A sepse causa uma alta taxa de mortalidade no mundo. A fisiopatologia da doença envolve uma rede complexa de mediadores inflamatórios que promovem a lesão de diversos tecidos, além de diversas alterações hemodinâmicas e disfunção do sistema nervoso autonômico (SNA). Assim sabe-se que o sistema nervoso cumpre um papel importante no controle da inflamação sistêmica mediante a via colinérgica anti-inflamatória (VCA) através do receptor nicotínico de acetilcolina alfa7 (alfa7nAChR). O uso das células-tronco mesenquimais (CTM) tem mostrado efeitos benéficos em diversos ensaios clínicos de doenças inflamatórias. Neste contexto, as células-tronco mesenquimais derivadas da geleia de Wharton do cordão umbilical (CTM-GW) tornam-se promissórias, uma vez que essas células são reconhecidas pela regulação da resposta imunológica, reparação neural, efeito anti-apoptose, assim como a melhora da sobrevida na sepse, em modelos experimentais. Nossa hipótese foi de que as CTM-GW poderiam cumprir um papel neuroimunomodulador através da VCA e atenuar a disfunção de múltiplos órgãos em um modelo animal de sepse de ligadura e punção do ceco (LPC). Inicialmente células da matriz do cordão umbilical foram isoladas e caracterizadas de acordo com o consenso internacional vigente. Ratos Wistar machos adultos foram subdivididos em grupos: 1) sham (operação simulada); 2) LPC; 3) LPC+CTM-GW (injetado 106 CTM-GW via intraperitoneal, i.p. 6 h após LPC) e 4) LPC+MLA+CTM-GW (MLA: Metillicaconitine, antagonista do alfa7nAChR, i.p., 5:30 h após LPC e 106 CTM-GW 6h após). Às 24 horas após LPC, foram avaliadas a função cardiovascular, hemodinâmica assim como os outros parâmetros. Interessantemente, o tratamento com CTM-GW na sepse atenuou a disfunção diastólica e protegeu a sensibilidade baroreflexa. Além disso, as CTM-GW estimularam a atividade autonômica, simpática e parassimpática no coração. Observamos que o tratamento celular induziu uma regulação da expressão do receptor alfa7nAChR e TLR4 no baço e no coração, assim como a redução da relação p-STAT3TYR705 e STAT3 total no baço. Outros efeitos importantes e adicionais foram a diminuição da infiltração de leucócitos e a regulação das citocinas pró-inflamatórias pelas células. O bloqueio da VCA usando MLA confirmou que o receptor alfa7nAChR pode ser um provável alvo, chave da ação das CTM entre vários outros mecanismos envolvidos na resposta imune. Finalmente, as CTM-GW conseguiram reduzir a apoptose no pulmão e no baço independentemente da VAC reforçando o conceito de que as células-tronco tem efeitos diversos além da imuno-regulação. Em conclusão, as CTM-GW na sepse foram capazes de atenuar a lesão cardiopulmonar assim como modular a atividade autonômica, reduzindo a inflamação sistêmica, pelo menos em parte, através da via colinérgica anti-inflamatória. Indubitavelmente todos estes efeitos anteriormente descritos e em associação se demonstraram fundamentais no mecanismo de reparo e proteção tecidual em resposta a sepse. Mais estudos pré-clínicos e futuros testes clínicos precisam ser realizados para maior compreensão destes mecanismos bem como uma possível validação terapêutica / Sepsis induces organ dysfunction due to overexpression of the inflammatory host response, involving cardiorespiratory and autonomic dysregulation, thus increasing the associated morbidity and mortality. The cholinergic anti-inflammatory pathway (CAP) is mediated by nervous system through alpha7 nicotinic acetylcholine receptor (alpha7nAChR). This receptor has an important role in systemic inflammation control. Wharton\'s jelly-derived mesenchymal stem cells (WJ-MSCs) are known to express genes and secreted factors related to neurological and immunological protection, as well as to improve survival in experimental sepsis. We hypothesized that WJ-MSCs play a modulatory role through the CAP and attenuate sepsis-induced organ injury in a cecal ligation and puncture (CLP) model. Rats were randomly divided into 4 groups: 1) Control (sham-operated); 2) submitted to CLP without treatment; 3) submitted to CLP and treated with 106 WJ-MSCs 6 h later and 4) CLP+MLA+WJ-MSC group (MLA: Methyllycaconitine, alpha7nAChR antagonist). All experiments were performed 24 h post-surgery. Echocardiographic parameters and heart rate variability were assessed. Importantly, treatment