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

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Alternatives have been proposed to accelerate the tissue repair process, foremost among them the use of stem cells (SC). For implantation of these cells are needed biodegradable carriers, which allow better adhesion, provide a microenvironment suitable for adaptation and cell implantation site. The Platelet Rich Plasma (PRP) is an autologous source and cost of growth factors (GFs), which concentrates platelets and GFs released by them, accelerating bone formation and improving the quality of newly formed bone. It may be a carrier suitable for implantation of SC, therefore, not induce immune responses, and contains factors that induce osteoblastic differentiation. The goal of this work was to evaluate by clinical, biochemical, radiological and histological findings, the use of PRP associated with mononuclear stem cells (MoSC) in the cortical bone healing in dogs. Also proposed to elaborate a PRP protocol efficient in dogs by means of a small volume of whole blood standardize the use of two force plates simultaneously in orthostatic pattern, and comparing this kind with the use of a platform. To evaluate the effectiveness of this association, was used 30 adult dogs, female, mixed breed, weighing between 5 and 10 kg, separated by random draw in six treatments. Was made a failure elliptical 1,0x0,4cm medial cortical diaphyseal tibia of each animal, being completed in accordance with the proposed treatment: solution of sodium chloride 0,9% (G1), PRP (G2), the total fraction of mononuclear cells TFMC originated of bone marrow (G3), stromal vascular fraction - SVF derived of adipose tissue (G4), TFCM associated with PRP (G5) and SVF associated with PRP (G6). In the preoperative period was collected blood for preparation laboratory protocol of PRP, bone marrow collection and adipose tissue, and processing of fractions of MoSC. Were evaluated daily clinical degrees of lameness, radiological, girth before, and biomechanics in the immediate postoperative period, at 7, 14, 21, 30, 37 and 45 days, and biopsies at 15 and 45 days. In biopsy of 15 days, the failure was enlarged to 1,5x0,4cm and treatment redone, which is currently regarded as the immediate postoperative period in subsequent evaluations. The protocol of the PRP showed efficiency made, focusing on average 7,29 ± 3,21 times the original number of platelets from whole blood, from 7,5 ml of blood. The use of two force platforms simultaneously, was successful, without difference between using one or two platforms. In the X-ray analysis and biomechanical G2, G3, G5 and G6 groups were more effective in bone healing and support of the limb, followed by G4, and after G1. Histological evaluation showed higher degree of advancement scar G5 and G6, G4 in sequence and finally G1. Concluding that association MoSC and PRP is effective, being responsible for an early neoangiogenesis, accelerated osteogenesis, with better quality of bone formation, osteoblast density and intense. The groups G5 and G6 are the best adjuvant treatment of bone healing in dogs, followed by G2, after G3, G4 then, and lastly G1. / Alternativas têm sido propostas para acelerar o processo reparativo tecidual, destacando-se entre elas o uso das células-tronco (CT). Para o implante destas células são necessários carreadores biodegradáveis, que permitem melhor adesão, fornecem um microambiente adequado, e favorecem a adaptação celular no local de implantação. O Plasma rico em plaquetas (PRP) é uma fonte autógena e de baixo custo de fatores de crescimento (FCs), que concentra as plaquetas e os FCs liberados por elas, acelerando a formação óssea e melhorando a qualidade do osso neoformado. Pode ser um carreador adequado para o implante das CT, pois, não induz resposta imune, além de conter fatores indutores da diferenciação osteoblástica. O objetivo deste trabalho foi avaliar por estudos clínicos, biomecânicos, radiográficos e histológicos, o uso do