Osteoarthritis (OA) is a degenerative disease of the joint that leads to joint instability, degradation of the articular cartilage surface and eventually joint failure. Articular cartilage surfaces exhibit unique mechanical behaviors, bearing and distributing loads across joint surfaces, but have poor regenerative capacities. Human Mesenchymal Stem Cells (hMSCs) present a promising treatment to target OA, relying on their regenerative capacity and structural contributions to tissue repair, along with their immunomodulatory and anti-inflammatory properties. The multipotency of hMSCs allow these cells to differentiate towards osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages and directly incorporate into native tissue. hMSCs also possess the capacity to induce numerous paracrine-mediated processes including the recruitment of stem and progenitor cells, prevention of apoptosis, facilitation of beneficial remodeling and modulation of the immune response. Through encapsulating hMSCs, the effects of their paracrine action were studied directly, as the capsule presents a mechanical barrier for direct physical interaction and integration of these cells within the native tissue. The objective of this study was to utilize encapsulation of hMSCs to determine the paracrine effects of hMSCs on the progression of OA. OA was surgically induced in rats via the medial meniscus transection (MMT) surgery, which presents the phenotypical cartilage degradation associated with OA at 3 weeks. The efficacy of hMSC intervention was assessed using Lewis Rats with MMT (n=5 per group). Intra-articular injections of encapsulated hMSCs were given one day post-op and 3 weeks post-op for the 3-week and 6-week MMT studies, respectively. Animals were euthanized on the final day for both the immediate and delayed treatment studies. Micro-structural changes of the articular cartilage, osteophytes and subchondral bone of the medial tibial plateau were assessed using contrast enhanced microCT. We hypothesized that the intra-articular delivery of encapsulated hMSCs will have a positive effect, via paracrine-mediated action, on the onset and development of OA. The capsules also have the potential to improve retention and cell viability in the knee joint space. Each of these factors could contribute to enhanced therapeutic potential of the hMSC treatment. Utilizing NIR labeled sodium alginate capsules, a retention profile for the capsules yielded a tau value of 11.48 days, whereas previous studies have shown scaffold free hMSCs show complete clearance in 7 days. The 3-week MMT, run to analyze the effects of immediate treatment of encapsulated hMSCs on the onset of OA, showed a trend towards decreased cartilage thickness and a decreased surface roughness for the hMSC group in comparison to the Saline group, specifically. Additionally, the hMSC group showed a trend towards increased mineralized osteophyte volume for the hMSC group in comparison to the Saline group. Analysis of the subchondral bone yielded no differences between the hMSC and Saline groups for bone morphology. The 6 week MMT study was run to analyze the effects of a delayed treatment of encapsulated hMSCs on OA after the disease had developed. This study showed a similar result with the immediate treatment study for surface roughness, with the hMSC group showing a decrease in comparison to the Saline group. However, no differences were noted for cartilage thickness between the two respective groups. To further analyze the cartilage in the later stages of OA, exposed bone was quantified yielding a trend towards decreased exposed bone in the hMSC group in comparison to the Saline group. The mineralized osteophyte volume for the hMSC group, of the delayed treatment study, yielded a significantly higher value than all other groups. Additionally, the subchondral bone of the hMSC group trended towards a decreased porosity in comparison to the Saline group. This is one of the first studies to use sodium alginate encapsulation of hMSCs as an innovative scaffold means for intra-articular injections into the knee space. Encapsulated hMSCs permitted not only enhanced cellular retention in the knee space but showed a potential chondroprotective role of the paracrine signaling properties of hMSCs in the early stages of OA. These advantages of encapsulated hMSCs were countered by enhancements of secondary OA phenotypic changes, mainly increased mineralized osteophyte volume and a trend towards increased subchondral bone sclerosis in the later stages of OA. hMSCs have shown great potential as disease modifying drugs and through this study we have further explored the efficacy of these drugs for future treatments of OA. This study has high clinical relevance and with clinical practice running well ahead of current scientific evidence, it is imperative that these findings be considered not only in pre-clinical work but in current and future clinical trials. / 2018-07-11T00:00:00Z

Diferentes estudos têm demonstrado uma variação importante na frequência diagnóstica dos tumores de glândula hepatoide em cães, possivelmente devido à ausência de critérios morfológicos claros e bem estabelecidos em seu diagnóstico. Não estão bem definidos os critérios clínico-patológicos associados ao comportamento biológico destas neoplasias. Alguns estudos levantam a hipótese de participação do mecanismo de transição epitélio-mesenquimal devido à frequente imunoexpressão de vimentina em tumores de glândula hepatoide, porém esta hipótese permanece sem comprovação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a concordância diagnóstica entre patologistas, assim como investigar o mecanismo de transição epitélio-mesenquimal e a taxa de proliferação celular por marcadores imuno-histoquímicos e, por fim, correlacioná-los com sobrevida para investigação de possíveis valores prognósticos. Cinco patologistas avaliaram 57 tumores de glândula hepatoide quanto ao diagnóstico e quanto a diversos critérios morfológicos e, com base nestes critérios, foram desenvolvidos algoritmos diagnósticos por meio de árvores de regressão por