés ou orelhas. Na maioria das vezes resultam em gangrena e são bem comuns nos habitantes dos polos, turistas e praticantes de modalidades na neve. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência das células-tronco mesenquimais de origem adiposa (ADSCs) na cicatrização de feridas cutâneas padronizadas e induzidas pelo nitrogênio líquido em ratos em duas fases da cicatrização cutânea: fase de proliferação e fase de remodelação. Utilizaram-se 83 ratos Wistar, machos, hígidos, com oito semanas de idade, sendo três animais usados como doadores de tecido adiposo para posterior obtenção das ADSCs e, 80 animais divididos aleatoriamente em oito grupos de tratamento (n=10). Através da aplicação do nitrogênio líquido pela técnica do spray aberto, realizou-se a indução de uma ferida, de aproximadamente 15 mm de diâmetro, na região dorsal de cada rato. A ferida recebeu o tratamento de acordo com o grupo ao qual pertencia: a) aplicação das ADSCs, por via subcutânea, no 15º dia (T1), no 30º dia (T2) ou nos dois tempos mencionados (T3) após a indução da lesão; b) aplicação da solução cloreto de sódio 0,9%, por via subcutânea, no 15º dia (S1), no 30º dia (S2) ou nesses dois tempos (S3) após a indução da lesão; c) nenhuma intervenção até o momento da eutanásia dos animais no 45º dia (C1) ou no 60º dia (C2). Macroscopicamente, a cada cinco dias, analisaram-se as medidas das lesões e calculou- se a área e a taxa de contração cicatricial das mesmas. No 45º ou no 60º dia pós- operatório, procedeu-se à coleta das biópsias para avaliação histopatológica e imuno- histoquímica. Com base nos resultados obtidos concluiu-se que: 1) o grupo T1 apresenta as maiores taxas de contração média das feridas no 20º e 25º dia; 2) o grupo T3 obteve a maior taxa de contração média das feridas no 30º dia pós-operatório; 3) o grupo T2 apresenta as maiores taxas de contração média das feridas no 55º e 60º dia; 4) o grupo T1 obteve diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo sham (S3) quanto à neovascularização, avaliada pela técnica de imuno-histoquímica com o VEGF; 5) o grupo sham (S1) obteve diferença estatística significativa em relação aos grupos tratados com as ADSCs (T2 e T3) quanto à proliferação epitelial, avaliada pela técnica de imuno-histoquímica com o anticorpo Ki-67; 6) a terapia com as ADSCs proporciona uma relevante evolução clínica das feridas, podendo ser constatada ao final do período de avaliação por cicatrizes mais estreitas e compridas com as medidas da área final inferiores às cicatrizes dos grupos controle (C1 e C2) e sham (S1, S2 e S3). Propõem-se a necessidade de novos estudos com as ADSCs na cicatrização de lesões cutâneas provocadas pela criocirurgia ou por outra modalidade de congelamento, realizando biópsias com análises histopatológicas e imuno-histoquímicas em períodos de tempo menores e maiores aos realizados nesse estudo, a fim de detectar, respectivamente, diferenças no processo de cicatrização imediatamente após a aplicação das ADSCs e, também, acompanhar o remodelamento da cicatriz por um período mais longo. / Cryosurgery has been used to treat different diseases of systems and organs in both human and veterinary medicine. Although treatment of skin disorders is the leading indication, adverse effects such as delayed wound healing, large scars, esthetical deformation and functional impairment have been reported from administration of cryogenic substance. Beside that there are injuries caused naturally by the exposure to extreme cold weather conditions, which affect specially nose, fingers, toes and ears, mostly resulting in gangrene. These frostbites are very common in people who live in the Poles, tourists and snowboarders. This study aims to evaluate the influence of adipose-derived stem cells (ADSCs) on cutaneous wound healing that were standardized and induced by liquid nitrogen in rats according to two phases of cutaneous healing: proliferation phase and remodelling phase. For research purposes, 83 male, healthy and eight-weeks-old Wistar rats were required. Among 83 rats, three were used as adipose tissue donor for later ADSCs obtention and 80 Wistar rats were randomly divided in eight treatment groups (n=10). Through the application of liquid nitrogen by spraying technique, a 15 millimetres in diameter lesion was produced in the dorsal region of each rat. The wound received treatment according to the group it belonged: a) subcutaneously ADSCs application on the 15th day (T1), on the 30th day (T2) or in both periods mentioned (T3) after wound induction; b) subcutaneously application of 0.9% sodium