PRP associado às células-tronco mononucleares (CTMo) na cicatrização óssea cortical em cães. Também se objetivou elaborar um protocolo de PRP eficiente em cães, por meio de um pequeno volume de sangue total, padronizar o uso de duas plataformas de força, simultaneamente, em padrão ortostático, nesta espécie e comparar com o uso de uma plataforma. Para avaliar a efetividade dessa associação, foram utilizados 30 cães adultos, fêmeas, sem raça definida, pesando entre 5 e 10kg, separados por sorteio aleatório em seis tratamentos. Foi confeccionada uma falha elíptica de 1,0x0,4cm na cortical medial diafisária da tíbia direita de cada animal, sendo preenchida de acordo com o tratamento proposto: solução de cloreto de sódio a 0,9% (G1), PRP (G2), fração total das células mononucleares - FTCM originadas da medula óssea (G3), fração vascular estromal - FVE derivada do tecido adiposo (G4), FTCM associada ao PRP (G5) e FVE associada ao PRP (G6). No período préoperatório foi realizada coleta de sangue, protocolo laboratorial para confecção do PRP, coleta de medula óssea e tecido adiposo, e processamento das frações das CTMo. Realizou-se avaliação clínica diária, dos graus de claudicação, radiográfica, perimetria da coxa antes, e biomecânica no pós-operatório imediato, aos 7, 14, 21, 30, 37 e 45 dias, e biópsias aos 15 e 45 dias. Na biópsia de 15 dias, a falha foi ampliada para 1,5x0,4cm e o tratamento refeito, sendo este momento considerado como o pós-operatório imediato nas avaliações subsequentes. O protocolo de PRP confeccionado demonstrou eficiência, concentrando em média, 7,29 ± 3,21 vezes o número inicial de plaquetas do sangue total, a partir de 7,5ml de sangue. O uso de duas plataformas de força, simultaneamente, obteve sucesso, não havendo diferença entre usar uma ou duas plataformas. Nas análises radiográficas e biomecânicas G2, G3, G5 e G6 foram os grupos mais efetivos na cicatrização óssea e no apoio do membro operado, seguidos de G4, e após G1. Na avaliação histológica e imuno-histoquímica observou-se maior grau de adiantamento cicatricial em G5 e G6, em sequência G4 e por fim G1. Concluí-se que associação CTMo e PRP é eficiente, sendo responsável por uma neoangiogênese precoce, osteogênese acelerada, com melhor qualidade do osso neoformado, e intensa densidade osteoblástica. Os grupos G5 e G6 são os melhores tratamentos adjuvantes da cicatrização óssea em cães, seguidos de G2, após G3, depois G4, e por último G1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fibrose hepática é o resultado de uma resposta cicatrizante frente a repetidas lesões no fígado, e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de proteínas da matriz extracelular (MEC) no parênquima hepático, incluindo colágeno, fibronectina, elastina, laminina e proteoglicanos, com a participação de diferentes populações celulares do fígado. As principais células responsáveis pela síntese de proteínas da MEC na fibrose hepática são as células estreladas hepáticas ativadas e os miofibroblastos, que surgem após estímulo inflamatório e são caracterizadas pela expressão de alfa-actina de músculo liso (α-SMA). Sabe-se que durante a progressão da fibrose hepática, ocorre a morte de hepatócitos e sua substituição por células fibrogênicas α-SMA+. A apoptose dessas células fibrogênicas é de grande relevância para a regressão da fibrose e regeneração hepática. Nos últimos anos, a terapia com células tronco de medula óssea tem sido utilizada para estimular a regeneração hepática em diferentes modelos experimentais e protocolos clínicos. A fração mononuclear da medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas e células-tronco mesenquimais. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão de α-SMA e o processo de apoptose de células hepáticas durante a fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) e após o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO). Os fígados foram coletados de ratos dos seguintes grupos: normal, 14 dias de LDB, 21 dias de LDB e animais que receberam CMMO após 14 dias de LDB, e foram analisados após 7 dias (totalizando 21 dias de LDB). Para quantificar a expressão de α-SMA por células fibrogênicas nos grupos experimentais, foi realizada imunoperoxidase para α-SMA, seguida de morfometria no programa Image Pro Plus. Para analisar a apoptose nas células hepáticas, foi realizada imunoperoxidase e Western Blotting (WB) para caspase-3 (proteína apoptótica) e imunofluorescência com dupla-marcação para caspase-3 e α-SMA, seguida de observação em microscópio confocal. Os resultados da quantificação de α-SMA por morfometria mostraram que a expressão de α-SMA aumentou significativamente 14 e 21 dias após a LDB. Entretanto, essa expressão diminuiu significativamente no grupo tratado com CMMO, que apresentou parênquima hepático mais preservado em relação ao grupo com 21 dias de LDB. Os resultados de imunoperoxidase, WB e microscopia confocal para expressão de caspase-3 demonstraram que essa proteína diminuiu nos animais fibróticos com 14 e 21 dias de LDB com relação ao grupo normal, e estava significativamente elevada no grupo tratado com CMMO. A análise por microscopia confocal demonstrou que algumas células coexpressaram α-SMA e caspase-3 nos animais tratados com CMMO, sugerindo a morte de células fibrogênicas e remodelamento do parênquima hepático. / Hepatic fibrosis is the result of a scarring response due to continued injury to the liver, and is featured by excessive accumulation of extracellular matrix (MEC) proteins in hepatic parenchyma. These proteins include collagen, fibronectin, elastin, laminin and proteoglicans, along with the participation of different cell populations within the liver. The main cells responsible for the synthesis of MEC proteins are activated hepatic stellate cells and myofibroblasts, which appear after inflammatory stimuli and are characterized by the expression of alpha-smooth muscle actin (α-SMA). It is known that hepatic fibrosis progression is accompanied by hepatocyte death and its substitution by α-SMA+ fibrogenic cells. Therefore, apoptosis of these fibrogenic cells is of main relevance to fibrosis regression and hepatic regeneration. In the later years, bone marrow stem cell therapy has been used to stimulate hepatic regeneration in different experimental models and clinical protocols. The adult bone marrow mononuclear fraction contains two stem cell populations particularly important in the treatment of diverse hepatic diseases: hematopoietic stem cells and mesenchymal stem cells. The aim of this study was to analyze α-SMA expression and the apoptotic process in hepatic cells during hepatic fibrosis induced by bile duct ligation (BDL) and after bone marrow mononuclear cell (BMMC) transplantation. Livers were collect from rats of the following groups: normal, 14 days of BDL, 21 days of BDL and rats that received BMMC 14 days after BDL and were analyzed after 7 days (total of 21 days of BDL). To quantify α-SMA expression by fibrogenic cells in the experimental groups, immunoperoxidase to α-SMA followed by morphometry in the Image Pro Plus software was performed. To analyze apoptosis in hepatic cells, immunoperoxidase and western blotting (WB) against caspase-3 (apoptotic protein) were used, along with double immunofluorescence against caspase-3 and α-SMA to confocal microscopy analysis. Results of α-SMA quantification by morphometry showed that α-SMA expression increased significantly 14 and 21 days after BDL. However, this expression was significantly decreased in the BMMC treated group, which presented a more preserved hepatic parenchyma in relation to the group with 21 days of BDL. Immunoperoxidase, WB and confocal microscopy results showed that caspase-3 is decreased in fibrotic livers with 14 and 21 days of BDL in comparison to normal group, and was significantly augmented in the BMMC treated group. Confocal microscopy analysis showed that were cells coexpressing α-SMA and caspase-3 in rats treated with BMMC, suggesting fibrogenic cells death and hepatic remodeling.

