Introdução: O fígado é um órgão chave na manutenção da homeostasia corpórea e o transplante hepático ainda continua sendo o padrão-ouro no tratamento da insuficiência hepática aguda. A falta de doadores tem favorecido o desenvolvimento da terapia celular. Células derivadas de medula óssea podem se diferenciar em células tipo-hepatócitos em menos de 24 horas e a comunicação através de vesículas extracelulares (VEs) é um dos mecanismos propostos para explicar essa capacidade. Muitos estudos têm demonstrado que as células-tronco mesenquimais (CTMs) da medula tem alta plasticidade para se diferenciar em hepatócitos, mas os protocolos normalmente utilizados levam entre 7 e 28 dias. Objetivo: Analisar a capacidade de diferenciação das CTMs da medula em se tornar uma célula tipo-hepatócito através do mecanismo de comunicação celular por VEs em cultura (6 e 24 horas). Materiais e métodos: Para avaliar o efeito de hepatócitos primários isolados de ratos saudáveis e lesados com CCl4 na diferenciação das CTMs foi utilizado um sistema de co-cultivo com insertos que não permitem o contato entre as células colocando as CTMs na câmera superior e os hepatócitos na câmera inferior do sistema. Meio condicionado de hepatócitos com lesão foi utilizado para avaliar a capacidade das CTMs de capturar VEs e se diferenciar em célula-tipo hepatócito. Os marcadores de célula tipo-hepatócito avaliados foram expressão gênica (alfa fetoproteina, albumina e citoqueratina-18), armazenamento de glicogênio e liberação de ureia. Para rastrear VEs, hepatócitos de ratos lesados foram marcados com PKH-26. As VEs foram obtidas por ultracentrifugação do sobrenadante e analisadas por citometria de fluxo. Hepatócitos e CTMs também foram analisados por citometria de fluxo na busca de marcação positiva. Resultados: CTMs co-cultivadas durante 6 e 24 horas com hepatócitos não apresentaram expressão de genes hepáticos, mesmo quando expostas a um ambiente de lesão. Os ensaios funcionais confirmaram a falta de sinais de diferenciação, sendo que não foi observado armazenamento de glicogênio nem liberação de ureia nas CTMs. Um achado interessante foi que ao analisar o sobrenadante da câmera superior do sistema de co-cultivo, não foram achadas VEs marcadas com PKH-26 nem CTMs com rastros do marcador. Por outro lado, os experimentos utilizando meio condicionado mostraram que as CTMs têm capacidade de capturar VEs. A citometria de fluxo mostrou que às 6 horas e 24 horas respetivamente 2,28% e 3,97% das CTMs eram positivas para o marcador PKH-26. Quando analisadas no microscópio de fluorescência, foram vistos pontos vermelhos nas CTMs alguns dos quais parecem carregar a proteína albumina. Porém a expressão gênica e analise de ureia não se adequaram a um perfil de célula tipo-hepatócito. Conclusões: O sistema de co-cultivo não foi adequado para permitir a transferência e comunicação através de VEs entre hepatócitos e CTMs sendo que as VEs não conseguem atingir a câmara superior. Os experimentos com meio condicionado sugerem que as CTMs têm capacidade de capturar VEs derivadas de hepatócitos, porém a captação não conduz ao desenvolvimento de um perfil de célula tipo-hepatócito em 6 e 24 horas. São necessários mais estudos para esclarecer a dinâmica de transferência das VEs e suas consequências em longo prazo. / Introduction: Liver is a key organ for corporeal homeostasis maintenance and whole organ replacement still remains the gold standard procedure to treat acute liver failure. Shortage of liver donor has promoted the increase on cell-therapy research. Bone marrow (BM) derived cell have shown potential for differentiation into hepatocyte-like cells in a short time and extracellular vesicles communication (EVs) is one of the proposed mechanisms. Plasticity of bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) is extensively supported by scientific literature but protocols applied to differentiation usually take from 7 to 28 days. Objective: To analyze in vitro differentiation potential of BM-MSCs into hepatocyte-like cells through EVs transfer mechanism in 6 and 24 hours. Materials and Methods: Co-culture system with cell-impermeable inserts and conditioned medium experiments were used to explore the effects of healthy and CCl4-injured hepatocytes, over BM-MSCs differentiation. Assessment of hepatocyte-like cell profile on BM-MSCs was revealed by gene expression (alpha fetoprotein, albumin and cytokeratin-18), glycogen storage and urea release. Hepatocytes from CCl4-injured rats were labeled by PKH-26 to track EVs. Ultracentrifugation was used to isolate EVs from supernatant medium of the two chamber of the co-culture system. PKH-26 positive EVs and PKH-26 positive cells were revealed by flow cytometry analysis and fluorescent microscopy. BM-MSCs cultured with conditioned medium were stained with ALB-FITC antibody. Results: Co-cultured BM-MSCs for 6 and 24 hours, showed no expression of hepatocyte-like genes, even after exposure to damaged microenvironment. Functional assays confirm the lack of differentiation signs there were no glycogen storage or urea release. Interestingly, EVs traffic analysis revealed no PKH-26 positive EVs at the upper chamber of co-culture system and no positive BM-MSCs were found either. On the other hand, conditioned medium experiment showed that BM-MSCs could uptake EVs. Flow cytometry analysis showed positive PKH-26 BM-MSCs at 6 (2.28%) and 24 (3.97%) hours. Flourescence microscopy revealed red points into BM-MSCs and immunofluorescence suggest that some EVs contain albumin. Gene expression and urea assay of BM-MSCs were not in accordance with a hepatocyte-like profile. Conclusions: Co-culture system, by using cell-impermeable membrane, was not adequate to promote EVs transfer between hepatocyte and BM-MSCs since EVs do not pass from the lower to the upper chamber. Conditioned medium experiments can suggest that BM-MSCs could uptake hepatocyte-derived EVs but this not drive to a hepatocyte-like profile in a short period of time. More studies will be necessary to clarify the dynamic of EVs transfer and their long time effects.