with WJ-MSCs attenuated diastolic heart failure and recovered barorreflex sensitivity. Moreover, WJ-MSCs injection increased cardiac sympathetic and cardiovagal activity. In cardiac and splenic tissue, WJ-MSC treatment downregulated TLR4 and alpha7nAChR expression, as well as it reduced p-STAT3/Total STAT3 ratio in the spleen. In addition, WJ-MSC reduced leukocyte infiltration and pro-inflammatory cytokines, which only were abolished by MLA treatment. Finally, WJ-MSC treatment diminished apoptosis in lung and spleen tissue. Together these findings suggest that treatment with WJ-MSCs appears to protect against sepsis-induced organ injury reducing systemic inflammation, at least in part, through cholinergic anti-inflammatory pathway

INTRODUÇÃO: A atuação do sistema nervoso parassimpático em células imunes é conhecida como \"Via Anti-inflamatória Colinérgica\". Trabalhos prévios demonstraram que a estimulação vagal reduz a inflamação e melhora a sobrevida em modelos experimentais com sepse. Neste estudo avaliamos se o uso do anticolinesterásico piridostigmina: altera o número de linfócitos T (CD4+ e CD8+) convencionais (CD25+Foxp3-) e reguladores (CD25+Foxp3+) no sangue periférico, no baço e no miocárdio; modifica a concentração de citocinas (interleucina 1, interleucina 6, TNFalfa) no miocárdio; e influencia a função ventricular após infarto agudo do miocárdio experimental (IAM) em ratos. MÉTODOS: Utilizamos ratos machos adultos da linhagem Wistar, com peso variando entre 200 e 250 g, divididos em 3 grupos de 20 animais cada: grupo controle (GC), grupo infartado sem tratamento (IC) e grupo infartado tratado com piridostigmina (IP). O infarto agudo do miocárdio (IAM) foi obtido com a técnica da ligadura da artéria coronária esquerda, e o grupo IP recebeu piridostigmina na dose de 40mg/kg/dia na água de beber, iniciada 4 dias antes do IAM. Todos os animais foram submetidos à canulação da artéria femoral no dia seguinte ao IAM para registro das curvas de pressão arterial, e posterior análise dos componentes da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC), domínio do tempo (SDNN e RMSSD) e da freqüência (componentes LF e HF); o estudo ecocardiográfico foi realizado no segundo dia pós IAM. No terceiro dia pós IAM, os ratos foram divididos em subgrupos de 10 animais, e sacrificados de forma específica para coleta de materiais: 500 ul de sangue periférico e baço fresco para realização da técnica de citometria de fluxo; ventrículo esquerdo para dosagem de citocinas pela técnica de ELISA; e ventrículo esquerdo para realização de imunohistoquímica. Foram usadas as técnicas padronizadas e de uso corrente nos laboratórios. Os resultados foram avaliados por análise de variância (ANOVA) multifatorial, usando o programa GraphPad Prism com teste post hoc de Tukey. RESULTADOS: O grupo IC comparado ao grupo controle apresentou queda significativa da pressão arterial e aumento da freqüência cardíaca. O grupo IP, comparado ao grupo IC, apresentou maior atividade vagal, caracterizada pela significante redução da FC e aumento da VFC (SDNN, 9,2±1,5 vs 5,2±0,5 p < 0,05). Os parâmetros ecocardiográficos avaliados evidenciaram presença de área hipo/acinética e redução da fração de ejeção do ventrículo esquerdo nos grupos infartados, de igual magnitude. Com relação ao número de linfócitos T, verificamos que o grupo IC, comparado ao grupo controle, apresentou número significativamente menor de linfócitos reguladores (CD25+Foxp3+) no sangue periférico (CD4+: 63,5 ±1,4 vs 70,6 ±3,2%, e CD8+: 68,3 ±1,9 vs 76,1 ± 2,8%). O grupo IP, comparado ao grupo IC, apresentou significativa redução do número de linfócitos T convencionais no sangue periférico (respectivamente, CD4+: 1,5 ±0,2 vs 2,2 ± 0,2 %; CD8+: 1,1 ± 0,1 vs 1,8 ± 0,9%), e no baço houve redução somente do tipo CD4+ (respectivamente, 1,4 ± 0,2 vs 2,2 ± 0,2%), com aumento do tipo CD8+ (respectivamente, 1,2 ± 0,1 vs 0,7 ± 0,1 %). O grupo IP também apresentou significativo aumento de linfócitos reguladores (CD25+Foxp3+) no sangue periférico (respectivamente, CD4+: 76,5 ± 2,9 vs 63,5 ± 1,4 %; CD8+: 75,1 ± 1,0 vs 68,3 ± 1,9 %), e não apresentou diferenças significativas no número dessas células no baço. O grupo IC comparado ao grupo controle apresentou significativa marcação de anticorpos para