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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fibrose hepática é o resultado de uma resposta cicatrizante frente a repetidas lesões no fígado, e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de proteínas da matriz extracelular (MEC) no parênquima hepático, incluindo colágeno, fibronectina, elastina, laminina e proteoglicanos, com a participação de diferentes populações celulares do fígado. As principais células responsáveis pela síntese de proteínas da MEC na fibrose hepática são as células estreladas hepáticas ativadas e os miofibroblastos, que surgem após estímulo inflamatório e são caracterizadas pela expressão de alfa-actina de músculo liso (α-SMA). Sabe-se que durante a progressão da fibrose hepática, ocorre a morte de hepatócitos e sua substituição por células fibrogênicas α-SMA+. A apoptose dessas células fibrogênicas é de grande relevância para a regressão da fibrose e regeneração hepática. Nos últimos anos, a terapia com células tronco de medula óssea tem sido utilizada para estimular a regeneração hepática em diferentes modelos experimentais e protocolos clínicos. A fração mononuclear da medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas e células-tronco mesenquimais. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão de α-SMA e o processo de apoptose de células hepáticas durante a fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) e após o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO). Os fígados foram coletados de ratos dos seguintes grupos: normal, 14 dias de LDB, 21 dias de LDB e animais que receberam CMMO após 14 dias de LDB, e foram analisados após 7 dias (totalizando 21 dias de LDB). Para quantificar a expressão de α-SMA por células fibrogênicas nos grupos experimentais, foi realizada imunoperoxidase para α-SMA, seguida de morfometria no programa Image Pro Plus. Para analisar a apoptose nas células hepáticas, foi realizada imunoperoxidase e Western Blotting (WB) para caspase-3 (proteína apoptótica) e imunofluorescência com dupla-marcação para caspase-3 e α-SMA, seguida de observação em microscópio confocal. Os resultados da quantificação de α-SMA por morfometria mostraram que a expressão de α-SMA aumentou significativamente 14 e 21 dias após a LDB. Entretanto, essa expressão diminuiu significativamente no grupo tratado com CMMO, que apresentou parênquima hepático mais preservado em relação ao grupo com 21 dias de LDB. Os resultados de imunoperoxidase, WB e microscopia confocal para expressão de caspase-3 demonstraram que essa proteína diminuiu nos animais fibróticos com 14 e 21 dias de LDB com relação ao grupo normal, e estava significativamente elevada no grupo tratado com CMMO. A análise por microscopia confocal demonstrou que algumas células coexpressaram α-SMA e caspase-3 nos animais tratados com CMMO, sugerindo a morte de células fibrogênicas e remodelamento do parênquima hepático. / Hepatic fibrosis is the result of a scarring response due to continued injury to the liver, and is featured by excessive accumulation of extracellular matrix (MEC) proteins in hepatic parenchyma. These proteins include collagen, fibronectin, elastin, laminin and proteoglicans, along with the participation of different cell populations within the liver. The main cells responsible for the synthesis of MEC proteins are activated hepatic stellate cells and myofibroblasts, which appear after inflammatory stimuli and are characterized by the expression of alpha-smooth muscle actin (α-SMA). It is known that hepatic fibrosis progression is accompanied by hepatocyte death and its substitution by α-SMA+ fibrogenic cells. Therefore, apoptosis of these fibrogenic cells is of main relevance to fibrosis regression and hepatic regeneration. In the later years, bone marrow stem cell therapy has been used to stimulate hepatic regeneration in different experimental models and clinical protocols. The adult bone marrow mononuclear fraction contains two stem cell populations particularly important in the treatment of diverse hepatic diseases: hematopoietic stem cells and mesenchymal stem cells. The aim of this study was to analyze α-SMA expression and the apoptotic process in hepatic cells during hepatic fibrosis induced by bile duct ligation (BDL) and after bone marrow mononuclear cell (BMMC) transplantation. Livers were collect from rats of the following groups: normal, 14 days of BDL, 21 days of BDL and rats that received BMMC 14 days after BDL and were analyzed after 7 days (total of 21 days of BDL). To quantify α-SMA expression by fibrogenic cells in the experimental groups, immunoperoxidase to α-SMA followed by morphometry in the Image Pro Plus software was performed. To analyze apoptosis in hepatic cells, immunoperoxidase and western blotting (WB) against caspase-3 (apoptotic protein) were used, along with double immunofluorescence against caspase-3 and α-SMA to confocal microscopy analysis. Results of α-SMA quantification by morphometry showed that α-SMA expression increased significantly 14 and 21 days after BDL. However, this expression was significantly decreased in the BMMC treated group, which presented a more preserved hepatic parenchyma in relation to the group with 21 days of BDL. Immunoperoxidase, WB and confocal microscopy results showed that caspase-3 is decreased in fibrotic livers with 14 and 21 days of BDL in comparison to normal group, and was significantly augmented in the BMMC treated group. Confocal microscopy analysis showed that were cells coexpressing α-SMA and caspase-3 in rats treated with BMMC, suggesting fibrogenic cells death and hepatic remodeling.