Introdução: O fígado é um órgão chave na manutenção da homeostasia corpórea e o transplante hepático ainda continua sendo o padrão-ouro no tratamento da insuficiência hepática aguda. A falta de doadores tem favorecido o desenvolvimento da terapia celular. Células derivadas de medula óssea podem se diferenciar em células tipo-hepatócitos em menos de 24 horas e a comunicação através de vesículas extracelulares (VEs) é um dos mecanismos propostos para explicar essa capacidade. Muitos estudos têm demonstrado que as células-tronco mesenquimais (CTMs) da medula tem alta plasticidade para se diferenciar em hepatócitos, mas os protocolos normalmente utilizados levam entre 7 e 28 dias. Objetivo: Analisar a capacidade de diferenciação das CTMs da medula em se tornar uma célula tipo-hepatócito através do mecanismo de comunicação celular por VEs em cultura (6 e 24 horas). Materiais e métodos: Para avaliar o efeito de hepatócitos primários isolados de ratos saudáveis e lesados com CCl4 na diferenciação das CTMs foi utilizado um sistema de co-cultivo com insertos que não permitem o contato entre as células colocando as CTMs na câmera superior e os hepatócitos na câmera inferior do sistema. Meio condicionado de hepatócitos com lesão foi utilizado para avaliar a capacidade das CTMs de capturar VEs e se diferenciar em célula-tipo hepatócito. Os marcadores de célula tipo-hepatócito avaliados foram expressão gênica (alfa fetoproteina, albumina e citoqueratina-18), armazenamento de glicogênio e liberação de ureia. Para rastrear VEs, hepatócitos de ratos lesados foram marcados com PKH-26. As VEs foram obtidas por ultracentrifugação do sobrenadante e analisadas por citometria de fluxo. Hepatócitos e CTMs também foram analisados por citometria de fluxo na busca de marcação positiva. Resultados: CTMs co-cultivadas durante 6 e 24 horas com hepatócitos não apresentaram expressão de genes hepáticos, mesmo quando expostas a um ambiente de lesão. Os ensaios funcionais confirmaram a falta de sinais de diferenciação, sendo que não foi observado armazenamento de glicogênio nem liberação de ureia nas CTMs. Um achado interessante foi que ao analisar o sobrenadante da câmera superior do sistema de co-cultivo, não foram achadas VEs marcadas com PKH-26 nem CTMs com rastros do marcador. Por outro lado, os experimentos utilizando meio condicionado mostraram que as CTMs têm capacidade de capturar VEs. A citometria de fluxo mostrou que às 6 horas e 24 horas respetivamente 2,28% e 3,97% das CTMs eram positivas para o marcador PKH-26. Quando analisadas no microscópio de fluorescência, foram vistos pontos vermelhos nas CTMs alguns dos quais parecem carregar a proteína albumina. Porém a expressão gênica e analise de ureia não se adequaram a um perfil de célula tipo-hepatócito. Conclusões: O sistema de co-cultivo não foi adequado para permitir a transferência e comunicação através de VEs entre hepatócitos e CTMs sendo que as VEs não conseguem atingir a câmara superior. Os experimentos com meio condicionado sugerem que as CTMs têm capacidade de capturar VEs derivadas de hepatócitos, porém a captação não conduz ao desenvolvimento de um perfil de célula tipo-hepatócito em 6 e 24 horas. São necessários mais estudos para esclarecer a dinâmica de transferência das VEs e suas consequências em longo prazo. / Introduction: Liver is a key organ for corporeal homeostasis maintenance and whole organ replacement still remains the gold standard procedure to treat acute liver failure. Shortage of liver donor has promoted the increase on cell-therapy research. Bone marrow (BM) derived cell have shown potential for differentiation into hepatocyte-like cells in a short time and extracellular vesicles communication (EVs) is one of the proposed mechanisms. Plasticity of bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) is extensively supported by scientific literature but protocols applied to differentiation usually take from 7 to 28 days. Objective: To analyze in vitro differentiation potential of BM-MSCs into hepatocyte-like cells through EVs transfer mechanism in 6 and 24 hours. Materials and Methods: Co-culture system with cell-impermeable inserts and conditioned medium experiments were used to explore the effects of healthy and CCl4-injured hepatocytes, over BM-MSCs differentiation. Assessment of hepatocyte-like cell profile on BM-MSCs was revealed by gene expression (alpha fetoprotein, albumin and cytokeratin-18), glycogen storage and urea release. Hepatocytes from CCl4-injured rats were labeled by PKH-26 to track EVs. Ultracentrifugation was used to isolate EVs from supernatant medium of the two chamber of the co-culture system. PKH-26 positive EVs and PKH-26 positive cells were revealed by flow cytometry analysis and fluorescent microscopy. BM-MSCs cultured with conditioned medium were stained with ALB-FITC antibody. Results: Co-cultured BM-MSCs for 6 and 24 hours, showed no expression of hepatocyte-like genes, even after exposure to damaged microenvironment. Functional assays confirm the lack of differentiation signs there were no glycogen storage or urea release. Interestingly, EVs traffic analysis revealed no PKH-26 positive EVs at the upper chamber of co-culture system and no positive BM-MSCs were found either. On the other hand, conditioned medium experiment showed that BM-MSCs could uptake EVs. Flow cytometry analysis showed positive PKH-26 BM-MSCs at 6 (2.28%) and 24 (3.97%) hours. Flourescence microscopy revealed red points into BM-MSCs and immunofluorescence suggest that some EVs contain albumin. Gene expression and urea assay of BM-MSCs were not in accordance with a hepatocyte-like profile. Conclusions: Co-culture system, by using cell-impermeable membrane, was not adequate to promote EVs transfer between hepatocyte and BM-MSCs since EVs do not pass from the lower to the upper chamber. Conditioned medium experiments can suggest that BM-MSCs could uptake hepatocyte-derived EVs but this not drive to a hepatocyte-like profile in a short period of time. More studies will be necessary to clarify the dynamic of EVs transfer and their long time effects.