partição recursiva. Adicionalmente, foram investigadas as imunoexpressões de vimentina, pancitoqueratina, E-caderina e Ki-67 em 78 lesões, comparando-as entre glândulas normais, tumores benignos, tumores malignos e tumores malignos vasculoinvasivos/metastáticos. A sobrevida livre de recorrência local, recorrência da doença, sobrevida global e sobrevida doença-específica foram investigadas em 33 pacientes. Houve concordância média razoável em análise interobservador quanto ao diagnóstico (k=0,54), com potencial de melhora para concordância média boa após aplicação de dois novos algoritmos diagnósticos (k=0,64 e 0,65, respectivamente). Em relação aos marcadores imuno-histoquímicos, foram observadas maior expressão de vimentina e menor expressão de E-caderina em tumores malignos em comparação aos tumores benignos. Adicionalmente, observou-se uma forte correlação negativa entre a expressão de vimentina em células de reserva e expressão de pancitoqueratina em células diferenciadas (p=-0,65, p<0,0001), além de maiores taxas de proliferação celular (Ki-67) e contagem de mitoses em tumores malignos em comparação com tumores benignos. Em análise univariada de sobrevida doença-específica, os fatores prognósticos foram a presença de invasão vascular ou metástase no momento do diagnóstico, o escore de E-caderina em células de reserva e diferenciadas, e o tamanho tumoral. Em relação ao tempo de sobrevida livre de doença, os fatores prognósticos foram a presença de invasão vascular ou metástase no momento do diagnóstico, escore de E-caderina em células de reserva e diferenciadas, perda de polaridade celular, grau de infiltração, histórico de doença recorrente, escore de morfologia fusiforme e proporção de células de reserva. Os resultados do presente estudo confirmaram que existe um grau de discordância diagnóstica entre patologistas que poderia explicar parte da variação observada na prevalência de carcinomas de glândula hepatoide em literatura, e de que existe potencial para melhora da concordância diagnóstica por meio dos algoritmos propostos. Ainda, os achados reforçaram a hipótese de que o mecanismo de transição epitélio-mesenquimal participa na progressão tumoral em neoplasias hepatoides em cães, explicando a frequente imunoexpressão de vimentina observada nestes tumores. Por fim, foi demonstrado que a presença de invasão vascular ou metástase no momento do diagnóstico tem impacto significativo na sobrevida dos animais, assim como há outras características clínicas, morfológicas e imuno-histoquímicas com valor prognóstico para recorrência da doença e sobrevida. / An important variation in the prevalence of canine hepatoid gland carcinoma is currently reported, likely due to lack of consistent and well-defined criteria. Additionally, clinical and pathological features predictive of biological behavior are not well defined. The epithelial-mesenchymal transition mechanism has been proposed as a possible explanation for the frequent expression of vimentin by neoplastic hepatoid gland cells, but this hypothesis remains elusive. The present study aimed to define the level of diagnostic agreement between different pathologists, investigate immunohistochemical and morphological features indicative of epithelial-mesenchymal transition, and to evaluate candidate features that might be predictive of biological behavior. Five pathologists diagnosed and classified morphological features for 57 hepatoid gland tumors, and diagnostic algorithms were built with recursive partitioning analysis. Additionally, vimentin, pancytokeratin, E-cadherin and ki-67 immunohistochemical expression were evaluated for 78 lesions, and expression levels were compared between normal glands, benign tumors, malignant tumors, and vasculo-invasive/metastatic tumors. Local recurrence free survival, disease free survival, overall survival and disease-specific survival were evaluated for 33 cases. There was a fair mean interobserver agreement for diagnosis (k=0,54), that could potentially be improved to a good mean agreement with the use of two novel diagnostic algorithms (k=0,64 and 0,65). Additionally, higher levels of vimentin expression and lower levels of E-cadherin expression were noted in malignant tumors, as compared to benign tumors, and there was a strong negative correlation between vimentin expression in reserve cells and pancytokeratin expression in differentiated cells (p=-0,65, p<0,0001). Proliferation index (ki67) and mitotic count were higher for malignant tumors when compared to benign tumors. In univariate survival analysis, vascular invasion or metastasis at the time of diagnosis, E-cadherin score in differentiated and reserve cells and tumor size were predictive of disease-specific survival. Vascular invasion or metastasis at the time of diagnosis, E-cadherin score in differentiated and reserve cells, loss of cell polarity, grade of invasiveness, history of recurrent disease, spindle cell morphology score and proportion of reserve cells were predictive of disease-free survival. The results of this study demonstrate a level of diagnostic disagreement between pathologists that might explain, at least partially, the variation of prevalence of hepatoid gland carcinoma in current literature, and that this diagnostic agreement could potentially be improved. Also, these findings support the role of epithelial-mesenchymal transition in the progression of canine hepatoid gland tumors, and this mechanism could explain the frequent expression of vimentin in this particular neoplasia. Finally, it was shown that vascular invasion or metastasis at the time of diagnosis has a significant impact on survival, and that additional clinical, morphological and immunohistochemical features might also have predictive value for disease recurrence and survival.

Two Systems were designed. The first permits tunable on-demand softening of a hydrogel network. The second permits reversible on demand ligand exchange within a hydrogel network. Both means were shown to be cytocompatible and their uses demonstrated in cell culture of mesenchymal stem cells and 3T3 fibroblast cells.

