A engenharia de tecido ósseo associando células-tronco mesenquimais (CTMs) a biomateriais tem sido proposta como tratamento potencial para o reparo de defeitos ósseos, constituindo uma abordagem nova na área da medicina regenerativa e de amplo interesse para as áreas de cirurgia buco-maxilo-facial e ortopedia. A seleção das CTMs mais adequadas e o método utilizado para carreá-las nos sítios de defeitos ósseos são fatores importantes para o sucesso do tratamento. Como a osteoporose reduz a capacidade de regeneração dos ossos, seria de grande importância que a engenharia do tecido ósseo pudesse ser aplicada com sucesso nessa patologia. Assim, foi avaliado o potencial das CTMs de medula óssea (CTMs-MO) e de tecido adiposo (CTMs-TA) associadas ao arcabouço de vitrocerâmica BioS-2P ou a membrana de P(VDF-TrFE)/BT no reparo de defeitos ósseos em ratas osteoporóticas. A osteoporose foi induzida por ovariectomia e comprovada pela análise microtomográfica dos fêmures. Nas ratas osteoporóticas foram criados defeitos ósseos nas calvárias que foram tratados com implantação de BioS-2P associado à CTMs-MO e CTMs-TA ou com a implantação de membrana de P(VDF-TrFE)/BT combinada com a injeção de CTMs-MO e CTMs-TA. Ao final de 4 semanas, as análises microtomográficas e histológica mostraram que não houve formação óssea nos defeitos sem qualquer tratamento, mas nos defeitos tratados com implantação de BioS-2P ou membrana de P(VDF-TrFE)/BT houve formação óssea independente da presença de CTMs. Apenas os defeitos tratados com membrana de P(VDF-TrFE)/BT e injeção de CTMs-MO apresentaram maior formação óssea, mas não ocorreu a regeneração. / Bone tissue engineering based on the combination of mesenchymal stem cells (MSCs) and biomaterials, has been proposed as a potential treatment for the repair of bone defects, constituting a new approach in the field of regenerative medicine and of interest to the areas of oral and maxillofacial surgery and orthopedics. To select the most suitable MSCs and an efficient method to carry them to the bone defects are the key for the successful treatment. Considering that osteoporosis represents a challenge situation, it would be of the utmost importance that bone tissue engineering could be used in this pathological condition. Thus, the aim of this study was to evaluate the potential of MSCs harvested from bone marrow (MSCs-BM) and from adipose tissue (MSCs-AT) associated to a vitreous scaffold (BioS-2P) or to a membrane of P(VDF-TrFE)/BT in regenerate bone defects created in osteoporotic rats. Osteoporosis was induced by ovariectomy and confirmed by microtomography of the femurs. Defects created in calvaria of osteoporotic rats were implanted with either Bios-2P seeded with MSCs-BM and MSCs-AT or a membrane of P(VDF-TrFE)/BT combined with injection of MSCs-BM and MSCs-AT. After 4 weeks, microtomography and histological analyses showed that there was no bone formation in untreated defects but in those treated with BioS-2P or membrane of P(VDF-TrFE)/BT there was bone formation irrespective of the presence of MSCs. Only defects treated with membrane of P(VDF-TrFE)/BT and MSCs-BM injection resulted in greater bone formation but there was not full bone regeneration.

As células tronco mesenquimais derivadas do âmnio (AMSCs) são células multipotentes com alto potencial para se diferenciar em múltiplas linhagens. Podem ser isoladas sem recurso a procedimentos invasivos e usadas sem levantar quaisquer implicações éticas. O presente estudo visa isolar e caracterizar as células mesenquimais progenitoras da membrana amniótica de gatos domésticos para futura aplicação em terapia celular. As células foram isoladas de quatro membranas fetais, coletadas durante as campanhas rotineiras de castração em gatas no último terço de gestação, após anestesia geral. A porção dorsal do âmnio foi separada mecanicamente, lavada com PBS e submetida à digestão com colagenase. As células coletadas foram propagadas em cultivo (DMEN-F12/-MEM) e criopreservadas em várias passagens enquanto se efetuava a avaliação da cinética de crescimento e das características morfológicas. Em cultivo, as AMSCs demonstraram aderência à placa e uma morfologia similar a dos fibroblastos. A análise imunofenotípica revelou presença de marcadores específicos de MSCs CD73 e CD90 e ausência de marcadores hematopoiéticos CD34, CD45 e CD79 sugerindo a presença de células mesenquimais multipotentes na membrana amniótica de gatos domésticos. Em condições apropriadas, estas células diferenciaram-se em linhagens específicas osteogênica e adipogênica. Entretanto, após inoculação em camundongos imunodeficientes não foi registrado formação de teratomas. Estes achados sugerem que o âmnio de gatos domésticos pode ser considerado uma importante fonte de MSCs com maior atração para medicina regenerativa. / The amnion derived mesenchymal stem cells (AMSCs) are multipotent cells with a high ability to differentiate into multiple lineages. They can be obtained by non-invasive methods and therefore are exempt from the normal ethical problems involving stem cell use. The aim of this study was to isolate and characterize the progenitor mesenchymal cells from the cat amniotic membrane for future application in cell therapy. The cells were isolated from four fetal membranes collected after a routine ovarian hysterectomy process from cats in their third gestational trimester, under general anesthesia. The dorsal portion of amnion was mechanically separated, washed with PBS and subjected to collagenase digestion. The isolated cells were propagated in culture media (DMEMF12 or -MEM) and frozen in various passages while the growing kinetics and cell morphology were analyzed. In culture medium, AMSCs were adherent to the plastic culture dish and had a morphology similar to fibroblasts. Immunophenotyping assays showed the presence of MSCs specific markers CD73 and CD90 and absence of hematopoietic markers CD34, CD45 and CD79 suggesting the presence of multipotent mesenchymal cells in the cat amniotic membrane. Under appropriate conditions, these cells differentiated into osteogenic and adipogenic cell lineages. Moreover, after injection into immunodeficient mice, no tumors were generated. These findings suggest that the cat amniotic membrane can be considered an important and useful source of MSCs for regenerative medicine.