chloride solution on the 15th day (S1), on the 30th day (S2) or in both periods mentioned (S3) after wound induction; c) no intervention until euthanasia on the 45th day (C1) or 60th day (C2) Macroscopically, every five days, the wounds were measured to calculate their area and healing rate. On the 45th and 60th postoperative day, biopsies were performed for histopathological and immunohistochemical evaluations. By the obtained results, the study concludes that:1) T1 group shows the highest wound average contraction rate on the 20th and 25th day; 2) T3 group presents the highest wound average contraction rate on the 30th postoperative day; 3) T2 group has the highest wound average contraction rate on the 55th and 60th day; 4) T1 group got a significant statistical difference in relation to sham group (S3) when it refers to neovascularization, which was evaluated by immunohistochemical technique with VEGF; 5) sham group (S1) obtained a significant statistical difference when compared to ADSCs groups (T2 and T3) with respect to epithelial proliferation, that was evaluated by immunohistochemical technique using antibody Ki-67; 6) the ADSCs therapy provides an important clinical evolution of wounds. This was verified at the end of evaluation period through narrower and longer scars with bottom end area measurements inferior to control group scars (C1 and C2) and sham group scars (S1, S2 and S3). Lastly, this paper proposes the necessity of new studies about the uses of ADSCs for cutaneous wound healing caused by cryosurgery or other sort of freeze. Furthermore it is opportune taking an action on studies that do biopsies with histopathological and immunohistochemical analyses using shorter and longer periods of time that those executed on this paper. Thus it will be possible to find out, respectively, differences on the healing process immediately after applying ADSCs and also follow up the scar remodelling for a longer period.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The study concerning the lifelong dynamic of undifferentiated cell populations present in the organism expanded the therapeutics frontiers aiming to healing several kinds of wounds and diseases. Different cell populations have been used for this purpose, as those derived from pre-implantation embryos, called embryonic stem cells (ESC); those derived from pluripotent somatic cells niches, responsible for organic regeneration throughout life, named adult stem cells (ASC); and cells derived from the bone marrow mononuclear fraction (BMNC), which has ASC and hematopoietic lineage cells at different stages of differentiation. Important barriers have been overcome aiming to elucidate benefits and risks inherent to cell therapy. However, the knowledge derives from an evolution process fraught with doubts, and there are many things to be unveiled for safe exploration of different kinds of cell therapy, mainly when allogeneic cells are used. Toxoplasmosis is an opportunistic zoonosis caused by the protozoan Toxoplasma gondii, which has a worldwide distribution and affects about a third of the human population. In the acute infection, T. gondii tachyzoites spread up and multiply themselves into host cells. Immune response leads to evasion of the protozoan in tissue cysts of (semi-latent) bradyzoites, mantaining the chronic infection of the host. Immunosuppression, as used in conditioning for allogeneic cells transplantation, is a risk factor for toxoplasmosis reactivation in chronically infected hosts. The studies presented in this thesis were performed aiming to contribute with: a. methods used for molecular detection of allogeneic cells after systemic transplantation by endovenous injection, allowing to mapping the organic distribution and the fate of these cells in recipient body; and b. understanding about interrelationships among conditioning (pharmacological immunosuppression) for transplantation, allogeneic cell therapy with BMNC and toxoplasmosis reactivation in chronically infected hosts. The study described in the Chapter 1 shows a nested-PCR test with increased sensitivity and assurance for molecular diagnosis of presence or absence of male mice cells in body fluids and tissues of female recipients after intravenous transplantation. This method, based on detection of specific DNA fragment from the Y chromosome, was effective for cells from two distinct populations: BMNC and in vitro cultured cells derived from adipose tissue. Therefore, this method can be suitable for other cell types. The study presented in the Chapter 2 shows the effects caused