Introdução: O fígado é um órgão chave na manutenção da homeostasia corpórea e o transplante hepático ainda continua sendo o padrão-ouro no tratamento da insuficiência hepática aguda. A falta de doadores tem favorecido o desenvolvimento da terapia celular. Células derivadas de medula óssea podem se diferenciar em células tipo-hepatócitos em menos de 24 horas e a comunicação através de vesículas extracelulares (VEs) é um dos mecanismos propostos para explicar essa capacidade. Muitos estudos têm demonstrado que as células-tronco mesenquimais (CTMs) da medula tem alta plasticidade para se diferenciar em hepatócitos, mas os protocolos normalmente utilizados levam entre 7 e 28 dias. Objetivo: Analisar a capacidade de diferenciação das CTMs da medula em se tornar uma célula tipo-hepatócito através do mecanismo de comunicação celular por VEs em cultura (6 e 24 horas). Materiais e métodos: Para avaliar o efeito de hepatócitos primários isolados de ratos saudáveis e lesados com CCl4 na diferenciação das CTMs foi utilizado um sistema de co-cultivo com insertos que não permitem o contato entre as células colocando as CTMs na câmera superior e os hepatócitos na câmera inferior do sistema. Meio condicionado de hepatócitos com lesão foi utilizado para avaliar a capacidade das CTMs de capturar VEs e se diferenciar em célula-tipo hepatócito. Os marcadores de célula tipo-hepatócito avaliados foram expressão gênica (alfa fetoproteina, albumina e citoqueratina-18), armazenamento de glicogênio e liberação de ureia. Para rastrear VEs, hepatócitos de ratos lesados foram marcados com PKH-26. As VEs foram obtidas por ultracentrifugação do sobrenadante e analisadas por citometria de fluxo. Hepatócitos e CTMs também foram analisados por citometria de fluxo na busca de marcação positiva. Resultados: CTMs co-cultivadas durante 6 e 24 horas com hepatócitos não apresentaram expressão de genes hepáticos, mesmo quando expostas a um ambiente de lesão. Os ensaios funcionais confirmaram a falta de sinais de diferenciação, sendo que não foi observado armazenamento de glicogênio nem liberação de ureia nas CTMs. Um achado interessante foi que ao analisar o sobrenadante da câmera superior do sistema de co-cultivo, não foram achadas VEs marcadas com PKH-26 nem CTMs com rastros do marcador. Por outro lado, os experimentos utilizando meio condicionado mostraram que as CTMs têm capacidade de capturar VEs. A citometria de fluxo mostrou que às 6 horas e 24 horas respetivamente 2,28% e 3,97% das CTMs eram positivas para o marcador PKH-26. Quando analisadas no microscópio de fluorescência, foram vistos pontos vermelhos nas CTMs alguns dos quais parecem carregar a proteína albumina. Porém a expressão gênica e analise de ureia não se adequaram a um perfil de célula tipo-hepatócito. Conclusões: O sistema de co-cultivo não foi adequado para permitir a transferência e comunicação através de VEs entre hepatócitos e CTMs sendo que as VEs não conseguem atingir a câmara superior. Os experimentos com meio condicionado sugerem que as CTMs têm capacidade de capturar VEs derivadas de hepatócitos, porém a captação não conduz ao desenvolvimento de um perfil de célula tipo-hepatócito em 6 e 24 horas. São necessários mais estudos para esclarecer a dinâmica de transferência das VEs e suas consequências em longo prazo. / Introduction: Liver is a key organ for corporeal homeostasis maintenance and whole organ replacement still remains the gold standard procedure to treat acute liver failure. Shortage of liver donor has promoted the increase on cell-therapy research. Bone marrow (BM) derived cell have shown potential for differentiation into hepatocyte-like cells in a short time and extracellular vesicles communication (EVs) is one of the proposed mechanisms. Plasticity of bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) is extensively supported by scientific literature but protocols applied to differentiation usually take from 7 to 28 days. Objective: To analyze in vitro differentiation potential of BM-MSCs into hepatocyte-like cells through EVs transfer mechanism in 6 and 24 hours. Materials and Methods: Co-culture system with cell-impermeable inserts and conditioned medium experiments were used to explore the effects of healthy and CCl4-injured hepatocytes, over BM-MSCs differentiation. Assessment of hepatocyte-like cell profile on BM-MSCs was revealed by gene expression (alpha fetoprotein, albumin and cytokeratin-18), glycogen storage and urea release. Hepatocytes from CCl4-injured rats were labeled by PKH-26 to track EVs. Ultracentrifugation was used to isolate EVs from supernatant medium of the two chamber of the co-culture system. PKH-26 positive EVs and PKH-26 positive cells were revealed by flow cytometry analysis and fluorescent microscopy. BM-MSCs cultured with conditioned medium were stained with ALB-FITC antibody. Results: Co-cultured BM-MSCs for 6 and 24 hours, showed no expression of hepatocyte-like genes, even after exposure to damaged microenvironment. Functional assays confirm the lack of differentiation signs there were no glycogen storage or urea release. Interestingly, EVs traffic analysis revealed no PKH-26 positive EVs at the upper chamber of co-culture system and no positive BM-MSCs were found either. On the other hand, conditioned medium experiment showed that BM-MSCs could uptake EVs. Flow cytometry analysis showed positive PKH-26 BM-MSCs at 6 (2.28%) and 24 (3.97%) hours. Flourescence microscopy revealed red points into BM-MSCs and immunofluorescence suggest that some EVs contain albumin. Gene expression and urea assay of BM-MSCs were not in accordance with a hepatocyte-like profile. Conclusions: Co-culture system, by using cell-impermeable membrane, was not adequate to promote EVs transfer between hepatocyte and BM-MSCs since EVs do not pass from the lower to the upper chamber. Conditioned medium experiments can suggest that BM-MSCs could uptake hepatocyte-derived EVs but this not drive to a hepatocyte-like profile in a short period of time. More studies will be necessary to clarify the dynamic of EVs transfer and their long time effects.