As células-tronco mesenquimais derivados do tecido adiposo (ASC) apresentam potencial para uso em terapêuticas para reparação cardíaca e o modelo de suínos recapitula aspectos relevantes dos seres humanos. Nesta dissertação quisemos caracterizar ASC de porcos (pASC), após criopreservação e avaliar a responsividade destas células ao shear stress. Após descongelamento as pASC exibiram 90-95% de viabilidade, não apresentaram alterações morfológicas e nem na expressão de marcadores de superfície (CD29+ 99,74%±0,10; CD90+ 97,84%±1,32; CD44+ 99,39%±0,19, CD31- 1,75%±0,21; média±EPM, n=3). O tempo de dobramento médio foi de 63,51±16,46 horas (média±DP) e o dobramento populacional cumulativo aumentou constantemente até a passagem 10, com pequeno e gradual aumento na senescência (P5 3,25%±0,26 e P10 9,6%±0,29 SA-?-Gal). Além disso, as pASC responderam, in vitro, ao tratamento para diferenciação em adipócitos e osteócitos. Já a exposição ao SS (15 dyn/cm² por 48 hs) não induziu a expressão de marcadores endoteliais (CD31, VE-caderina e FLK-1), mas resultou no acúmulo de VEGF induzido por NO (15 dyn/cm² por 96 hs). Interessantemente, o SS induziu a fosforilação de ERK e AKT e a liberação de NO independente da magnitude do SS (1-30 dyn/cm², por 30 min). No entanto, longos períodos de estímulo (24-48 hs) e diferentes intensidades de shear stress induziram desigualmente a liberação de NO e VEGF (5 dyn/cm² maior do que 10 ou 15 dyn/cm²). Tomados em conjunto, nossos dados promovem evidências de que a viabilidade, morfologia, cinética de crescimento e resposta a estímulos químicos ou físicos de pASC não foram influenciados pela criopreservação. Além disso, a magnitude de SS aplicada a essas células afetou a liberação de NO e VEGF somente após longos períodos de exposição a esse estímulo / Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (ASC) offer potential regenerative therapeutic application for cardiac repair and the porcine model recapitulates key aspects relevant to humans. In this dissertation we wanted to establish the culture characteristics of pig ASC (pASC), especially after long-term cryopreservation and the effect of shear-stress (SS)-induced phenotypes. Upon thawing, pASC displayed 90-95% viability and no changes in morphological characteristics or in the expression of surface markers (CD29+ 99.74%±0.10; CD90+ 97.84%±1.32; CD44+ 99.39%±0.19, CD31- 1.75%±0.21; mean±SEM, n=3). Mean population doubling time was 63.51±16.46 hours (mean±SD) and cumulative population doubling increased constantly until passage 10 with a small and gradual increase in senescence (P5 3.25%±0.26 and P10 9.6%±0.29 SA--Gal staining). In addition, pASC in vitro responded to adipogenic and osteogenic chemical cues, whereas SS exposure (15 dyn/cm² up to 48 hours) failed to induce endothelial cell (EC) markers (CD31, VE-cadherin and FLK-1), but resulted in nitric oxide (NO)-induced VEGF accumulation (15 dyn/cm² up to 96 hours). Interestingly, SS-induced phosphorylation of ERK and AKT and the release of NO were independent of the magnitude of the stimulus (1-30 dyn/cm², up to 30minutes). In contrast, long term (24-48 hours) SS-induced NO and VEGF release under 5 dyn/cm² were higher than 10 or 15 dyn/cm2. Altogether, we provided evidence that pASC cell viability, morphology, growth characteristics and capacity to respond to chemical or physical cues were not influenced by cryopreservation. Moreover, the magnitude of the SS affected the NO and VEGF release in pASC only during long-term exposure to SS

INTRODUÇÃO: As células-tronco mesenquimais são capazes de regenerar diferentes tipos de tecidos, no entanto, a maioria dos métodos para sua obtenção são invasivos. Recentemente, foi descoberta a existência destas células no sangue menstrual. OBJETIVO: Padronizar as técnicas de coleta e transporte do fluido menstrual, bem como a caracterização, isolamento, expansão e criopreservação de células-tronco do fluido menstrual e avaliar a disponibilidade de células tronco mesenquimais no fluido menstrual. MÉTODOS: No período de agosto de 2011 a março de 2012 foram selecionadas 20 voluntárias com ciclo menstrual regular, sem doença ginecológica. O fluido menstrual foi coletado no dia de maior fluxo e submetido a imunofenotipagem e cultivo celular. Foram realizadas duas passagens em meio de cultura até atingir semi-confluência das células-tronco, as quais foram, em seguida, criopreservadas. RESULTADOS: Os parâmetros analisados apresentaram os seguintes valores médios: volume de fluido menstrual 6,90±5,60mL; tempo de transporte 17,20±5,50h; número de células totais 3,95 x106±3,88 x106 com 76,05%±24,57 de células viáveis. Após a cultura, as células mesenquimais aumentaram de 0,14%±0,26 para 96,19%±2,14. Na primeira passagem de cultura, após 15 a 21 dias, as colônias formaram grupos que atingiram a confluência, que a partir da segunda passagem ocorreu em cerca de 3 dias. As células-tronco mesenquimais criopreservadas eram viáveis. CONCLUSÃO: As células-tronco do fluido menstrual podem ser obtidas sem métodos invasivos. O fluido menstrual pode ser transportado em condições ideais de temperatura até 24 horas após a coleta. As células tronco mesenquimais podem ser caracterizadas por imunofenotipagem, isoladas, cultivadas e expandidas e, em seguida, criopreservadas. O fluido menstrual contém células tronco mesenquimais viáveis e apropriadas para cultivo / INTRODUCTION: Mesenchymal stem cells may renovate different tissues, but