A osseointegração de implantes de titânio (Ti) é dependente da interação entre a superfície de Ti e células, a qual é modulada por diversas vias de sinalização intracelular. Sabe-se que as quinases reguladas por sinais extracelulares (ERKs), membros da família das proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPKs), atuam tanto na osteogênese, quanto na adipogênese e, portanto, podem estar envolvidas no processo de osseointegração de Ti. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar se a interação entre células-tronco mesenquimais (CTMs) e superfícies de Ti usinada e com nanotopografia é modulada, ao menos em parte, por ERK1/2 e o consequente efeito da inibição dessas ERKs na diferenciação osteoblástica e adipocítica. Para isso, CTMs derivadas de medula óssea de ratos foram cultivadas sobre discos de Ti usinados e com nanotopografia em condições osteogênicas e adipogênicas, na presença ou não do inibidor de ERK1/2, PD98059, em concentração previamente determinada (25 &mu;M) e foram avaliados parâmetros relacionados à diferenciação osteoblástica e adipocítica. Os resultados mostraram que a expressão gênica dos marcadores osteoblásticos RUNX2, osterix (OSX), fosfatase alcalina (ALP) e osteocalcina (OC) foi aumentada pela inibição da via de sinalização de ERK1/2 nas células crescidas sobre Ti usinado e apenas ALP e OC, naquelas crescidas sobre Ti com nanotopografia. A expressão proteica de RUNX2 foi discretamente maior nas células crescidas sobre Ti usinado, mas não sobre Ti com nanotopografia, quando ERK1/2 foram inibidas e essa inibição não afetou a formação de matriz extracelular mineralizada, independentemente da superfície de Ti avaliada. Com relação à diferenciação adipocítica, a inibição da via de sinalização de ERK1/2 aumentou a expressão gênica dos marcadores adipocíticos PPAR&gamma;, adiponectina (ADIPOQ) e proteína ligadora de ácido graxo do adipócito ( AP2) nas células crescidas sobre ambas as superfícies de Ti, com efeito mais acentuado na superfície usinada, sem afetar a formação de acúmulo lípidico. Em conclusão, os resultados mostraram que a inibição de ERK1/2 favoreceu a diferenciação osteoblástica de CTMs crescidas sobre a superfície de Ti usinada, mas não sobre Ti com nanotopografia. Além disso, a inibição de ERK1/2 favoreceu a diferenciação adipocítica de CTMs crescidas sobre as superfícies de Ti com nanotopografia e usinada, sendo o efeito mais acentuado na usinada. Considerando aplicações terapêuticas, esses resultados são relevantes para direcionar o desenvolvimento de superfícies de biomateriais que atuem em vias de sinalização que sabidamente modulam o processo de osteogênese. / Osseointegration of titanium (Ti) implants depends on interaction between Ti surface and cells, which is modulated by several intracellular signaling pathways. Extracellular signal-regulated kinases (ERKs) are members of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) family and act on both osteogenesis and adipogenesis and, therefore, may be involved in the process of Ti osseointegration. In this context, the aim of this study was to evaluate if the interaction between mesenchymal stem cells (MSCs) and Ti surfaces, either machined or with nanotopography, is modulated, at least in part, by ERK1/2 and the effect of ERK1/2 inhibition on osteoblast and adipocyte differentiation. Rat bone marrow MSCs were cultured on Ti discs either machined or with nanotopography under osteogenic and adipogenic conditions, in presence or not of the ERK1/2 inhibitor, PD98059, at a concentration previously determined (25 &mu;M) and it was evaluated parameters related to osteoblast and adipocyte differentiation. The results showed that gene expression of the bone markers RUNX2, osterix (OSX), alkaline phosphatase (ALP) and osteocalcin (OC) was increased by ERK1/2 signaling inhibition in cells grown on machined Ti and only ALP and OC in cells grown on Ti with nanotopography. RUNX2 protein expression was slightly higher in cells grown on machined Ti, but not on Ti with nanotopography, when ERK1/2 signaling was inhibited and such inhibition did not affect extracellular matrix mineralization, irrespective of the evaluated Ti surface. Regarding adipocyte differentiation, ERK1/2 signaling inhibition increased gene expression of the adipose tissue markers PPAR&gamma;, adiponectin (ADIPOQ) and adipocyte fatty acid-binding protein (AP2) in cells grown on both Ti surfaces, with more prominet effect on machined one, without affecting lipid accumulation. In conclusion, our results showed that ERK1/2 signaling inhibition favored osteoblast differentiation of MSCs grown on machined Ti, but not on Ti with nanotopography. In addition, ERK1/2 signaling inhibition favored adipocyte differentiation of MSCs grown on both Ti surfaces, being more noticeable on machined one. Considering therapeutical applications, these results are relevant to drive the development of biomaterial surfaces to act on signaling pathways that regulate the process of osteogenesis.