A interação entre células tumorais e células estromais tem um papel central na progressão neoplásica. As células estromais mesenquimais multipotentes (MSCs) podem se integrar ao microambiente tumoral onde modulam o crescimento dos tumores por meio de distintos mecanismos. Entretanto, pouco se sabe sobre o papel das MSCs na metástase, a principal causa de morte em pacientes com câncer. Utilizando um modelo de melanoma murino ortotópico, nós demonstramos que MSCs obtidas da medula óssea de camundongos (MO-MSCs) ocupam o nicho perivascular nos tumores primários e aumentam 2,5 vezes a incidência de micrometástases pulmonares quando co-infundidas com células de melanoma B16. Observamos ainda que o meio condicionado das MO-MSCs não altera o potencial de colonização pulmonar das células B16 infundidas sistemicamente. Isto indica que as MO-MSCs modulam as fases iniciais da cascata metastática, durante a qual ocorrem os processos de invasão e intravasão nos vasos sangüíneos. Em correlação com estes efeitos pró-metastáticos, o secretoma das MO-MSCs induziu a transição epitélio-mesenquimal (EMT) nas células de melanoma in vitro. Após cultivo em meio condicionado das MO-MSCs, as células B16 adquiriram uma morfologia evidentemente fibroblástica. Ao mesmo tempo, houve o rearranjo dos filamentos de actina e o aumento da expressão de marcadores mesenquimais como fibronectina, vimentina, FSP1, N-caderina e ZEB2, acompanhado da repressão transcricional de E-caderina. A ativação da EMT pelo secretoma das MO-MSCs resultou na aquisição de propriedades metastáticas nas células de melanoma. Após cultivo em meio condicionado de MO-MSCs, as células B16 tiveram seu potencial de ancoragem à fibronectina reduzido, ao passo que houve o aumento na mobilidade e no potencial de invasão em matrizes tridimensionais. Utilizando inibidores competitivos de ATP contra o receptor tirosina-cinase Met, demonstramos que a aquisição de todas as propriedades metastáticas avaliadas e a ativação da EMT nas células de melanoma é mediada pela ativação da via HGF/Met. Estes dados destacam o papel das MOMSCs no microambiente tumoral como fonte perivascular de moléculas indutoras da EMT, cuja ativação leva a aquisição de traços metastáticos nas células de melanoma. Além disso, a inibição da via HGF/Met pode neutralizar os efeitos das MO-MSCs sobre as células tumorais, contribuindo para a repressão de propriedades fundamentais que sustentam a progressão e a disseminação neoplásica. Estas informações são importantes para o desenvolvimento seguro das MO-MSCs como ferramenta terapêutica e demonstram a importância da sinalização entre MSCs e células tumorais na disseminação metastática. Mais especificamente, estas observações reforçam a inibição da via HGF/Met como uma abordagem promissora para o tratamento da metástase. / The crosstalk between tumor cells and stromal cells can profoundly impact tumor progression. Multipotent mesenchymal stromal cells (MSCs) have been reported to integrate the tumor microenvironment where they are described to modulate tumor growth by distinct mechanisms. However, little is known about the impact of MSCs on metastasis, the main cause of death in patients with cancer. Using an orthotopic mouse melanoma model, we showed that mouse bone marrow-derived MSCs (BMMSCs) occupy the perivascular niche within primary tumors and increased by 2.5-fold the incidence of lung micrometastases after co-infusion with B16 melanoma cells. Also, MO-MSCs conditioned medium did not affect the lung colonization ability of systemically infused B16 cells. This indicates that MO-MSCs induces the initial steps of the metastatic cascade, during which the invasion and intravasion occurs. Correlating with these metastatic effects, the BM-MSCs\' secretome activated the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in B16 cells in vitro. After culture in BMMSCs\' conditioned medium, B16 cells acquired an evident fibroblastic morphology. Simultaneously, we observed the rearrangement of actin filaments and the upregulation of mesenchymal markers such as fibronectin, vimentin, FSP1, Ncadherin and ZEB2. In agreement with the loss of epithelial phenotype, BM-MSCs\' secretome also suppressed E-cadherin expression in B16 cells. The activation of EMT by BM-MSCs leaded to the acquisition of metastatic traits in melanoma cells. After culture in BM-MSCs\' conditioned medium, B16 cells displayed reduced anchorage to fibronectin and increased motility and invasiveness in threedimensional matrix plugs. Inhibition of Met receptor with competitive ATP inhibitors demonstrated that the induction of EMT and the resultant acquisition of metastatic traits are driven by activation of HGF/Met signaling pathway. Taken together, these evidences highlight the role of BM-MSCs as a perivascular source of EMT-inductive signals, whose activation leads to acquisition of metastatic traits in melanoma cells. Furthermore, inhibition of HGF/Met signaling pathway can neutralize the effects of BM-MSCs on tumor cells, thereby allowing the repression of fundamental properties which support tumor progression and metastasis. This information is useful to safely develop BM-MSCs as therapeutic tool and demonstrate the relevance of the signaling between MSCs and tumor cells during metastasis. More specifically, it reinforces that inhibition of Met signaling can be a promissory approach for the treatment of metastasis.