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3931.pdf: 5591864 bytes, checksum: b4873ba462675328d3fc2005b8032afb (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Osteoarthritis (OA), a degenerative joint disease, is one of the most frequent causes of pain in the musculoskeletal system and of the inability to work in Brazil and the world. It is a multifactor, chronic disease, leading to progressive functional inability. It can arise as a result of injuries to structures such as the anterior crossed ligament and/or meniscus (post-traumatic OA), which, in this case, can affect individuals in any age range. The development of osteoarthritis includes multiple changes in the extracellular cartilage matrix, altering the normal morphological configuration of the joint involved, leading to a lack of equilibrium between the synthesis and degradation of products in this matrix. Although OA is not considered primordially as an inflammatory disease, inflammation of the joint has been shown to be a potential amplifier of the degenerative process. Thus the objective of the present study was to analyze potential biological markers in the serum and synovial fluid, and then correlate them with one another and with the morphological, inflammatory and functional alterations found in individuals with chronic injury of the anterior crossed ligament (ACL). The following techniques were used in the study: zymography, to determine the activity of the metallopeptidases 2 and 9 (MMP-2 and MMP-9); an immune-enzymatic assay (ELISA) to determine the presence of systemic and local cytokines; and a manual count of inflammatory cells (mononuclear and polymorphonuclear) by optical microscopy and spectrophotometry, in order to analyze for sulfated glycosaminoglycans (GAGs). The results indicated joint and systemic inflammation in chronic injury of the ACL by the detection of systemic and local cytokines, by the activity of MMP-9 and by the inflow of neutrophils. There were interactions between systemic and local cytokines, in which a cytokine did not always exert the same function in the serum as in the synovial fluid. The interleucines (IL) connected to degradation of the cartilage in chronic injury of the ACL were IL-12, IL-6 and IL-8, and those connected to pain and loss of function were IL-6 and IL-9. In counterpart, MMP-2 showed a negative correlation with the damage to the cartilage. It was concluded that the molecules studied had potential as biomarkers, since alterations were suggestive of injury and degradation of the cartilage. In addition, after the traumatic event resulting in rupture of the ACL, the ambient remained chronically inflamed and this inflammation was crucial for the high index of posttraumatic OA. / A osteoartrite (OA), doença articular degenerativa, é uma das causas mais freqüentes de dor do sistema músculo-esquelético e de incapacidade para o trabalho no Brasil e no mundo. É uma doença crônica, multifatorial, que leva a uma incapacidade funcional progressiva. Pode surgir em decorrência de lesões em estruturas como ligamento cruzado anterior e/ou meniscos (OA pós-traumática), e neste caso, pode afetar indivíduos em qualquer faixa etária. O desenvolvimento da osteoartrite inclui múltiplas mudanças na matriz extracelular da cartilagem, o que altera a configuração morfológica normal da articulação envolvida, levando a um desequilíbrio entre a síntese e degradação dos produtos desta matriz. Apesar da OA não ser considerada primordialmente como uma doença inflamatória, a inflamação articular tem demonstrado um potencial amplificador do processo degenerativo. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi analisar potenciais marcadores biológicos no soro e no líquido sinovial, e em seguida correlacioná-los uns com os outros e com as alterações morfológicas, inflamatórias e funcionais encontradas em sujeitos com lesão crônica do ligamento cruzado anterior (LCA). Para este estudo foram utilizadas técnicas de: zimografia, para verificar a atividade das metalopeptidases 2 e 9 (MMP-2 e MMP-9); Ensaio imunoenzimático (ELISA), para constatar a presença das citocinas sistêmicas e locais; contagem manual de células inflamatórias (mononucleares e polimorfonucleares) por microscopia óptica e espectrofotometria para a análise dos glicosaminoglicanos sulfatados (GAGs). Os resultados apontaram para uma inflamação articular e sistêmica na lesão crônica do LCA, pela detecção de citocinas sistêmicas e locais, pela atividade das MMP-9 e pelo influxo de neutrófilos. Houve interações entre citocinas sistêmicas e locais, nas quais nem sempre uma citocina exerce a mesma função no soro e no líquido sinovial. As interleucinas (IL) ligadas à degradação da cartilagem na lesão crônica do LCA foram IL-12, IL-6 e IL-8 e as ligadas à dor e a perda de função foram IL-6 e IL-8. Em contrapartida, a MMP-2 apresentou correlação negativa com os danos na cartilagem. Conclui-se que, as moléculas estudadas apresentam potencial como biomarcadores, sendo suas alterações sugestivas de lesão e degradação da cartilagem. E ainda, que após o evento traumático responsável pelo rompimento do LCA, o ambiente permanece inflamado cronicamente e que esta inflamação é crucial para o alto índice de OA pós-traumática.