Diversos biomateriais podem ser aplicados na engenharia de tecidos, mas poucos são utilizados em contato direto com células-tronco na forma de suportes de micropartículas, devido à falta de adesão, espalhamento e toxicidade do material, de forma que os tornam inviáveis junto ao cultivo celular. Um biomaterial promissor para bioengenharia é a fibroína, proteína fibrosa presente no casulo do bicho da seda (Bombyx mori), devido à sua resistência mecânica, biocompatibilidade e mínima reação inflamatória, porém, suas caracteristicas são pouco conhecidas na literatura. O mesmo não ocorre com o colágeno que já é bastante estudado por pesquisadores e, assim como a fibroína, apresenta propriedades naturais que incluem baixa resposta imunológica, baixa toxicidade e habilidade de promover o crescimento celular, porém o uso do colágeno em sua maior parte é em forma de filmes, esponjas e membranas. Como existem poucos métodos relacionados para preparação e caracterização de micropartículas em formatos esféricos e porosos, este trabalho teve por objetivo desenvolver e caracterizar micropartículas à base de colágeno ou fibroína, tratadas ou não com glutaraldeído (GA), para ser utilizado como suporte para células-tronco mesenquimais e avaliar a citotoxicidade destes materiais em cultura celular.Nos resultados de Calorimetria Exploratória Diferencial para ambos os materiais, colágeno e fibroína quando submetidas a tratamento com GA, a temperatura de desnaturação e degradação aumenta, respectivamente. Na microscopia ótica, eletrônica de varredura e birrefringência, observa-se o aparecimento de rugosidade e poros e/ou bolhas de ar no interior das micropartículas em maior quantidade quando tratadas com GA, o que pode ser um fator positivo para aderência celular no suporte. A porcentagem de água absorvida é maior no colágeno devido às estruturas hidrofóbicas em maior quantidade na fibroína, porém, quando tratadas com GA, a absorção é estabilizada em um curto tempo em ambos os materiais. Os picos nos espectros de FTIR mostram as bandas amidas I, II e III dos materiais e as alterações sofridas quando em contato com GA e os testes de citotoxicidade que ambos materiais tratados ou não, são atóxicos, mas o desenvolvimento celular nas micropartículas de fibroína é mais lento e diminui quando tratados com GA, por possuir mais estruturas ordenadas na forma de -folha quando se necessita de um crescimento mais controlado das células nas micropartículas. / There are several biomaterials can that be used in tissue engineering, but few are used in direct contact with stem cells like scaffold in the microparticle form, because of the lack of adhesion, spreading and toxicity of the biomaterial, in order to make them nonviable in the cell culture. A promising biomaterial for bioengineering is fibroin, a fibrous protein present in the fibers of silkworm (Bombyx mori) cocoon, because of its mechanical strength, biocompatibility and minimal inflammatory reaction; however, little is still described in the literature. Not so with the collagen that is already well studied by researchers and as the fibroin, has natural properties that include low immune response, low toxicity and ability to promote cell growth, but the use of collagen is mostly in form of films, sponges and membranes. As there are few methods reported for preparation and characterization of microparticles in spherical shapes and porous, this study aimed to develop and characterize microparticles based on collagen or fibroin, treated or not with glutaraldehyde (GA), to be used as a support for cells mesenchymal stem cells and evaluating the cytotoxicity of these materials in cell culture.In the results of Differential Scanning Calorimetry (DSC) curves for both materials, collagen and fibroin when subjected to treatment with GA, the denaturation and degradation temperatures increases, respectively. In Optical Microscopy, MSCanning electronic Microscopy and Birefringence results, it is observed the onset of surface roughness and porosity and or air pockets within the microparticles in greater quantity when treated with GA, which may be a positive factor for cell attachment on the support. The percentage of water absorbed is greater in the collagen structures due to more hydrophobic structure than silk fibroin, but when in treated with GA, absorption is stabilized in a shorter time in both materials. The peaks in FTIR spectra show bands amide I, II and III of the materials and the changes suffered when in contact with GA and cytotoxicity tests are non-toxic to both biomaterials treated or not, however, in the growth of cells, the fibroin microparticles is slower and decreases when treated with GA, due to its more ordered structure in the form of -sheet and more spherical than collagen due to its more ordered -sheet structures, which may be very interesting when it needs a more controlled growth of cells on microspheres.

Revascularização é uma técnica utilizada em dentes jovens, que apresentem rizogênese incompleta e danos irreversíveis ao tecido pulpar, necessitando de tratamento endodôntico, para formar novo tecido em lugar da polpa perdida. Clinicamente os resultados mostram a continuidade da rizogênese e a devolução da vitalidade dental. Porém, pouco se sabe sobre o novo tecido formado e não está estabelecido se este é capaz de desempenhar todas as funções da polpa dentária. Para melhorar as características do tecido formado pela técnica da revascularização, podemos utilizar ferramentas de engenharia tecidual, como célulastronco, fatores de crescimento e arcabouços de sustentação celular (scaffolds). As célulastronco (CTs) já estão presentes quando o sangue invade o canal radicular, e utilizar essa reserva de CTs que o hospedeiro possui, procedimento conhecido como homing, é uma vantagem em comparação com outras técnicas que injetam CTs obtidas por cultivo em laboratório. Entretanto os aspectos físicos do coágulo sanguíneo formado no interior do canal radicular podem ser melhorados com a adição de hidrogel de quitosana, que interage quimicamente com o sangue e forma um scaffold híbrido mais estável. Então, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o scaffold híbrido, composto por hidrogel de quitosana e sangue, ofereceria maior estabilidade física estrutural, bem como condições favoráveis à adesão e proliferação de células-tronco da papila apical humana (SCAPs; do inglês, Stem Cell from Apical Papila). Para