by an immunosuppressive pharmacological regimen with high doses of busulfan and cyclophosphamide (PCT), followed by allogeneic BMNC transplantation in a model of chronic toxoplasmosis in mice. This study was divided in three subsequent steps: I. experimental infection with type II cystogenic strain of T. gondii (ME-49) and characterization of acute and chronic toxoplasmosis; II. evaluation of the pharmacological immunosuppression effects in female Balb/c; and III. evaluation of the effects resulting from transplantation of male mice BMNC to recipient females. The pharmacological immunosuppression caused worsening of the general clinical condition of the animals and high mortality rates. This effect occurred remarkably earlier in animals chronically infected with T. gondii, showing the high risk of the combination between persistent toxoplasmosis and pharmacological immunosuppression in conditioning for allogeneic transplantation. This study showed the safety of the allogeneic BMNC transplantation in female Balb/c independently of the infection by T. gondii, provided that they have not been subjected to conditioning regimen before transplantation. In the Chapter 3, a pharmacological immunosuppressive regimen, with reduced doses of busulfan and cyclophosphamide (PCTrd), was tested as an alternative to minimize conditioning regimen inherent risks in mice chronically infected with T. gondii and submitted to allogeneic transplantation of BMNC. This study was also divided in three sequential steps: I. oral infection of female Balb/c with tissue cysts of T. gondii (cystogenic VEG strain) and monitoring over a 120 days period (chronic toxoplasmosis); II. evaluation of conditioning regimen effects using reduced doses of busulfan and cyclophosphamide (PCTrd); III. endovenous transplantation of allogeneic BMNC from male donors to the female Balb/c. The results showed the safety of the PCTrd for use in female Balb/c chronically infected with T. gondii. Reduced doses of busulfan and cyclophosphamide (PCTrd) resulted in lower incidence and intensity of clinical signs and absence of mortality, in contrast to results that were observed with high doses (PCT) recommended for myeloablation. Transplantation of allogeneic bone marrow-derived mononuclear cells from male donors was safe in the short term for female Balb/c mice submitted to PCTrd regardless of persistent infection by T. gondii. / O estudo da dinâmica das populações celulares indiferenciadas, presentes no organismo ao longo da vida, ampliou a fronteira de alternativas para o tratamento de vários tipos de lesões e de doenças. Diversas populações celulares têm sido usadas para isso, como as derivadas de embriões em fase de pré-implantação, denominadas células-tronco embrionárias (CTE); as derivadas de nichos de células somáticas pluripotentes, responsáveis pela regeneração dos tecidos orgânicos ao longo da vida, chamadas de células-tronco adultas (CTA); e as células da fração mononuclear da medula óssea (CFMO), que conta com CTA e células da linhagem hematopoiética em variados estágios de diferenciação. Importantes obstáculos têm sido superados no que se refere ao conhecimento de benefícios e de riscos inerentes à terapia celular. Contudo, a construção do conhecimento é permeada de dúvidas e há muito a ser desvendado para que se possam explorar com segurança as potencialidades das terapias celulares, especialmente usando células alogênicas. A toxoplasmose é uma zoonose oportunista causada pelo protozoário Toxoplasma gondii, que apresenta distribuição mundial e acomete cerca de um terço da população humana. Na fase aguda da infecção, taquizoítos de T. gondii disseminam-se e multiplicam-se nas células hospedeiras. A resposta imune induz a evasão do protozoário em cistos teciduais de bradizoítos (forma de semilatência), mantendo o hospedeiro cronicamente infectado. A imunossupressão, como a utilizada no pré-condicionamento para transplante de células alogênicas, é um fator de risco de reativação da toxoplasmose em portadores crônicos. Na presente tese, são apresentados estudos realizados com objetivo de contribuir com: a. métodos de detecção molecular de células alogênicas após o transplante sistêmico pela via endovenosa, permitindo o mapeamento da distribuição e do destino destas células no organismo receptor; e b. compreensão das inter-relações envolvendo pré-condicionamento (imunossupressão farmacológica) para o transplante, terapia celular alogênica com CFMO e reativação da toxoplasmose em portadores crônicos. No Capítulo 1 demonstra-se uma nested-PCR que aumenta a