INTRODUÇÃO: Os hepatócitos apresentam papel potencial em iniciar e amplificar a resposta inflamatória aguda no fígado, através da liberação de citocinas pró-inflamatórias, em papel complementar ao exercido pelas células de Kupffer e endoteliais. A invasão bacteriana da célula hepática é um estímulo para que o hepatócito produza citocinas como o TNF-alfa, capaz de induzir sua própria morte por apoptose. O TNF-alfa pode ser tanto um agente citotóxico (induzindo a morte celular), quanto um agente protetor (através da ativação de NF-kB). A morte por apoptose do hepatócito libertaria as bactérias que seriam destruídas pelo sistema imunológico hepático ativado. Salmonella Typhimurium (ST) e Listeria monocytogenes (LM) são patógenos responsáveis por importantes doenças de origem alimentar. O hepatócito é o maior local de replicação bacteriana no fígado. As conseqüências da invasão bacteriana dos hepatócitos e sua repercussão na produção de TNF-alfa e na morte celular necessitam ser melhor xxix avaliadas. MÉTODOS: Nesse estudo procuramos investigar o comportamento dos hepatócitos invadidos por ST e LM sorogrupos 4a, 4b e 1/2a, analisando os seguintes parâmetros: a) morfologia = por microscopia óptica (MO) (hematoxilina e eosina) e por microscopia eletrônica (ME); b) dosagem do TNF-alfa liberado pelos hepatócitos invadidos = o TNF-alfa liberado foi detectado por técnica ELISA no sobrenadante das culturas; c) pesquisa da morte celular por apoptose = avaliada através das técnicas TUNEL e anexina (citometria de fluxo). Para todos os parâmetros foi realizada análise comparativa estatística entre os quatro tipos de bactéria. RESULTADOS: As monocamadas de hepatócitos agredidas por Listeria monocytogenes e Salmonella Typhimurium apresentam ruptura em sua distribuição, e sinais de desorganização citoplasmática e nuclear. Para as bactérias ST, LM 4a, LM 4b e LM 1/2a obtivemos os seguintes valores em seqüência: a) taxa de liberação de TNF-alfa (pg/mL): 146,9±18,38; 94,71±13,89; 94,52±15,66 e 58,16±15,49; b) capacidade de produção de TNF-alfa (pg/mL): -67,20±71,56; -46,49±54,10; -106,3±61,0 e 58,16±15,49; c) taxa de apoptose avaliada por TUNEL em unidade de área (UA): 23,86±1,614; 15,92±0,9343; 21,14±1,421 e 23,93±1,263; d) capacidades de produção de apoptose por TUNEL em UA: -50,67±12,42; 10,81±7,186; - 17,22±10,93 e -40,27±9,712; e) taxas de apoptose por anexina em UA: 12,51±2,052; 23,10±3,481; 26,61±3,414 e 18,57±2,497; f) capacidades de produção de apoptose por anexina em UA: -63,31±15,79; -126,4±26,78; - 142,0±26,26 e -97,75±19,21. CONCLUSÕES: a) ocorre liberação de TNFxxx alfa pelos hepatócitos invadidos, sendo que a Salmonella Typhimurium foi responsável pela maior taxa de liberação de TNF-alfa, e Listeria monocytogenes 4b pela maior capacidade de produção de TNF-alfa; b) ocorre morte por apoptose dos hepatócitos invadidos por bactérias, avaliada através da técnica TUNEL, sendo que Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes 1/2a foram responsáveis pelas maiores taxas e capacidades de produção de apoptose; c) ocorre morte dos hepatócitos invadidos por apoptose, avaliada através da técnica da anexina, sendo que Listeria monocytogenes 4b foi responsável pelas maiores taxas e capacidades de produção de apoptose; d) os hepatócitos cultivados invadidos pelas bactérias Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes apresentam alterações morfológicas, com ruptura da distribuição da monocamada, e sinais de desorganização citoplasmática e nuclear / INTRODUCTION: Hepatocytes can play an important role in the initiation or amplification of the hepatic acute inflammatory response, through the release of proinflammatory cytokines. The bacterial invasion of hepatocyte is a stimulus for production of TNF-alpha by these cells, and this phenomenon induces its own death by apoptosis. TNF-alpha is as a cytotoxic agent (inducing cellular death), as a protector agent (through NF-kB activation). The hepatocyte death by apoptosis may release intracellular bacteria that would be destroyed by hepatic immunological system. Salmonella Typhimurium (ST) and Listeria monocytogenes (LM) are important foodborne pathogens. The hepatocyte is the major site of bacterial replication in the liver. The consequences of hepatocytes bacterial invasion must be better evaluated. METHODS: In the present work we show the behavior of hepatocytes invaded by ST and LM serotypes 4a, 4b and 1/2a, through: a) morphology = by optic microscopy (OM) (hematoxylin-eosin staining) and electronic microscopy (EM); b) quantification of TNF-alpha released by hepatocytes = TNF-alpha released was determined by ELISA in culture supernatants; c) evaluation of apoptotic cell death by TUNEL and annexin techniques (flow cytometry). For all parameters were made a statistical comparative analysis among the four types of bacteria. RESULTS: The hepatocytes monolayers invaded by LM and ST presented ruptures in your organization, and signs of nuclear and cytoplasmic disorder. For the bacteria ST, LM 4a, LM 4b and LM 1/2a we obtained the following values respectively: a) rate of TNF-alpha released (pg/mL): 146,9±18,38; 94,71±13,89; 94,52±15,66 and 58,16±15,49; b) capacities of TNF-alpha production (pg/mL): -67,20±71,56; -46,49±54,10; -106,3±61,0 and 58,16±15,49; c) rate of apoptosis by TUNEL in unit of area (UA): 23,86±1,614; 15,92±0,9343; 21,14±1,421 and 23,93±1,263; d) capacities of apoptosis production by TUNEL in UA: -50,67±12,42; 10,81±7,186; - 17,22±10,93 and -40,27±9,712; e) rate of apoptosis by annexin in UA: 12,51±2,052; 23,10±3,481; 26,61±3,414 and 18,57±2,497; f) capacities of apoptosis production by annexin in UA: -63,31±15,79; -126,4±26,78; - 142,0±26,26 and -97,75±19,21. CONCLUSIONS: a) ST was responsible for the major rate of TNF-alpha released and LM 4b was responsible for the major capacity of TNF-alpha production; b) ST and LM 1/2a caused the major rates and capacities of apoptosis,production, evaluated by TUNEL technique; c) LM 4b was responsible for the major rates and capacities of apoptosis production, evaluated by annexin technique; d) the cultured hepatocytes invaded by bacteria ST and LM presented morphological alterations, with monolayer rupture, and signs of nuclear and cytoplasmic disorder