isso, investigamos in vitro se a incorporação do sangue ao hidrogel de quitosana gera um scaffold mais estável, se este é favorável à adesão e proliferação de células-tronco da papila apical e se a fotobiomodulação potencializa essas características celulares. Para isso, SCAPs foram isoladas e caracterizadas por citometria de fluxo, tempo de dobra populacional, e contagem de unidades formadoras de colônias fibroblásticas (CFU-F; do inglês, Colony Forming Units - Fibroblastic). Ensaios de incorporação sanguínea, dissolução e embebição foram realizados para determinar o comportamento dos scaffolds híbridos. A adesão celular foi observada pela coloração PHK26® (do inglês, Red Fluorescent Cell Linker) e por microscopias eletrônicas de varredura (MEV); e a proliferação foi investigada pelo ensaio de alamarBlue®. Adicionalmente, a sobrevivência das SCAPs após a degradação do scaffold híbrido foi avaliada pela coloração Live/Dead®. A população celular estudada apresentou características de células tronco. O scaffold híbrido, constituído de densa rede alveolar com poros interconectados, embebeu e dissolveu rapidamente. De acordo com o PKH26® e alamarBlue® SCAPs aderiram e proliferaram no scaffold híbrido. SCAPs fotobiomoduladas exibiram maior taxa de proliferação e o ensaio Live/Dead® mostrou células vivas após 12 dias de cultivo. Concluiu-se que o scaffold híbrido apresenta biocompatibilidade e condições favoráveis de sobrevivência para SCAPs, que são potencializadas pela fotobiomodulação. / Revascularization is a technique used to form a new tissue, replacing the lost pulp, in young permanent teeth presenting incomplete rhizogenesis and irreversible damage, where endodontic treatment is needed. Clinically, the results show the continuity of the root formation and the return of dental vitality. However, little is known about the newly formed tissue and it has not been established if it is able to perform all functions of the dental pulp. To improve the characteristics of the newly formed tissue by the technique of revascularization, tissue engineering tools can be used, represented by stem cells, growth factors and scaffolds for cell supportting. Stem cells (SCs) are already present when the blood invades the root canal, and to use this SCs reserve that the host possesses, procedure known as homing, is an advantage compared with other techniques that inject SCs obtained by cultivation in the laboratory. However the physical aspects of blood clot in the root canal can be improved with the addition of chitosan hydrogel that chemically interacts with the blood and forms a more stable hybrid scaffold. So the aim of this study was to test the hypothesis that the hybrid scaffold, composed of hydrogel chitosan and blood clot, provides greater structural physical stability as well as favorable conditions for adhesion and proliferation of Stem Cells from Apical Papilla (SCAPs). For this, we investigated in vitro if the incorporation of blood to chitosan hydrogel, generates a more stable scaffold and if it supports the stem cell adhesion and proliferation, in addition, if photobiomodulation potentiates these cell characteristics. For this, SCAPs were isolated and characterized by flow cytometry, population doubling time, and counting colony forming units - fibroblastic (CFUF). Blood incorporation assays, dissolution and swelling were conducted to determine the behavior of hybrid scaffolds. Cell adhesion was observed by PHK26® (Red Fluorescent Cell Linker) and scanning electron microscopy (SEM); and proliferation was investigated by alamarBlue® assay. In addition, the survival of SCAPs after degradation of the scaffold was assessed by Live/Dead® staining. The cell population showed stem cell characteristics. The hybrid scaffold, constituted of dense cellular network with interconnected pores, soaked and dissolved quickly. According to PKH26® and alamarBlue® assays, the SCAPs adhered and proliferated in the hybrid scaffold. Photobiomodulation leads to SCAPs higher proliferation rate and the Live/Dead® test showed live cells after 12 days of cultivation. It was concluded that the hybrid scaffold is biocompatible and favors survival of SCAPs, which was enhanced by photobiomodulation.

As células-tronco são definidas como células capazes de auto-renovação e diferenciação em células especializadas. Dentre as células-tronco adultas, as mesenquimais ocupam uma posição de destaque. São células multipotentes que podem originar células de origem mesodérmica, como osteoblastos, adipócitos e condrócitos. Além disso, vários estudos demonstraram que essas células também podem se diferenciar em células de origem extra-mesenquimal, como neurônios e hepatócitos, fenômeno este denominado plasticidade. Aspectos moleculares envolvidos com a plasticidade das células-tronco adultas, bem como durante o processo de comprometimento e diferenciação em células especializadas não estão completamente elucidados. Considera-se que as células-tronco expressam, embora em baixos níveis, uma gama diversa de genes relacionados aos diferentes destinos de diferenciação. Durante a diferenciação o repertório de genes expressos seria reduzido, acompanhado do aumento nos níveis de expressão de uma coleção menor de genes que orientariam a especialização celular. Para o presente estudo adotamos essa hipótese e elaboramos um sistema-modelo experimental no qual células-tronco mesenquimais de medula óssea humana foram induzidas in vitro à diferenciação em osteoblastos. As células-tronco mesenquimais foram obtidas de três doadores saudáveis de medula óssea e induzidas quimicamente à diferenciação em osteoblastos (meio -MEM acrescido de dexametasona, ácido ascórbico e - glicerofosfato) durante 24 h, 48 h, 7 dias e 21 dias. O RNA total foi extraído das culturas de células indiferenciadas (0h) e durante o processo de diferenciação (24 h, 48 h, 7 d e 21 d). Todo o processo de diferenciação foi monitorado com ensaios bioquímicos e por imunocitoquímica. Para avaliar a expressão gênica das célulastronco e durante o processo de diferenciação utilizamos a tecnologia dos cDNA microarrays. Os dados foram analisados com auxílio de programas de bioinformática especializados. Um banco público de dados de expressão gênica (GNF Symatlas) também foi consultado, o que nos auxiliou na interpretação dos dados. Sondas de cDNA fluorescentes (Cy3) oriundas das amostras de RNA foram hibridizadas com os cDNA microarrays (4.500 seqüências