sensibilidade e a segurança do diagnóstico molecular de presença ou ausência de células de camundongos machos em fluidos e tecidos de receptoras fêmeas após transplante endovenoso. O método, que envolve a detecção de fragmento de DNA específico do cromossomo Y, foi eficaz para células de duas populações distintas: CFMO e células cultivadas in vitro derivadas do tecido adiposo. Portanto, o método pode ser útil para outros tipos celulares. O estudo apresentado no Capítulo 2 demonstra os efeitos de um protocolo de imunossupressão farmacológica com altas doses de busulfan e ciclofosfamida (PCT), seguido do transplante alogênico de CFMO em um modelo de toxoplasmose crônica em camundongos. Esse estudo foi dividido em três etapas subsequentes: I. infecção experimental com cepa cistogênica do tipo II de T. gondii (ME-49) e caracterização da toxoplasmose aguda e crônica; II. avaliação dos efeitos da imunossupressão farmacológica nas fêmeas Balb/c; e III. avaliação dos efeitos do transplante de CFMO de camundongos machos para as fêmeas receptoras. A imunossupressão farmacológica provocou agravamento do quadro clínico geral dos animais e altas taxas de mortalidade. Esse efeito foi notavelmente precoce nos animais cronicamente infectados por T. gondii, demonstrando o alto risco da combinação entre toxoplasmose persistente e imunossupressão farmacológica na preparação para o transplante alogênico. Demonstrou-se a segurança do transplante alogênico de CFMO em fêmeas Balb/c infectadas ou livres de infecção por T. gondii, desde que não tenham sido submetidas ao protocolo de pré-condicionamento para o transplante. No Capítulo 3, um regime de imunossupressão farmacológica com doses reduzidas de busulfan e ciclofosfamida (PCTdr) foi testado como alternativa para minimizar os riscos inerentes ao pré-condicionamento em camundongos cronicamente infectados com T. gondii e submetidos ao transplante alogênico de CFMO. Esse estudo também foi dividido em três etapas sequenciais: I. infecção oral de fêmeas Balb/c com cistos teciduais de T. gondii (cepa VEG, cistogênica) e monitoramento durante um período de 120 dias (toxoplasmose crônica); II. avaliação dos efeitos do regime de pré-condicionamento, com doses reduzidas de busulfan e ciclofosfamida (PCTdr); III. transplante alogênico endovenoso de CFMO de doadores machos para as fêmeas Balb/c. Os resultados demonstraram a segurança do PCTdr para uso em Balb/c fêmeas cronicamente infectadas com T. gondii. Doses reduzidas de busulfan e ciclofosfamida (PCTdr) resultaram em menor incidência e intensidade de sinais clínicos e ausência de mortalidade, em oposição ao ocorrido com as altas doses (PCT) recomendadas para mieloablação. O transplante alogênico de células mononucleares da medula óssea de doadores machos foi seguro no curto prazo em fêmeas Balb/c submetidas ao PCTdr, independentemente de infecção persistente pelo T. gondii.

Le syndrome cutané radio-induit (SCR) est une lésion cutanée spécifique secondaire à une irradiation localisée de forte dose, qui se caractérise par des douleurs importantes, des vagues inflammatoires extensives, un défaut de revascularisation et de cicatrisation. De nouvelles stratégies thérapeutiques peuvent être envisagées pour la prise en charge de cette pathologie avec l'émergence récente des cellules souches mésenchymateuses. Ces cellules multipotentes ont des propriétés de transdifférenciation et de sécrétion de facteurs favorisant la régénération tissulaire. L'association de la chirurgie d'exérèse, des greffes de peau autologue et des injections de cellules souches autologues isolées à partir de la moelle osseuse (Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells ou BM-MSC) a confirmé ces hypothèses mais leur utilisation reste limitée à des cas de patients isolés.L'objectif de ce travail était d'optimiser la prise en charge du SCR par thérapie cellulaire pour l'étendre aux cas d'accidents de masse ou d'irradiation hétérogène associée.Les cellules souches dérivées du tissu adipeux (ASC pour Adipose tissue derived Stem Cells), plus abondantes que les BM-MSC et présentant des propriétés pro-angiogéniques, anti-apoptotiques et immunomodulatrices équivalentes voire supérieures, ont été choisies pour développer cet outil de thérapie cellulaire. La faisabilité de différentes stratégies thérapeutiques a été évaluée dans ce travail : la constitution de banques cellulaires autologues et allogéniques, une potentialisation des effets des ASC par thérapie génique transitoire et l'utilisation du sécrétome des ASC.La constitution de banques autologues ou allogéniques de cellules