techniques to obtain these cells are invasive. Recently, those cells were detected in menstrual blood. OBJECTIVE: Patterning techniques of collection, transportation, characterization, isolation, expansion and cryopreservation of stem cells in menstrual fluid. METHODS: From August 2011 to March 2012 twenty volunteers were selected with regular menstrual cycle without gynecological diseases. They collected menstrual fluid on the most intense flux day to analysis by immunophenotyping and cellular culture. Culture was made in 2 stages until reached semi-confluence of stem cells and these cells were cryopreserved. RESULTS: Average of menstrual fluid volume was 6,90±5,60mL, transportation time was 17,20±5,50h, and total number of cells was 3,95 x106±3,88 x106 witch 76,05%±24,57 were viables. After culture, mesenchymal stem cells increased from 0,14%±0,26 to 96,19%±2,14. After 15 to 21 days of culture in first passage, colonies formed clusters that reached confluence. In second passage, it happens after 3 days of culture and stem cells were cryopreserved. CONCLUSION: Stem cells of menstrual fluid may be easily obtained without invasive methods. Menstrual fluid can be transported in good conditions of temperature up to 24 hours of collection. Mesenchymal stem cells of menstrual fluid may be characterized by immunophenotyping, as well as it is possible to isolated, cultivate and cryopreserved them. Menstrual fluid has viable and proper for culture mesenchymal stem cells

Sabemos hoje que os tumores sólidos apresentam uma composição celular heterogênia e que apenas uma pequena parcela dessas células apresenta capacidade de se proliferar e gerar novos tumores. Estudos prévios sobre a formação do câncer de mama têm sido realizados com base na combinação dos marcadores de superfície celular CD44 e CD24. Já foi demonstrado que uma subpopulação de células do câncer de mama com alta expressão de CD44 e baixa expressão de CD24 (CD44+/CD24-) tem maior capacidade de gerar tumores, quando comparadas com a subpopulação de células CD44-/CD24+. O objetivo do estudo foi identificar a taxa de células com fenótipo CD44+/CD24- presentes nos tumores mamários e relaciona-la com a taxa de comprometimento dos linfonodos axilares ipsilaterais por neoplasia, além de avaliar também sua relação com outros fatores sabidamente relacionados com mal prognóstico da paciente. Pacientes e métodos: avaliamos prospectivamente 53 amostras cirúrgicas provenientes de 42 pacientes com diagnóstico histopatológico de carcinoma de mama, quantificando as células CD44+/CD24- por citometria de fluxo. Relacionamos a porcentagem destas células encontrada em cada amostra com o comprometimento axilar, os receptores hormonais e Her-2, a idade da paciente, o grau histológico do tumor, o diâmetro patológico do tumor e o tipo histológico. Resultados: verificamos um significante aumento da população de células CD44+/CD24- no grupo de carcinomas ductais invasivos em pacientes que apresentavam metástase axilar [mediana 8,53% (3,6 71,2%)] em relação ao grupo de pacientes sem linfonodos comprometidos pela neoplasia [mediana 1,49% (0,3 17,1%)] (p=0,0002). Conclusão: concluímos então que quando estudamos vários tumores mamários invasivos de mesma classificação histológica, podemos notar que existe uma variação na quantidade de células CD44+/CD24- entre eles. Nosso estudo mostrou que essa variação está relacionada à agressividade tumoral e à sua capacidade de gerar metástases já que, tumores com maior quantidade de células CD44+/CD24- apresentam maior taxa de comprometimento dos linfonodos axilares. / It is known that solid tumors are composed by a heterogeneous combination of cells and only a small portion of these cells has the capacity to proliferate and generate new tumors. Previous studies about the breast cancer initiation have been based on a combination of CD44 and CD24cell surface markers. It has been shown that this subpopulation of breast cancer cells with high expression of CD44 and low expression of CD24 (CD44+/CD24-) has a greater capacity to generate tumors when compared with the subpopulation of cells CD44- /CD24+. The study objective was to identify whether the rate of cells with CD44+/CD24- phenotype present in breast tumors is related with the rate of ipsilateral lymph node metastasis, in addition to evaluate its relationship with other risk factors known to be related with worst prognosis. Patients and methods: we prospectively evaluated 53 surgical specimens from 42 patients with histological diagnosis of breast cancer, quantifying CD44+/CD24- cells through flow cytometry. We list the percentage of these cells found in each sample with axillary lymph node status, hormone receptors and Her-2, patient age, histological grade, pathological tumor diameter and histological tumorclassification. Results: we find a significant increase of CD44+/CD24- population in the invasive ductal carcinomas, in patients with axillary metastasis [median 8.53% (3.6 - 71.2%)] than in the group of patients without lymph nodes metastasis [median 1.49% (0.3 - 17.1%)] (p = 0.0002). Conclusion: when we studied several invasive breast tumors of same histological classification, we note that there is variation in the number of CD44+/CD24- cells. Our study showed that this variation is related to tumor aggressiveness and their ability to generate metastasis, because tumors with high rate of CD44+/CD24- cells have a higher rate of lymph node metastasis.