alvo). Um pool de cDNAs irrelevantes marcados com Cy5 foi usada como referência na hibridização. A expressão gênica diferencial durante a diferenciação foi analisada pelo método SAM (significance analysis of microarrays) (FDR < 5%). Os genes diferencialmente expressos foram classificados segundo sua representação tecidual de acordo com os valores de expressão obtidos do banco de dados GNF Symatlas. Além disso, foi avaliada por RT-PCR semiquantitativa, a expressão de genes relacionados à osteogênese (ALPL, osteocalcina, COL1A1, RUNX2 e osteopontina), e um marcador de adipócitos, PPARG. Observamos que as células-tronco mesenquimais no seu estado tronco expressam, em níveis similares, genes característicos das linhagens osteo e adipocítica. Entretanto, ao longo do comprometimento com a linhagem osteoblástica o número de genes modulados (reprimidos e induzidos) é crescente. Revelamos que nas fases iniciais da diferenciação osteoblástica in vitro os genes que representam células-tronco adultas foram reprimidos. Entretanto, com o avanço do comprometimento com a linhagem osteoblástica observamos que certos genes foram induzidos como, por exemplo, BMP1, SMAD7, IGFBP4, ITGA5, FN1, BGN, CDH8, GDF10 e SCARB2, todos relacionados à osteogênese. Nossos resultados são importantes para um melhor entendimento das bases genético-moleculares associadas ao potencial plástico e de diferenciação das células-tronco mesenquimais. / Stem cells (SC) are defined by their property of self-renewal and differentiation into specialized cells. The adult mesenchymal stem cells (MSC) correspond to a special type of them. MSC are multipotent and can differentiate into several cell types of mesodermal origin, including osteoblasts, adipocytes and condroblasts. Also, their capacity to differentiate into extra-mesenchymal cells, such as neurons and hepatocytes, was demonstrated and this phenomenon was termed plasticity. Nevertheless, the molecular basis of adult SC plasticity, as well during their commitment and differentiation into specialized cells isnt completely elucidated. It was hypothesized that SC express, although at low levels, many genes related to the differentiation cues that they could assume. According to this hypothesis, the repertory of genes is reduced during differentiation, at the same time that upregulating the expression of specialized genes, which characterize the future tissue. In this study, we adopted this hypothesis and to test it we used an in vitro osteogenic differentiation model-system. Mesenchymal stem cells were obtained from bone marrow of three healthy donors and induced to differentiate into osteoblasts in -MEM media supplemented with dexametasone, ascorbic acid and betaglycerol phosphate during 24 h, 48 h, 7 and 21 days. The differentiation process was monitored by biochemical and immunocytochemistry assays. The total RNA was obtained from undifferentiated (0 h) and differentiated cells. To evaluate gene expression during the differentiation, we used the cDNA microarray technology. Fluorescent Cy3 cDNA probes originated from SC RNA samples were hybridized with a cDNA microarray containing 4,500 target sequences. A pool of irrelevant cDNA was labeled with Cy5 and used as reference. The differential gene expression during differentiation was analyzed by SAM (Significance Analysis of Microarrays) method (FDR < 5%). The public gene expression database (GNF Symatlas) was used to annotate the tissue representation of the modulated genes. The expression of some specific genes related to osteogenesis (ALPL, osteocalcin, COL1A1, RUNX2 e osteopontin) and an adipocyte marker (PPARG) was evaluated by semiquantitative RT-PCR. It was observed that MSC in their stem state express, at similar levels, representative genes of the osteo and adipocyte lineages. However, during the osteoblastic differentiation process the number of modulated genes (repressed or induced) increased. It was observed that at early in vitro osteoblastic differentiation, adult SC characteristics genes were downregulated. Conversely, the osteoblastic commitment of these cells displayed upregulation of specific genes related to bone formation (BMP1, SMAD7, IGFBP4, ITGA5, FN1, BGN, CDH8, GDF10 and SCARB2). These results are important to provide a better understanding of the genetic and molecular basis of the plasticity and commitment phenomenon of adult MSC.

A ação metastática do BPV permanece não clara. Este estudo avaliou a ação do BPV na transição epitélio-mesênquima (TEM), empregando linhagens celulares de papiloma (P), fibropapiloma (FB) e carcinoma de esôfago (CE). Os resultados mostraram a presença de infecção produtiva e o aumento do potencial proliferativo nestas células. Porém, foi verificada a redução do potencial de membrana mitocondrial em relação à pele saudável (controle) e o aumento do estresse oxidativo, resultante da ação da oncoproteína E6, justificando a clastogenicidade e a aquisição do fenótipo-tronco descrito nas linhagens de P, FB e CE. Estas linhagens mostram capacidade migratória decorrente do sequestro citoplasmático de E-caderina, e o aumento dos níveis de expressão de vimentina, vinculina e N-caderina como consequência da ativação dos fatores STAT3 e SLUG, sugerindo a ação do vírus na indução da TEM. Tais resultados foram validados em amostras de tecido, reforçando a ação do vírus na TEM, bem como demostrando o potencial destas linhagens celulares como modelo de estudo da metástase. / BPV metastatic action remains unclear. This study evaluated the BPV action on epithelial-mesenchymal transmition (EMT), using cell lines form papilloma (P), fibropapilloma (FB) and esophageal carcinoma (EC). Results showed the productive infection presence and the proliferative potential increase in these cells. However, it was verified the mitochondrial membrane potential loss in relation to normal skin (control) and the oxidative stress increase as result of E6 oncoprotein, justifying the clastogenicity and stem-cell phenotype acquisition described in P, FB and EC cells. This cell lines showed a migratory capability as result of cytoplasmic sequester of E-cadherin, and the increase levels of vimentin, vinculin and N-cadherin as consequence of STAT3 and SLUG factors activation, suggest the virus action on EMT. These results were also verified in tissue samples, reinforcing the BPV action on EMT, as well as demonstrating the potential of these cell lines as model to study the metastasis.