O presente estudo avaliou a capacidade de invasão de hepatócitos de rato por Shigella flexneri (S. flexneri) nas condições de normóxia e hipóxia. O estudo do microambiente de hipóxia tem grande importância, por estar presente em muitas doenças hepáticas, além de aumentar a translocação quando presente no lúmen intestinal. Bactérias invasivas como S. flexneri podem romper a barreira intestinal e chegar ao fígado através da circulação portal. O efeito da invasão bacteriana das células hepáticas é pouco conhecido. Neste trabalho buscamos pesquisar as alterações morfológicas e funcionais de hepatócitos de rato após infecção por S. flexneri na presença e na ausência de hipóxia. Para esta finalidade foram utilizados hepatócitos de rato cultivados pela técnica de cultura primária. Vários parâmetros foram analisados, tais como: taxa de invasão celular pela bactéria, quantificação da produção e liberação de DHL, produção de TNF-, taxa de morte celular por apoptose e a expressão do fator de transcrição HIF-1a. Os resultados mostraram que a metodologia empregada para a obtenção do microambiente hipóxico foi satisfatória, com redução de 70% da pO2 inicial (atingindo 43.2 mmHg in vitro ou 6.5% O2). A invasão de hepatócitos de rato por S. flexneri foi menor nas células previamente expostas à hipóxia quando comparada com a invasão das células cultivadas em normóxia. A viabilidade dos hepatócitos não apresentou diferenças significativas entre os grupos experimentais, variando entre 74 e 86%. A liberação de TNF- nas situações de normóxia e hipóxia foi similar, embora as células infectadas em normóxia tenham aumentado a liberação desta citocina. Na condição de hipóxia + infecção a liberação de TNF- foi menor do que na condição de normóxia + infecção, porém ambos os grupos produziram aumento significativo da citocina em relação aos controles normóxicos e hipóxicos. Este resultado sugere que a presença da bactéria no interior das células aumenta significativamente a liberação de TNF-pelos hepatócitos. A produção de DHL também foi maior de forma significativa no grupo hipóxico em relação ao grupo normóxico, porém não apresentou alteração nos grupos infectados por S. flexneri após uma hora. As taxas de apoptose aumentaram nos grupos hipóxia e nos grupos infectados com S. flexneri de maneira similar, variando entre 24 e 31%, quando comparados aos grupos controle em normóxia. A expressão do fator de transcrição HIF ocorreu nos grupos: hipóxia, normóxia + infecção e hipóxia + infecção, evidenciando que a infecção por S. flexneri induz a expressão deste fator. Em seu conjunto, nossos resultados buscam contribuir para o maior conhecimento da interação entre S. flexneri e hepatócitos em condição de hipóxia e normóxia. Tal conhecimento poderá ser útil na construção de futuras estratégias para auxiliar no combate a esta importante bactéria invasiva, principalmente nos casos de septicemia / This study evaluated the invasiveness of rat hepatocytes by Shigella flexneri (S. flexneri) in normoxia and hypoxia conditions. The study of hypoxia microenvironment is of great importance, since hypoxia is present in many liver diseases and increases bacterial translocation when present in intestinal lumen. Invasive bacteria such as S. flexneri can disrupt the intestinal barrier and reach the liver through portal circulation. The effect of bacterial invasion in liver cells is poorly understood. In this study we investigated the morphological and functional changes of rat hepatocytes after infection with S. flexneri in the presence and absence of hypoxia. For this purpose we used primary cultures of rat hepatocytes. Several parameters were analyzed, such as: bacterial invasion cell rate, quantification of LDH production and release, TNF-a production, cell death rate by apoptosis and expression of the transcription factor HIF-1a. The results showed that the methodology used to obtain the hypoxic microenvironment was satisfactory, with 70% reduction of initial pO2 (to 43.2 mmHg in vitro or 6.5% O2). The invasion of rat hepatocytes by S. flexneri was lower in cells previously exposed to hypoxia compared with the invasion of cells grown in normoxia. The viability of hepatocytes showed no significant differences between experimental groups, ranging between 74% and 86%. The release of TNF-a in situations of normoxia and hypoxia was similar, although the infected cells in normoxia have increased the release levels of this cytokine. In hypoxia + infection condition the release of TNF-a was lower than normoxia + infection condition, but both groups produced a significant increase in cytokine release when compared to normoxic and hypoxic controls. This result suggests that the presence of bacteria inside the cells significantly increases the release of TNF-a by hepatocytes. DHL production was also significantly greater in the hypoxic group compared to the normoxic group, but had no change in the groups infected with S. flexneri after an hour. The apoptosis rates increased in hypoxia and infected groups in a similar way, varying between 24% and 31% when compared with control group in normoxia. The expression of HIF- 1a transcription factor occurred in hypoxia, normoxia + infection and hypoxia + infection groups, indicating that infection with S. flexneri induces the expression of this factor. Overall, our results sought to contribute to a greater understanding of the interaction between S. flexneri and hepatocytes under hypoxia and normoxia conditions. Such knowledge may be useful in building future strategies to assist in combating these major invasive bacteria