Um novo método de modificação da superfície de nanopartículas de hidroxiapatita (HAP) por reação com cloreto de lauroíla foi desenvolvido, gerando a nanopartícula funcionalizada por laurato (HAP-CL). A superfície modificada da HAP foi confirmada por infravermelho, termogravimetria, ressonância magnética nuclear e análise elementar. Provamos por testes mecânicos a capacidade de criar compósitos com alto teor de HAP-CL em matrizes poliméricas de poli(L-acido láctico) (PLLA) e poli(succinato de isosorbídeo-b-L-lactídeo) (PLLA-co-PIS) sem perda significativa de propriedades mecânicas. Diferentes quantidades de HAP-CL, HAP enxertado com PLLA (PLLA-g-HAP) e HAP puro foram dispersadas em soluções de PLLA para formar fibras eletrofiadas. Para comparar a dispersão destas nanopartículas nas fibras e a sua morfologia, análise de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão foram empregadas. A HAP-CL exibiu melhor dispersão na matriz polimérica do que o PLLA-g-HAP e HAP, e permitiu a produção de fibras com grande quantidade de HAP-CL (até 30% massa da fase mineral em relação à massa do polímero(mm/mp)), tanto para o PLLA como para o PLLA-co-PIS. Células tronco mesenquimais derivadas de polpa de dente foram cultivadas em fibras de PLLA com alto teor de HAP-CL, resultando em um aumento significativo da atividade de fosfatase alcalina (ALP), nos dias 14 e 21 (p <0,001) quando comparados com conteúdos mais baixos de HAP-CL, assim como um melhor processo de mineralização apresentado pelos teste de vermelho de alizarina depois de 21 dias (p <0,001). As células cultivadas nas fibras de PLLA-co-PIS contendo 30% de HAP-CL (mm/mp) apresentaram maior atividade de ALP após 21 dias (p <0,05), e melhor processo de mineralização, depois de 14 e 21 dias (p <0,05) do que as fibras de PLLA com 30% de HAP-CL (mm/mp). PLLA e PLLA-co-PIS, ambos contendo 30% de HAP-CL (mm/mp) induziram uma maior expressão de osteocalcina e osteopontina, dois marcadores de diferenciação osteoblástica, quando comparados ao PLLA e PLLA-co-PIS (controle). Finalmente, em experimentos in vivo, as fibras de PLLA-co-PIS contendo 30% de HAP-CL (mm/mp) apresentaram um desempenho superior no processo de neoformação óssea do que as fibras de PLLA com o mesmo conteúdo de nanopartículas. Em conclusão, os nossos resultados in vitro demonstraram que os suportes construídos de compósitos de PLLA-co-PIS contendo 30% de HAP-CL (mm/mp) se mostraram superiores tanto na adesão e proliferação quanto na diferenciação de células mesenquimais de polpa de dente em osteoblastos. Além disso, experimentos in vivo confirmaram estes resultados, demonstrando que estes nanocompósitos são excelentes modelos para implantes destinados a regeneração óssea. / A new method of surface modification of hydroxyapatite nanoparticles (HAP) by reaction with lauroyl chloride was developed, producing the laurate functionalized nanoparticle (HAP-CL). The surface modified HAP was confirmed by infrared, thermogravimetric analysis, nuclear magnetic resonance and elemental analysis. We proved by mechanical tests the ability to create composites with high HAP-CL content in poly(L-lactic acid) (PLLA) and poly(isosorbide succinate-b-L-lactide) (PLLA-co-PIS) polymeric matrixes without significant loss of mechanical properties. Different amounts of HAP-CL, HAP grafted with PLLA (PLLA-g-HAP) and HAP were dispersed in pure PLLA solutions to form nanofibers. To compare the dispersion of these nanoparticles in the fibers and their morphology, scanning and transmission electron microscopies were employed. HAP-CL showed better dispersion in the polymer matrix than the PLLA-g-HAP and HAP, and allowed fiber production with large amounts of HAP-CL (up to 30% mineral to polymer weight (wm/wp)) for both PLLA and PLLA-co-PIS. Mesenchymal stem cells derived from dental pulp were cultured in PLLA fibers with high levels of HAP-CL, resulting in a significant increase in alkaline phosphatase activity (ALP), on days 14 and 21 (p <0.001) as compared to those with lower content HAP-CL, as well as a better mineralization process shown by alizarin red test after 21 days (p <0.001). Cells grown in PLLA-co-PIS fibers containing 30% of HAP-CL showed higher ALP activity after 21 days (p <0.05) and a better mineralization process, after 14 and 21 days (p <0.05 ) than fibers of PLLA with 30% HAP-CL. PLLA and PLLA-co-PIS, both containing 30% of HAP-CL (wm/wp) induced a higher expression of osteocalcin and osteopontin, two osteoblast differentiation markers when compared with PLLA and PLLA-co-PIS (control). Finally, in the in vivo experiments, the PLLA-co-PIS fibers containing 30% HAP-CL (wm/wp) outperformed the process of bone formation than PLLA fibers with the same content of nanoparticles. In conclusion, our in vitro results demonstrated that scaffolds from composites of PLLA-co-PIS containing 30% HAP-CL (wm/wp) were superior both in adhesion and in the differentiation and proliferation of dental pulp stem cells in osteoblasts. Furthermore, in vivo experiments confirmed these results, demonstrating that these nanocomposites are excellent models for implants for bone regeneration