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

A doação de plaquetas por aférese é um procedimento automatizado que permite a obtenção deste hemocomponente em grande quantidade e com ato grau de pureza; deste processo obtém-se um subproduto chamado Câmara de Leucorredução (CLR) que é descartado ao final da doação. São permitidas até 24 doações/ano; porém as possíveis consequências de doações frequentes para esses doadores são pouco investigadas. Assim, foram identificados e quantificados os leucócitos de doadores de plaquetas frequentes e de 1ª vez. Também foi avaliada a viabilidade do uso das células mononucleares da CLR para pesquisas. Observou-se mais células na CLR que no sangue e que a frequência das populações é similar. O estado de ativação e a capacidade funcional (proliferação e produção de citocinas) foram similares entre CLR e sangue, assim como a taxa de apoptose espontânea. Entre doadores frequentes e de primeira vez não houve diferença no número de leucócitos, sugerindo que doações recorrentes não alteraram as populações leucocitárias. / Plateletpheresis is an automatized procedure to obtain high purity platelet for transfusions. From this procedure its possible to obtain a byproduct: The Leukoreduction system chamber (LRSC), which is discarded at the end of donation process. This type of donation allows 24 donation/year, but the consequences of frequent donations are poorly investigated. Therefore, we identified and quantified leukocytes of frequent and first time platelet donor. Also, was evaluated the viability, for research, of mononuclear cells recovery from LRSC. The total number of mononuclear cells was higher in LRSC than in peripheral blood samples, but the frequencies were similar in all the samples. Activation state and functional capacity (measured by cell proliferation and cytokine production) were similar in both, blood and LRSC mononuclear cells, as well as spontaneous apoptosis. Among frequent (6 or more donations in 1 year) and first time donor, there was no difference in the leukocyte total number, suggesting that frequent donation do not modify these cells.

Background: The focus of this study was to investigate how producing human bone marrow (hBM) derived mesenchymal stromal cell (MSC) extracellular vehicles (EVs) in a high purity isolation system would affect their established characterization criteria and address the validity of these methods of EV production. Additionally, we set out to functionally characterize the hBM-MSC-EVs for their identified immunomodulatory ability while also assessing the presence of novel MSC-EV marker NRP1 identified by our group to further affirm its validity as a functional MSC-EV identity marker. Methods: Each hBM-MSC-EV donor was cultured in a hollow-fiber bioreactor system in non-stimulating serum/xeno-free conditions for 25 days to produce EVs persistently under quiescent conditions to characterize the hBM-MSC-EVs in their native form. EVs were isolated by traditional PEG-based precipitation for preliminary characterization to monitor bioreactor production wherein they were characterized using multimodal tangential flow filtration coupled with fast protein liquid chromatograph (FPLC) size exclusion/high-affinity purifications to obtain the final highly purified EV sample. Additionally, functional analysis of their immunomodulatory ability, EVs and MSCs were incubated with activated peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) as an in-vitro model to evaluate their potency. Results: The hBM-MSC-EVs produced from the bioreactor system showed consistent characterization in accordance with the MISEV2018 establish criteria. We were also able to demonstrate their functional ability by observing statistically significantly immunomodulatory ability of activated PBMCs equivalent to native MSC ability. We were also able to validate the present of NRP1 on all hBM-MSC-EV samples produced confirming its validity as a MSC-EV marker. Conclusion: The significance of the results obtained from this study confirms the production of MSC-EV using a bioreactor and high purity isolation for obtaining consistent MSC-EVs for downstream investigation. Additionally, we were able to demonstrate the significance of MSC-EVs on MSC signaling for immunomodulation by showing equivalent functional potency when tested in-vitro. These results contribute to further understanding the biological attributes of MSC-EVs and contribute to the validation of currently established characterization guidelines.