Esse projeto tem como objetivo estabelecer técnicas de cultivo, isolamento, expansão e quantificação de células mesenquimais e hematopoéticas de sangue de cordão umbilical (SCU) de cães de raças variadas para aplicação em terapias celulares. Atualmente, vários tipos de células-tronco têm sido estudados devido a sua capacidade de diferenciação em diversos tecidos (HERZOG et al., 2003). O isolamento, quantificação e expansão dessas células permitem que a terapia celular seja utilizada na tentativa de tratamento em patologias (BARKER et al., 2003). Entre as fontes de células-tronco adultas (medula óssea, sangue periférico, tecido subcutâneo) mais precisamente as células progenitoras mesenquimais está o sangue de cordão umbilical. Sua principal função é o transporte de nutrientes e preencher as crescentes demandas de oxigênio da mãe para o feto (ALMEIDA et al., 2000). Neste estudo foi utilizado o sangue do cordão umbilical de cães ao nascimento, de 11 cadelas gestantes pesando entre 15 e 35 Kg. As células mesenquimais foram isoladas através da separação por gradiente de densidade com o reagente FICOLL, posteriormente o sangue foi diluído em PBS e centrifugado. O pellet contendo células foi retirado e essas então acondicionadas em meio DMEM contendo 10% de soro fetal bovino e antibiótico, homogeneizadas e contadas através da câmara de Newbauer. As células foram então plaqueadas de acordo com o ensaio que seriam submetidas. Através do ensaio de CFU-F pudemos observar uma população de células aderentes isoladas da porção mononuclear do sangue de cordão umbilical que apresentou-se altamente heterogênea. Foram identificados, pelo menos, quatro tipos morfológicos distintos: células epitelióides grandes e pequenas; células de aspecto fusiforme; e células de aspecto estrelado e quando em confluência, as células apresentaram padrão de crescimento similar ao de miofibroblastos, normalmente observado em culturas de músculo liso e de estroma da medula óssea hematopoética. Na maioria das análises as colônias se apresentaram em número desejável, havendo uma variação de baixo a alto. Esse ensaio apresentou grande eficácia no isolamento, quantificação e caracterização morfológica das células mesenquimais obtidas a partir do sangue de cordão umbilical canino. / This project has as objective established cultivation techniques, isolation, expansion and quantification of mesenchymal cells from umbilical cord blood (UCB) of dogs of varied breeds for application in cellular therapies. Nowadays, several cell-trunk types have been studied due to his/her differentiation capacity in several woven (HERZOG et al., 2003). The isolation, quantification and expansion of those cells allow the cellular therapy to be used in the treatment attempt in pathologies (BARKER et al., 2003). Among the adult cell-trunk sources (bone marrow, peripheral blood, subcutaneous tissue) more precisely the progenitors mesenchymal cells are the umbilical cord blood. Her main function is the transport of nutrients and to fill out the crescents demands of the mother\'s oxygen for the fetus (ALMEIDA et al., 2000). In this study, the blood was used from the umbilical cord of dogs to the birth, of 11 pregnant female dogs weighing between 15 and 35 Kg, the mesenchymal cells were isolated through the separation for density gradient with the reagent FICOLL, later the blood was diluted in PBS and centrifuged according to protocol, the pellet containing cells was removed and those then conditioned in half DMEM containing 10% of bovine fetal serum and antibiotic, homogenized and counted through the camera of Newbauer. They were plated then in agreement with the rehearsal that they would be submitted. Through the rehearsal of CFU-F (Colony Forming Unit - Fibroblast) we could observe a population of isolated adherent cells of the mononuclear population of the umbilical cord blood that came highly heterogeneous. They were identified, at least, four different morphologies: big and small epithelial cells; aspect fusiforme; and cells of starry aspect and when in confluence, the cells presented pattern of similar growth to the of miofibroblastos, usually observed in cultures of flat muscle and of stromal of the hematopoietic bone marrow. In most of the analyses the colonies came in desirable number, having a variation of low the high. That rehearsal presented great effectiveness in the isolation, quantification and morphologic characterization of the mesenchymal cells obtained starting from the umbilical cord blood of canine.