Células reticulares fibroblásticas (FRCs, gp38+ e CD31-) e células duplo negativas (DNCs, gp38- e CD31-) são células estromais encontradas em órgãos linfoides secundários, como linfonodos. Enquanto as FRCs têm sido amplamente estudadas, pouco se sabe ainda sobre DNCs. Apesar da função estrutural das FRCs nos linfonodos já estar bem estabelecida, estudos recentes indicam que as FRCs também desempenham um papel fundamental em processos imunológicos, por exemplo, migração celular, ativação e qualidade da resposta imune, além da participação na tolerância periférica. Outra célula estromal em constante estudo são as células-tronco mesenquimais (CTMs), principalmente encontradas na medula óssea. Estas células compartilham similaridades, como por exemplo; são células estromais encontradas em órgãos linfoides, apresentam morfologia e características semelhantes quando cultivadas in vitro e estão envolvidas na resposta imune por mecanismos semelhantes. As CTMs são provenientes de um órgão linfoide primário, cuja função principal não está relacionada à resposta imunológica, entretanto, de acordo com inúmeros trabalhos, estas células possuem capacidade de interferir na ativação de várias células do sistema imunológico. Portanto, nossa hipótese é de que as FRCs e DNCs, que se encontram em um órgão linfoide secundário, cuja função principal remete a resposta imunológica, apresentem também um papel regulador, descrito na literatura como tolerância periférica e contração de uma resposta imunológica já estabelecida. Em nosso estudo mostramos que FRCs e DNCs foram isoladas a partir de linfonodos humanos e devidamente caraterizadas. Evidenciamos que FRCs e DNCs atendem todos os critérios mínimos propostos pela sociedade internacional de terapia celular para serem consideradas células-tronco estromais. Além disso, mostramos que FRCs e DNCs influênciam a proliferação e a expressão de moléculas de homing em linfócitos alogênicos in vitro. Portanto, contribuimos de forma inédita para o entendimento funcional das FRCs e DNCs, visto que estudos em humanos envolvendo estas células são escassos / Fibroblastic reticular cells (FRCs, gp38+ e CD31-) and double-negative cells (DNCs, gp38- e CD31-) are stromal cells found in secondary lymphoid organs, such as lymph nodes. While the FRCs has been widely studied, little is known about DNCs. Despite the structural function of FRCs on lymph nodes is well established, recent studies indicate that FRCs also play a key role in immunological processes, for example, cell migration, immune response activation and quality, beyond their involvement in peripheral tolerance. Another stromal cell type in constant study are mesenchymal stem cells (MSCs), mainly found in bone marrow. These cells share similarities with FRCs and DNCs, for example; they are estromal cells found in lymphoid organs, they present similar morphology and characteristics when cultured in vitro and they are involved in the immune response by similar mechanisms. MSCs are derived from a primary lymphoid organ which the major function is not related to immune response, but according to numerous studies these cells have the capacity of the interfere on activation of various immune cells. Consequently, our hypothesis is that FRCs and DNCs, usually found in secondary lymphoid organ, display immune regulatory roles, which were described in the literature as peripheral tolerance and immune response contraction. In our study we showed that FRCs and DNCs were isolated from human lymph nodes and adequately characterized. We evidenced that FRCs and DNCs meet all minimum criteria proposed by the International Society of Cell Therapy to be considerate a stromal stem cell. Therefore, we contributed in an unpublished manner to the functional understanding of FRCs and DNCs, since human studies involving these cells are scarce

Na espécie equina, as enfermidades osteoarticulares causam prejuízo econômico e impacto negativo no desempenho atlético, devido aos danos causados na cartilagem articular. A regeneração da cartilagem hialina e a manutenção da integridade das estruturas que a compõe norteiam a busca do tratamento ideal. Neste contexto, este estudo foi delineado com o objetivo de investigar a presença de células-tronco mesenquimais (CTMs) no líquido sinovial (LS) e na membrana sinovial (MS) de equinos com articulações hígidas, com osteocondrite dissecante (OCD) e com osteoartrite (OA) e compará-las, visando estabelecer qual fonte celular possui melhor característica fenotípica e capacidade de diferenciação celular, mais especificamente, aquela que seja superior em relação à capacidade condrogênica. Foram utilizados equinos machos e fêmeas de diferentes idades, totalizando 97 articulações. O LS e MS foram coletados durante artroscopia e as células foram cultivadas, e avaliadas por citometria de fluxo com os anticorpos CD44, CD90, CD105, CD34; e por imunocitoquímica com os anticorpos nanog, oct4, PGP 9.5, lisozima, vimentina e citoqueratina. Adicionalmente, o potencial de diferenciação das células foi avaliado para as linhagens condrogênica, osteogênica e adipogênica. Foi realizado teste de tumorigenicidade em camundongos Balb-Cnu/nu, para comprovar aplicabilidade clínica, e posteriormente, as CTMs provenientes de LS de articulações hígidas foram aplicadas em articulações de equinos. A identidade das células foi comprovada durante o cultivo demonstrando características de adesão ao plástico e morfologia fibroblastóide. A média percentual das populações positivas para CD90 foi de 64,9% (LS-H), 48,3% (LS-OCD), 48,1% (LS-OA), 66,6% (MS-H), 40,2% (MS-OCD) e 40,3% (MS-OA). A porcentagem de células positivas para CD44 foi de 1,18% (LS-H), 3,98% (LS-OCD), 14,2% (LS-OA), 1,9% (MS-H), 2,17% (MS-OCD) 8,56% (MS-OA). Não foi observada expressão dos anticorpos CD34 e CD105. Na análise imunocitoquímica foi detectada expressão positiva para os anticorpos: lisozima, PGP 9.5, PCNA e vimentina, e negativa para nanog, oct4 e citoqueratina. A multipotência (osteogênica, condrogênica e adipogênica) das células foi confirmada através da coloração Alizarin Red para detecção de matriz de cálcio, Oil Red O para detecção de gotículas de gordura e azul de toluidina, alcian blue e hematoxilina