Qualitativ unterschiedliche genomische und nichtgenomische Mechanismen vermitteln die starken anti-inflammatorischen und immunmdulatorischen Eigenschaften der Glucocorticoide (GC). Der genomisch vermittelte Mechanismus ist bereits gut untersucht und dokumentiert, während der nichtgenomisch vermittelte Mechanismen noch einen Gegenstand vielseitiger Untersuchungen darstellt. Wir haben uns daher die Frage gestellt, ob Beclometason und Clobetasol besonders geeignet für die topische Applikation sind, weil sie sich in ihrem Wirkungsspektrum von systemisch zu applizierenden GC wie Dexamethason unterscheiden. Wir verglichen dazu die Effekte auf den Sauerstoffverbrauch mittels der Clark-Elektrode (nichtspezifisch nichtgenomischer Mechanismus), auf die IL-6-Synthese mittels ELISA (genomischer Mechanismus) und auf die Apoptose mittels Durchflusszytometrie (nichtgenomischer und genomischer Mechanismus) in ruhenden und stimulierten humanen PBMC. Dabei zeigten Beclometason und Clobetasol in sehr niedrigen Konzentrationen (10-10, 10-8 M) einen stärkeren Effekt auf den Sauerstoffverbrauch, waren aber in hohen Konzentrationen (10-5, 10-4 M) weniger potent im Vergleich zu Dexamethason. Auch hinsichtlich ihrer genomischen Potenz waren die topischen GC in einer Konzentration von 10-10 M und 10-8 M effektiver als Dexamethason, in höheren Konzentrationen unterschieden sie sich aber nicht. Alle drei GC induzierten Apoptose konzentrationsabhängig und unterschieden sich nicht in Konzentrationen zwischen 10-8 M und 10-5 M. In einer Konzentration von 10-4 M war die Induktion von Apoptose durch die topischen GC in PBMC und Jurkat-T-Zellen aber signifikant stärker im Vergleich zu Dexamethason. Diese Ergebnisse zeigen, dass sich topische und systemische GC in ihrer genomischen und nichtgenomischen Potenz signifikant unterscheiden. Es ist daher davon auszugehen, dass nichtgenomische Effekte eine deutlichere klinische Relevanz besitzen als bisher angenommen. / Several different genomic and non-genomic mechanisms mediate the important anti-inflammatory and immunomodulatory effects of glucocorticoids (GCs). The genomic effects are the most important while the clinical relevance of non-genomic actions is still a matter of debate. We therefore investigated whether beclomethasone and clobetasol are particularly suitable for topical application because they differ in their spectrum of activity from systemically administered GCs such as dexamethasone. We compared effects on oxygen consumption as measured with a Clark electrode (nonspecific non-genomic glucocorticoid effects), on interleukin-6 synthesis by means of ELISA (genomic effects) and on apoptosis using flow cytometry (non-genomic and genomic effects) in quiescent and mitogen-stimulated PBMCs. Beclomethasone and clobetasol had stronger effects on the oxygen consumption of quiescent and stimulated cells at lower concentrations (10-10, 10-8 M) but were less potent at higher concentrations (10-5, 10-4 M) in comparison with dexamethasone. Also in terms of genomic potency, topical GCs were more effective than dexamethasone at 10-10 M and 10-8 M but gave similar results at higher concentrations. The ability of all three GCs to induce apoptosis was found to be concentration-dependent and similar at concentrations between 10-8 and 10-5 M but, compared with 10-4 M dexamethasone, 10-4 M beclomethasone or clobetasol was significantly more effective at inducing apoptosis in both PBMCs and Jurkat T cells. These results show that systemic and topical GCs differ significantly in their ability to induce genomic and non-genomic effects. This suggests that non-genomic effects are more therapeutically relevant in certain clinical conditions than currently assumed.