INTRODUÇÃO: Os hepatócitos apresentam papel potencial em iniciar e amplificar a resposta inflamatória aguda no fígado, através da liberação de citocinas pró-inflamatórias, em papel complementar ao exercido pelas células de Kupffer e endoteliais. A invasão bacteriana da célula hepática é um estímulo para que o hepatócito produza citocinas como o TNF-alfa, capaz de induzir sua própria morte por apoptose. O TNF-alfa pode ser tanto um agente citotóxico (induzindo a morte celular), quanto um agente protetor (através da ativação de NF-kB). A morte por apoptose do hepatócito libertaria as bactérias que seriam destruídas pelo sistema imunológico hepático ativado. Salmonella Typhimurium (ST) e Listeria monocytogenes (LM) são patógenos responsáveis por importantes doenças de origem alimentar. O hepatócito é o maior local de replicação bacteriana no fígado. As conseqüências da invasão bacteriana dos hepatócitos e sua repercussão na produção de TNF-alfa e na morte celular necessitam ser melhor xxix avaliadas. MÉTODOS: Nesse estudo procuramos investigar o comportamento dos hepatócitos invadidos por ST e LM sorogrupos 4a, 4b e 1/2a, analisando os seguintes parâmetros: a) morfologia = por microscopia óptica (MO) (hematoxilina e eosina) e por microscopia eletrônica (ME); b) dosagem do TNF-alfa liberado pelos hepatócitos invadidos = o TNF-alfa liberado foi detectado por técnica ELISA no sobrenadante das culturas; c) pesquisa da morte celular por apoptose = avaliada através das técnicas TUNEL e anexina (citometria de fluxo). Para todos os parâmetros foi realizada análise comparativa estatística entre os quatro tipos de bactéria. RESULTADOS: As monocamadas de hepatócitos agredidas por Listeria monocytogenes e Salmonella Typhimurium apresentam ruptura em sua distribuição, e sinais de desorganização citoplasmática e nuclear. Para as bactérias ST, LM 4a, LM 4b e LM 1/2a obtivemos os seguintes valores em seqüência: a) taxa de liberação de TNF-alfa (pg/mL): 146,9±18,38; 94,71±13,89; 94,52±15,66 e 58,16±15,49; b) capacidade de produção de TNF-alfa (pg/mL): -67,20±71,56; -46,49±54,10; -106,3±61,0 e 58,16±15,49; c) taxa de apoptose avaliada por TUNEL em unidade de área (UA): 23,86±1,614; 15,92±0,9343; 21,14±1,421 e 23,93±1,263; d) capacidades de produção de apoptose por TUNEL em UA: -50,67±12,42; 10,81±7,186; - 17,22±10,93 e -40,27±9,712; e) taxas de apoptose por anexina em UA: 12,51±2,052; 23,10±3,481; 26,61±3,414 e 18,57±2,497; f) capacidades de produção de apoptose por anexina em UA: -63,31±15,79; -126,4±26,78; - 142,0±26,26 e -97,75±19,21. CONCLUSÕES: a) ocorre liberação de TNFxxx alfa pelos hepatócitos invadidos, sendo que a Salmonella Typhimurium foi responsável pela maior taxa de liberação de TNF-alfa, e Listeria monocytogenes 4b pela maior capacidade de produção de TNF-alfa; b) ocorre morte por apoptose dos hepatócitos invadidos por bactérias, avaliada através da técnica TUNEL, sendo que Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes 1/2a foram responsáveis pelas maiores taxas e capacidades de produção de apoptose; c) ocorre morte dos hepatócitos invadidos por apoptose, avaliada através da técnica da anexina, sendo que Listeria monocytogenes 4b foi responsável pelas maiores taxas e capacidades de produção de apoptose; d) os hepatócitos cultivados invadidos pelas bactérias Salmonella Typhimurium e Listeria monocytogenes apresentam alterações morfológicas, com ruptura da distribuição da monocamada, e sinais de desorganização citoplasmática e nuclear / INTRODUCTION: Hepatocytes can play an important role in the initiation or amplification of the hepatic acute inflammatory response, through the release of proinflammatory cytokines. The bacterial invasion of hepatocyte is a stimulus for production of TNF-alpha by these cells, and this phenomenon induces its own death by apoptosis. TNF-alpha is as a cytotoxic agent (inducing cellular death), as a protector agent (through NF-kB activation). The hepatocyte death by apoptosis may release intracellular bacteria that would be destroyed by hepatic immunological system. Salmonella Typhimurium (ST) and Listeria monocytogenes (LM) are important foodborne pathogens. The hepatocyte is the major site of bacterial replication in the liver. The consequences of hepatocytes bacterial invasion must be better evaluated. METHODS: In the present work we show the behavior of hepatocytes invaded by ST and LM serotypes 4a, 4b and 1/2a, through: a) morphology = by optic microscopy (OM) (hematoxylin-eosin staining) and electronic microscopy (EM); b) quantification of TNF-alpha released by hepatocytes = TNF-alpha released was determined by ELISA in culture supernatants; c) evaluation of apoptotic cell death by TUNEL and annexin techniques (flow cytometry). For all parameters were made a statistical comparative analysis among the four types of bacteria. RESULTS: The hepatocytes monolayers invaded by LM and ST presented ruptures in your organization, and signs of nuclear and cytoplasmic disorder. For the bacteria ST, LM 4a, LM 4b and LM 1/2a we obtained the following values respectively: a) rate of TNF-alpha released (pg/mL): 146,9±18,38; 94,71±13,89; 94,52±15,66 and 58,16±15,49; b) capacities of TNF-alpha production (pg/mL): -67,20±71,56; -46,49±54,10; -106,3±61,0 and 58,16±15,49; c) rate of apoptosis by TUNEL in unit of area (UA): 23,86±1,614; 15,92±0,9343; 21,14±1,421 and 23,93±1,263; d) capacities of apoptosis production by TUNEL in UA: -50,67±12,42; 10,81±7,186; - 17,22±10,93 and -40,27±9,712; e) rate of apoptosis by annexin in UA: 12,51±2,052; 23,10±3,481; 26,61±3,414 and 18,57±2,497; f) capacities of apoptosis production by annexin in UA: -63,31±15,79; -126,4±26,78; - 142,0±26,26 and -97,75±19,21. CONCLUSIONS: a) ST was responsible for the major rate of TNF-alpha released and LM 4b was responsible for the major capacity of TNF-alpha production; b) ST and LM 1/2a caused the major rates and capacities of apoptosis,production, evaluated by TUNEL technique; c) LM 4b was responsible for the major rates and capacities of apoptosis production, evaluated by annexin technique; d) the cultured hepatocytes invaded by bacteria ST and LM presented morphological alterations, with monolayer rupture, and signs of nuclear and cytoplasmic disorder