eosina para detecção de matriz de proteoglicanos. Com relação aos resultados do teste tumorigênico, nenhum órgão dos camundongos foi afetado, assegurando a aplicabilidade das células estudadas. Ainda, as articulações de equinos tratadas, não apresentaram quaisquer sinais de reação inflamatória após aplicação de células alogênicas. Por fim, concluímos que, a fenotipagem positiva de CD44 e CD90 somada à capacidade de diferenciação nas linhagens osteogênica e condrogênica confirma a presença de CTMs nas populações celulares obtidas de LS e MS de equinos. Também foi observado que as células de LS provenientes de articulações hígidas, são as de melhor utilização clínica, uma vez que apresentaram maior expressão de CD90 e demonstraram melhor capacidade de diferenciação celular em relação às células derivadas de articulações enfermas. Além disso, possuem método mais fácil de colheita em relação à colheita de MS, visando futura terapia celular na rotina clínica / In the equine species, osteoarticular diseases cause significant economic losses and negative impact on equine athletic performance. The hyaline cartilage regeneration and the maintenance of integrity of its components guide the search for the ideal treatment. In this scenario, this study aimed to investigate the presence of mesenchymal stem cell (MSCs) in the synovial fluid (SF) and in the synovial membrane (SM) of healthy equine joints, osteoarthritic (OA) and osteochondritic joints (OCD), comparing their potential as cellular sources, according to their differentiation ability, in particular with superior chondrogenic potential and the phenotypic characteristics of the MSCs. Ninety-seven equine joints from males and females of different ages were used to harvest cells. SF and SM were obtained during arthroscopy and the cells SF and SM were cultured and assessed for CD90, CD44, CD105 and CD34 markers by flow cytometry, and nanog, oct4, PGP 9.5, lyzozyme, vimentin and cytokeratin were assessed by immunocytochemistry. Additionally, cells were evaluated in vitro for their osteogenic, adipogenic and chondrogenic differentiation potential. The tumorigenicity test was carried in Balb-C nu/nu mice, to verify the safety of cell sources and, later, mesenchymal stem cells harvested from healthy equine joints were injected into equine joints. The identity of these cells was confirmed during cell growth, through properties of plastic adhesion and fibroblastoid morphology. The mean percentage of CD90 positive cells was 64.9% (SF-H), 48.3% (SF-OCD), 48.1% (SF-OA), 66.6% (SM-H), 40.2% (SM- OCD) and 40.3% (SM-OA). The percentage of CD44 positive cells was 1.18 % (SF-H), 3.98% (SF-OCD), 14.2% (SF-OA), 1.9% (SM-H), 2.17% (SM-OCD) and 8.56% (SM-OA). The expression of CD34 and CD105 antibodies was not observed. Through immunocytochemical analysis, expression for lysozyme, PGP9.5, PCNA e vimentin antibodies was detected and negative expression for nanog, oct4 e cytokeratin was observed. The multipotent capacity of mesenchymal stromal cells for lineage differentiation (osteogenic, chondrogenoic and adipogenic) was confirmed with different staining techniques: Alizarin Red enabled detection of the calcium matrix, Oil Red O enabled the detection of fat droplets and Toluidin Blue, Alcian Blue and haematoxylin eosin enabled detection of proteoglycan matrix. Results of tumorigenic tests in mice showed no compromise of any internal organ, assuring applicability of the studied cells. Furthermore, equine joints treated with MSC harvested from healthy joints did not show any signs of an inflammatory reaction after injection of the allogeneic cells. The presence of cells with positive CD44 and CD90 phenotypes and with the ability to differentiate into osteogenic and chondrogenic lineages confirms the presence of MSCs in equine SF and SM. Cells obtained from healthy SF were more suitable for clinical application, for they presented higher CD90 expression and demonstrated greater differentiation capabilities, when compared to that of cells retrieved from compromised joints. In addition to that, SF derived cells are easier to obtain when compared to SM cells, aiming their future application clinical

A crescente demanda clínica para regeneração óssea tem dirigido esforços significativos para o desenvolvimento de novos biomateriais, incluindo aqueles aplicados em terapias baseadas em engenharia de tecidos. Neste contexto, os biovidros são considerados uma boa alternativa mas as suas propriedades mecânicas têm limitado a sua aplicação. Para melhorar tais propriedades sem afetar a biocompatibilidade, um novo material vitrocerâmico bioativo do sistema P2O5-Na2O-CaO-SiO2, chamado Biosilicato® com duas fases cristalinas (BioS-2P) foi desenvolvido. No entanto, os efeitos da adição das fases cristalinas sobre o comportamento biológico do BioS-2P ainda não foram estudados. Assim, os objetivos deste estudo foram investigar a capacidade do BioS-2P em induzir, in vitro, a diferenciação osteoblástica de células-tronco mesenquimais (CTMs); a capacidade do BioS-2P em aumentar, in vitro, a atividade dos osteoblastos em fase inicial de diferenciação (OBs) e osteoblastos da linhagem UMR-106 (UMRs); e a capacidade do BioS-2P em conduzir e induzir a neoformação óssea, in vivo, associado ou não a células. Células derivadas da medula óssea obtidas de fêmures de ratos foram cultivadas em meio de crescimento para obtenção de CTMs ou em meio osteogênico para obtenção de OBs. Essas células e UMRs foram cultivadas sobre discos de BioS-2P, Bioglass® 45S5 (45S5) e plástico de cultura (Controle) e utilizadas nas avaliações in vitro. Para as avaliações in vivo, defeitos de 5 mm criados em calotas de