souches permet de pallier le délai d'obtention de greffons de taille suffisante en termes de quantité de cellules souches. Cette stratégie évaluée sur un modèle in vivo de miniporc a démontré la pertinence des banques d'ASC autologues mais a également mis en évidence les difficultés liées aux injections d'ASC allogéniques en particulier de type immunologique.La stratégie d'optimisation des ASC par manipulation ex vivo a pour but de potentialiser leurs effets par la sécrétion d'une protéine ad hoc impliquée dans les processus de réparation tissulaire et ainsi, de diminuer la quantité de cellules injectées et donc le temps de culture. La protéine sélectionnée dans ce travail est la protéine Sonic Hedgehog (Shh) décrite comme présentant des propriétés pro-angiogéniques et anti-apoptotiques. L'évaluation d'un protocole de thérapie génique transitoire utilisant des ASC transfectées par une construction plasmidique codant pour Shh (ASC-Shh) a montré la faisabilité de cette stratégie sur un modèle in vivo de miniporc.Les effets pro-angiogéniques de même que les effets du sécrétome des ASC et ASC-Shh sur des fibroblastes irradiés ont confirmé le rôle des facteurs paracrines des ASC dans la survie cellulaire et mis en évidence la potentialisation de leurs effets pro-angiogéniques par Shh. Ainsi l'utilisation du sécrétome des ASC ou ASC-Shh apparaît également comme une stratégie pertinente permettant de s'affranchir de la compatibilité donneur-receveur lors des greffes de cellules souches.Ces différentes techniques basées sur les cellules souches dérivées du tissu adipocytaire représentent donc des stratégies prometteuses pour la prise en charge du syndrome cutané radio-induit. / Cutaneous radiation syndrome (CRS) is a specific skin lesion caused by high dose local irradiation. It is characterized by severe pain, extensive inflammatory waves, incomplete revascularization and wound healing. For the last few years, mesenchymal stem cells (MSC) have become a promising cell source for cell therapy. MSC are multipotent cells which can transdifferentiate and secrete many paracrine factors involved in tissue regeneration, and they may be considered as a new therapeutic strategy for the management of this pathology. This was confirmed by the results of works associating surgical resection, autologous skin graft and autologous bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSC) injections, although the use of the latter remains limited to isolated cases of patients.The aim of this work was to optimize the management of CRS using stem cell therapy in order to extend it to mass casualties or associated heterogeneous irradiation.Adipose tissue derived stem cells (ASC) were chosen to develop cell therapy as they are more abundant than BM-MSC and exhibit higher pro-angiogenic, anti-apoptotic and immunomodulation properties.The feasibility of different therapeutic strategies has been evaluated in this work: the establishment of autologous and allogeneic cell banks, potentiation of ASC effects by transient gene therapy and the use of ASC secretome.The constitution of autologous or allogeneic stem cell banks overcomes the cell expansion delay required to obtain stem cells of clinical quantity. This strategy was evaluated in an in vivo minipig model of CRS and the relevance of autologous ASC banks was shown but this study highlighted difficulties associated with allogeneic injections especially immunological ones.Here is also reported an ASC optimization by ex vivo manipulation that aims to decrease the amount of injected cells and culture time through the secretion of an ad hoc protein involved in tissue repair processes and thus to, decrease the amount of injected cells and therefore the culture time. The protein chosen was Sonic Hedgehog (Shh), known to be involved in pro-angiogenic and anti-apoptotic processes. The evaluation of a transient gene therapy protocol using ASC transfected with a plasmid construct encoding Shh (ASC-Shh) confirmed the feasibility of this strategy in the same minipig model of CRS.The pro-angiogenic effects as well as other effects of ASC and ASC-Shh secretome on irradiated fibroblasts have confirmed the role of ASC paracrine factors in cell survival and demonstrated potentiation of their pro-angiogenic effects by Shh. Thus the use of ASC or ASC-Shh secretome also appears as a relevant strategy to overcome the donor-recipient compatibility during stem cell transplants.These techniques based on adipose tissue derived stem cells represent promising strategies for the management of cutaneous radiation syndrome.