O presente estudo avaliou a capacidade de invasão de hepatócitos de rato por Shigella flexneri (S. flexneri) nas condições de normóxia e hipóxia. O estudo do microambiente de hipóxia tem grande importância, por estar presente em muitas doenças hepáticas, além de aumentar a translocação quando presente no lúmen intestinal. Bactérias invasivas como S. flexneri podem romper a barreira intestinal e chegar ao fígado através da circulação portal. O efeito da invasão bacteriana das células hepáticas é pouco conhecido. Neste trabalho buscamos pesquisar as alterações morfológicas e funcionais de hepatócitos de rato após infecção por S. flexneri na presença e na ausência de hipóxia. Para esta finalidade foram utilizados hepatócitos de rato cultivados pela técnica de cultura primária. Vários parâmetros foram analisados, tais como: taxa de invasão celular pela bactéria, quantificação da produção e liberação de DHL, produção de TNF-, taxa de morte celular por apoptose e a expressão do fator de transcrição HIF-1a. Os resultados mostraram que a metodologia empregada para a obtenção do microambiente hipóxico foi satisfatória, com redução de 70% da pO2 inicial (atingindo 43.2 mmHg in vitro ou 6.5% O2). A invasão de hepatócitos de rato por S. flexneri foi menor nas células previamente expostas à hipóxia quando comparada com a invasão das células cultivadas em normóxia. A viabilidade dos hepatócitos não apresentou diferenças significativas entre os grupos experimentais, variando entre 74 e 86%. A liberação de TNF- nas situações de normóxia e hipóxia foi similar, embora as células infectadas em normóxia tenham aumentado a liberação desta citocina. Na condição de hipóxia + infecção a liberação de TNF- foi menor do que na condição de normóxia + infecção, porém ambos os grupos produziram aumento significativo da citocina em relação aos controles normóxicos e hipóxicos. Este resultado sugere que a presença da bactéria no interior das células aumenta significativamente a liberação de TNF-pelos hepatócitos. A produção de DHL também foi maior de forma significativa no grupo hipóxico em relação ao grupo normóxico, porém não apresentou alteração nos grupos infectados por S. flexneri após uma hora. As taxas de apoptose aumentaram nos grupos hipóxia e nos grupos infectados com S. flexneri de maneira similar, variando entre 24 e 31%, quando comparados aos grupos controle em normóxia. A expressão do fator de transcrição HIF ocorreu nos grupos: hipóxia, normóxia + infecção e hipóxia + infecção, evidenciando que a infecção por S. flexneri induz a expressão deste fator. Em seu conjunto, nossos resultados buscam contribuir para o maior conhecimento da interação entre S. flexneri e hepatócitos em condição de hipóxia e normóxia. Tal conhecimento poderá ser útil na construção de futuras estratégias para auxiliar no combate a esta importante bactéria invasiva, principalmente nos casos de septicemia / This study evaluated the invasiveness of rat hepatocytes by Shigella flexneri (S. flexneri) in normoxia and hypoxia conditions. The study of hypoxia microenvironment is of great importance, since hypoxia is present in many liver diseases and increases bacterial translocation when present in intestinal lumen. Invasive bacteria such as S. flexneri can disrupt the intestinal barrier and reach the liver through portal circulation. The effect of bacterial invasion in liver cells is poorly understood. In this study we investigated the morphological and functional changes of rat hepatocytes after infection with S. flexneri in the presence and absence of hypoxia. For this purpose we used primary cultures of rat hepatocytes. Several parameters were analyzed, such as: bacterial invasion cell rate, quantification of LDH production and release, TNF-a production, cell death rate by apoptosis and expression of the transcription factor HIF-1a. The results showed that the methodology used to obtain the hypoxic microenvironment was satisfactory, with 70% reduction of initial pO2 (to 43.2 mmHg in vitro or 6.5% O2). The invasion of rat hepatocytes by S. flexneri was lower in cells previously exposed to hypoxia compared with the invasion of cells grown in normoxia. The viability of hepatocytes showed no significant differences between experimental groups, ranging between 74% and 86%. The release of TNF-a in situations of normoxia and hypoxia was similar, although the infected cells in normoxia have increased the release levels of this cytokine. In hypoxia + infection condition the release of TNF-a was lower than normoxia + infection condition, but both groups produced a significant increase in cytokine release when compared to normoxic and hypoxic controls. This result suggests that the presence of bacteria inside the cells significantly increases the release of TNF-a by hepatocytes. DHL production was also significantly greater in the hypoxic group compared to the normoxic group, but had no change in the groups infected with S. flexneri after an hour. The apoptosis rates increased in hypoxia and infected groups in a similar way, varying between 24% and 31% when compared with control group in normoxia. The expression of HIF- 1a transcription factor occurred in hypoxia, normoxia + infection and hypoxia + infection groups, indicating that infection with S. flexneri induces the expression of this factor. Overall, our results sought to contribute to a greater understanding of the interaction between S. flexneri and hepatocytes under hypoxia and normoxia conditions. Such knowledge may be useful in building future strategies to assist in combating these major invasive bacteria