ratos foram implantados somente com arcabouços de BioS-2P ou com arcabouços de BioS-2P associados às CTMs ou aos OBs. Os dados foram comparados por teste não paramétrico de Kruskal-Wallis seguido pelo teste de Student Newman-Keuls, e o nível de significância adotado foi de 5%. As CTMs foram caracterizadas por apresentarem alta porcentagem de células expressando os marcadores de superfície CD29 e CD90 e baixa porcentagem expressando CD31, CD34, CD45 e CD106. A diferenciação osteoblástica das CTMs foi confirmada pela expressão dos genes marcadores da diferenciação osteoblástica fosfatase alcalina (ALP), runt-related transcriptor factor-2 (RUNX2), sialoproteína óssea (BSP) e osteocalcina (OC). CTMs cultivadas sobre discos de BioS-2P em meio não-osteogênico apresentaram diminuição da proliferação e aumento da atividade de ALP e da expressão dos genes marcadores da diferenciação osteoblástica ALP, RUNX2, osterix (OSX), proteína óssea morfogenética-4 (BMP-4), osteopontina (OPN) e OC, comprovando seu potencial osteoindutor similar ao 45S5. O BioS-2P foi capaz de aumentar a atividade de OBs e UMRs de maneira similar àqueles cultivados sobre o 45S5. OBs apresentaram diminuição na proliferação e aumento da atividade da ALP e da expressão dos genes marcadores da diferenciação osteoblástica RUNX2, OSX, BMP-4, OPN e OC. A análise em larga escala da expressão de mais de 23.000 genes mostrou que o BioS-2P induziu a sobre-expressão de genes envolvidos no aumento da atividade osteoblástica e a repressão de genes envolvidos na diminuição dessa atividade, em comparação com o Controle. Ao menos em parte, esse aumento da atividade osteoblástica foi atribuído à modulação das vias de sinalização proteíno-quinases ativadas por mitógenos (MAPK) e Wnt Canônica, e à modulação da expressão de microRNAs. UMRs crescidos sobre o BioS-2P corroboraram esses achados, pela capacidade em formar matriz mineralizada e por apresentarem aumento na expressão das proteínas ALP, RUNX2, dentin matrix protein-1 (DMP-1) e OPN. Arcabouços de BioS-2P (5 mm de diâmetro e 2 mm de altura com porosidade de 76 ± 5% e com tamanhos de poros variando entre 100 e 800 &micro;m) implantados em defeitos na calota de ratos estimularam a formação de tecido ósseo, que ocorreu tanto na periferia como no interior dos defeitos e em íntimo contato com o material. A morfometria por microtomografia computadorizada não evidenciou qualquer diferença entre os parâmetros volume ósseo, volume ósseo/volume total, superfície óssea, superfície/volume ósseo, número de trabéculas, separação trabecular e espessura trabecular, avaliados na 4a, 8a e 12a semanas de implantação. As CTMs e os OBs foram carreados para os arcabouços de BioS- 2P (com eficiência de 90% e 81%, respectivamente) e essas células permaneceram nos defeitos por 14 dias. A combinação de arcabouços de BioS-2P com CTMs ou OBs, implantados por 8 semanas, resultou no mesmo padrão de formação óssea daquele observado para o arcabouço sem células. No entanto, essa combinação não resultou em aumento na quantidade de osso formado. Os resultados evidenciaram a capacidade do BioS-2P em induzir a diferenciação osteoblástica de CTMs e estimular a atividade osteoblástica de OBs, o que resultaria na neoformação óssea observada in vivo. No entanto, a combinação de BioS-2P com CTMs e OBs não foi capaz de aumentar a formação óssea e induzir o reparo dos defeitos ósseos. / The increasing clinical demand for bone regeneration has driven significant efforts to develop new biomaterials including those for tissue engineeringbased therapies. In this context, bioglasses emerges as a good alternative, but their use has been limited mainly due their poor mechanical properties. To improve these mechanical properties without affecting biocompatibility, a novel bioactive glass-ceramic of the P2O5-Na2O-CaO-SiO2 system, named Biosilicate® with two cristallyne phases (BioS-2P) was developed. However, the effects of these two phases on BioS- 2P biological behavior have not yet been evaluated. Thus, the aims of this study were to investigate the BioS-2P capability of inducing in vitro mesenquimal stem cell differentiation (MSC) towards osteoblasts; the BioS-2P capability to increase in vitro activity of osteoblasts derived from rat bone marrow at early stages of differentiation (OBs) and osteoblasts from rat cell line UMR- 106 (UMRs); and the BioS-2P capability to drive and induce bone formation in vivo, associated or not with cells. Bone marrow cells harvested from rat femurs were cultured either in growth media to obtain MSCs or in osteogenic media to obtain OBs. MSCs, OBs and UMRs were cultured on discs of BioS-2P, Bioglass® 45S5 (45S5) and tissue culture polystyrene (Control). For in vivo evaluations, 5-mm rat calvarial surgical defects were filled with BioS-2P with or without MSCs or OBs. Data were compared by non-parametric Kruskal-Wallis test followed by Student Newman- Keuls test and the significance level was set at 5%. MSCs were characterized by presenting high percentage of CD29 and CD90 surface markers and low percentage of CD31, CD34, CD45 and CD106 surface markers. Osteoblastic differentiation of MSCs was detected by gene expression of bone markers alkaline phosphatase (ALP), runt-related transcritption factor 2 (RUNX2), bone sialoprotein (BSP) and osteocalcin (OC). MSCs cultured on Bios-2P discs under non-osteogenic conditions exhibited a decrease on cell proliferation and an increase on ALP activity and gene expression of bone markers ALP, RUNX2, osterix (OSX), bone morphogenetic protein-4 (BMP-4), osteopontin (OPN) and OC, confirming its osteoinductive potential similar to 45S5. Also, BioS-2P increased the OBs and UMRs