Estudos com células tronco (CT) têm despertado grande interesse devido ao seu promissor potencial terapêutico. Neste contexto, as CT mesenquimais (CTm) representam uma alternativa para o tratamento de diversas patologias em diferentes órgãos, inclusive o rim e as glomerulopatias que o acometem. As doenças glomerulares constituem uma freqüente causa de doença renal crônica e se caracterizam por apresentar proteinúria. Neste processo, os podócitos são células que apresentam um papel crucial, sendo que as podocitopatias se associam com o aparecimento de proteinúria e desenvolvimento de esclerose glomerular. A obtenção de um modelo de podocitopatia através da administração de aminonucleosídeo de puromicina (PAN), permite a melhor compreensão dessas células altamente diferenciadas que não possuem potencial de proliferação ou regeneração. O presente projeto teve como objetivo estabelecer o modelo experimental de nefropatia crônica induzida por PAN associado à nefrectomia unilateral (UniNx) para induzir lesões glomerulares mais exuberantes e, neste modelo experimental, avaliar o efeito da infusão de CTm derivadas da medula óssea. Ratos Wistar (n=52) foram divididos em três grupos: Controle (UniNx), PAN (PAN+UniNx) e PAN+CTm (PAN+UniNx+CTm). As CTm foram inoculadas na região subcapsular renal no dia 0 e os animais foram sacrificados após 30 e 60 dias. O efeito da infusão das CTm no tecido renal foi avaliado através de parâmetros clínicos e laboratoriais, além de análise histológica, imunohistoquímica, microscopia eletrônica e PCR em tempo real. Paralelamente, o projeto analisou a diferenciação in vitro de CTm em podócitos através do estímulo com colágeno tipo IV e através de cocultura de glomérulos isolados de ratos com CTm. A diferenciação celular das CTm foi analisada por citometria de fluxo, imunocitoquímica e PCR em tempo real para genes de proteínas podocitárias. No modelo in vivo foi possível observar a presença de CTm até 15 dias após a inoculação na região subcapsular renal. As CTm foram capazes de diminuir significativamente a proteinúria e a albuminúria com 30 e 60 dias, assim como a pressão arterial aos 60 dias. Não houve diferença nos valores de creatinina, uréia sérica, glomeruloesclerose e fibrose intersticial entre o grupo PAN e o grupo PAN+CTm. As CTm foram responsáveis pela diminuição significativa da fusão dos pedicelos à microscopia eletrônica, com melhora da expressão relativa de WT1 aos 60 dias e melhora parcial da expressão gênica de nefrina, podocina e sinaptopodina. A expressão proteica de WT1 também foi significativamente maior no grupo PAN+CTm em comparação ao grupo PAN. Além disso, houve melhora significante da expressão relativa de IL-4 e IL-10, e diminuição de IL-1? e TNF-? no grupo tratado. Ainda, as CTm promoveram aumento significativo da expressão gênica de VEGF aos 60 dias. Nos resultados in vitro não houve diferenciação das CTm em podócitos quando cultivadas com colágeno IV, assim como a cocultura com glomérulos não proporcionou alteração na expressão de marcadores de superfície das CTm. Concluímos que a terapia celular com CTm foi capaz de induzir proteção renal caracterizada por diminuição da proteinúria, da albuminúria e da pressão arterial, associado a menor fusão dos pedicelos, maior expressão gênica de proteínas podocitárias e de expressão celular de WT1. As citocinas inflamatórias IL-1?, TNF-?, IL-4 e IL-10, em conjunto com o VEGF, foram os possíveis mediadores responsáveis por estes resultados / Stem cells (SC) have emerged as a potential therapeutic approach for several diseases. In this context, the mesenchymal SC (mSC) are considered an alternative for the treatment of kidney diseases such as glomerulopathies. Glomerular diseases are an important cause of chronic kidney disease (CKD) and are characterized by proteinuria. In this process, the podocytes are cells that have a critical role, and the podocytopathies are associated with the onset of proteinuria and glomerular sclerosis. The achievement of a podocytopathy model through administration of puromycin (PAN) allows a better understanding of these highly differentiated cells which do not have the potential for proliferation or regeneration. The aim of the present study was to establish an experimental model of chronic nephropathy induced by PAN associated with unilateral nephrectomy (UniNx), to induce early and marked glomerular lesions and, in this experimental model, to evaluate the effect of bone marrow mSC infusion. Wistar rats (n=52) were randomly divided into three groups: Control (UniNx), PAN (PAN+UniNx) and PAN+mSC (PAN+UniNx+mSC). mSC were inoculated into the subcapsular renal region on day 0, and the animals were sacrificed after 30 and 60 days. The mSC infusion effects in renal tissue were evaluated by clinical and laboratory parameters, histology, immunohistochemistry, electron microscopy and real-time PCR. In parallel, we analyzed whether mSC could differentiate in vitro into podocytes through stimulation with collagen type IV or by means of co-culture of isolated rat glomeruli with mSC. The cell differentiation was analyzed by flow cytometry, immunocytochemistry and real-time PCR. In the in vivo model, mSC were detected until 15 days after inoculation in the renal subcapsular region. mSC were able to significantly reduce the proteinuria and albuminuria with 30 and 60 days, as well as blood pressure at 60 days. There was no difference in the values of creatinine, BUN, glomerulosclerosis and interstitial fibrosis between the groups PAN and PAN+mSC. The treated group showed lower effacement of foot process by electron microscopy, with significant improvement in the relative expression of WT1 in 60 days and partial improvement of nephrin, podocyn and synaptopodin. The WT1 protein expression was also significantly higher in the PAN+mSC group compared to the PAN group. In addition, mSC treatment significantly reduced gene expression of IL-1? and TNF-?, as well as increased the expression of IL-4 and IL-10. At 60 days mSC promoted significant increase of VEGF relative expression. In vitro results, mSC cultived with collagen type IV did not show differentiation to podocytes and the co-culture with glomeruli provided no change in expression of mSC surface markers. In conclusion, mSC therapy in the PAN model was able to induce renal protection characterized by the reduction of albuminuria, proteinuria and blood pressure, associated with a lower effacement of foot process, increased gene expression of podocytes proteins and cellular expression of WT1. Inflammatory cytokines IL-1?, TNF-?, IL-4 and IL-10 associated with VEGF were the probable mediators of these results, promoting podocyte protection