activity, similar to 45S5. OBs cultured on Bios-2P discs presented a decrease in cell proliferation and an increase on ALP activity and gene expression of bone markers RUNX2, OSX, BMP-4, OPN and OC. The large-scale analysis of over 23,000 genes showed that the BioS-2P induced overexpression of genes positively related to osteoblastic activity and repression of genes negatively related with its activity, compared with control. At least in part, the increase on OBs activity was associated to the modulation of two main signaling pathways, the mitogen activated protein kinases (MAPK) and the Canonical Wnt, and the modulation of microRNAs expression. These findings were corroborated by UMRs grown on BioS-2P, which produced mineralized matrix and exhibited increased expression of the ALP, RUNX2, dentin matrix protein-1 (DMP-1) and OPN proteins, than on control. BioS-2P scaffolds (5 mm diameter and 2 mm heigh, presenting 76 ± 5% of total porosity, with poros size ranging from 100 to 800 &micro;m) implanted in calvarial defects promoted new bone formation in close contatc to BioS-2P, both on periphery and in the center of the defect. The computed microtomography morphometry showed no difference between the evaluated parameters bone volume, bone volume / total volume, bone surface, surface / bone volume, number of trabeculae, trabecular separation and trabecular thickness, measured at 4, 8 and 12 weeks. MSCs and OBs were seeded into the scaffold (with efficiency of incorporation 90% e 81%, respectively) and they remained on the defects for 14 days. After 8 weeks, the same pattern of bone formation was observed, however, the combination of BioS-2P with cells did not increase the amount of new bone. The results showed the BioS-2P ability to induce osteoblastic differentiation of MSCs and to stimulate osteoblastic activity, resulting in new bone formation in vivo. However, the combination of BioS-2P with MSCs and OBs was not able to increase bone formation and induce the repair of bone defects.

INTRODUÇÃO: O objetivo deste estudo foi de avaliar a eficácia de um centrifugado osteogênico de medula óssea para estimular a consolidação de osteotomias da fíbula em coelhos. MÉTODOS: Este estudo experimental envolveu a utilização de dez coelhos machos adultos da raça Nova Zelândia albino. Realizou-se uma osteotomia transversa médio-diafisária da fíbula direita, seguida da adição local de uma esponja de colágeno absorvível embebida em um centrifugado osteogênico, obtido pela centrifugação de aspirado de medula óssea do osso ilíaco ipsilateral. A fíbula esquerda foi utilizada como controle, sendo feita a mesma osteotomia, porém neste caso adicionando-se somente a esponja de colágeno absorvível. O centrifugado de medula óssea elaborado em laboratório foi submetido à contagem do número de células nucleadas e a teste de viabilidade celular antes de ser administrada no local das osteotomias. Após quatro semanas os animais foram sacrificados para estudo dos calos ósseos formados. Os critérios de avaliação foram a mensuração da densidade mineral utilizando-se a densitometria óssea com DEXA, do volume do calo com tomografia computadorizada multi-slice e dos tecidos formados por meio de histomorfometria. RESULTADOS: O método utilizado para a centrifugação dos aspirados de medula óssea resultou em uma concentração média de células nucleadas três vezes maior que o número destas células nos aspirados originais, sem destruição celular significativa. A utilização deste centrifugado osteogênico resultou em um aumento médio na densidade mineral óssea dos calos de 40,3% e da quantidade relativa de tecido ósseo de 9,4%, sem aumento significativo nas quantidades relativas de cartilagem ou fibrose. Não houve aumento significativo no volume dos calos ósseos. CONCLUSÃO: A administração de centrifugado osteogênico de medula óssea utilizado neste estudo favoreceu a consolidação óssea de osteotomias experimentais em coelhos, observando-se uma melhora qualitativa do calo ósseo. / INTRODUTION: The purpose of this study was to evaluate the efficacy of a centrifuged osteogenic bone-marrow aspirate to stimulate rabbit fibular osteotomies healing. METHOD: Ten white New Zeeland rabbits were used. A transverse middle-diaphysis fibular osteotomy was performed at the right fibula, where a collagen absorbable sponge embedded in the osteogenic centrifuged bone marrow aspirate was inserted. The left fibula was used as the control group, where the collagen absorbable sponge was inserted without the osteogenic centrifuged aspirate. The centrifuged bone-marrow aspirate was arranged at the laboratory and submitted to nuclear cell count and cell viability test. The rabbits were killed at four weeks after surgery to evaluate bone callus formation. The results analysis was performed with DEXA bone densitometry to evaluate callus mineral mass, multislice computer tomography to evaluate callus volume and histomorphometry to evaluate the relative rate of tissue formation. RESULTS: The bone-marrow centrifugation technique increased the number of nucleated cells by three compared with the number of that cells in the original bone-marrow aspirates, without significant nucleated cell dead. The apply of centrifuged osteogenic bone-marrow aspirate resulted in an increased callus bone mineral mass by 40,3%, and increased relative rate of bone tissue formation by 9,4%, without increase the relative rate of cartilage or fibrous tissue. There was not increased callus volume. CONCLUSION: This study shows that the centrifuged osteogenic bone-marrow aspirate was able to improve the healing of experimental fibular osteotomies in rabbits by qualitative improve of bone callus.