CD4 e CD8 nas áreas infartada e peri-infarto por meio da análise de imunohistoquímica. O grupo IP comparado ao grupo IC, apresentou significativo aumento de CD4+ (respectivamente, 20,9 ± 6,5 vs 12,2 ± 2,5, p < 0,05) e de CD8+ (respectivamente, 17,9 ± 2,8 vs 5,8 ± 1,1%, p < 0,05) na área infartada; observamos redução significativa na marcação de CD4+ (respectivamente, 6,0 ±1,2 vs 12,5 ±4,8) na área peri-infarto, sem alterações significativas na marcação de CD8+. CONCLUSÃO: O tratamento com piridostigmina em ratos com IAM está associado a aumento da atividade vagal, aumento do número de linfócitos reguladores (CD25+Foxp3+) no sangue periférico e maior mobilização de células inflamatórias (CD4+ e CD8+) para a área infartada no miocárdio, com redução de CD4+ na área peri-infarto, no entanto sem mudança de CD8+ nesta região. A mudança do perfil inflamatório decorrente do aumento da atividade vagal na fase aguda do IAM, pode ser um possível mecanismo para explicar os benefícios detectados no remodelamento cardíaco após o IAM, em especial, na redução da área de lesão e na melhora da função ventricular, com uso de anticolinesterásicos / INTRODUTION: The role of the parasympathetic nervous system in immune cells is known as \"Cholinergic anti-inflammatory pathway\". In previous work has demonstrated that vagal stimulation reduces inflammation and improves survival in experimental sepsis models. The aim of the present study evalued the use of anticholinesterase pyridostigmine: change the number of T lymphocytes (CD4+ and CD8+) conventional (CD25+Foxp3-) and regulatory (CD25+Foxp3+) in peripheral blood, spleen, and myocardium: modifies the concentration of cytokines (interleukin-1, interleukin-6, TNFalfa) in the myocardium, and influences ventricular function after experimental myocardial infarction (MI) in rats. METHODS: Adult male rats of Wistar strain, weighing between 200 and 250 g were divided into 3 groups of 20 animals each: control group (GC); untreated group without treatment (IC) and infarcted group treated with pyridostigmine (IP). Acute myocardial infarction (AMI) was obtained with the technique of ligation of the left coronary artery, and the IP group received pyridostigmine dose of 40 mg/Kg/day in drinking water starting 4 days before the AMI. All animals underwent cannulation of the femoral artery on the day following AMI to record the blood pressure curves, and subsequent analysis of the components of heart rate variability (HRV), the time domain (SDNN and RMSSD) and frequency (components LF and HF), the echocardiografic study was performed on the second day after AMI. On the third day post-MI, mice were divided into subgroups of 10 animals, and were sacrificed in order to collet specific materials: 500 ul of fresh peripheral blood and spleen technique for performing flow cytometry left ventricle for measurement of cytokine ELISA, and the left ventricle to perform immunohistochemistry. Techniques used were standardized and commonly used in laboraties. The results were evaluated by analysis of variance (ANOVA) multifactorial, using the GraphPad Prism with Tukey post hoc test RESULTS: The HF group compared to the control group showed a significant drop in blood pressure and increased heart rate. The IP group compared to the IC group showed higher vagal activity, characterized by a significant reduction in HR and increase HVR (SDNN, 9.2 ± 1.5 vs 5.2 ± 0.5, p < 0.05). The echocardiography parameters evaluated showed presence of area hypo/acinetic and reduced ejection fraction of the left ventricle in infracted groups of equal magnitude. Regarding the number of T lymphocytes, we found that the IC group compared with the control group showed significantly fewer lymphocytes regulators (CD25+Foxp3+) in peripheral blood (CD4+:63.5 ± 1.4 vs 70.6 ± 3.2% and CD8+ cells: 68.3 ± 1.9 vs 76.1 ± 2.8%). The IP group compared to the IC group showed a significant reduction in the number of conventional T lymphocytes in peripheral blood (CD4+:1.5 ± 0.2 vs 2.2 ± 0.2%; CD8+: 1.1 ± 0.1 vs 1.8 ± 0.9%) and was reduced only in the spleen of the type CD4+(1.4 ± 0.2 vs 2.2 ± 0,2%) with increased CD8+(1.2 ± 0.1 vs 0.7 ± 0.1%). The IP group also showed a significant increase of lymphocytes regulators (CD25+Foxp3+) in peripheral blood (CD4+: 76.5 ± 2.9 vs 63.5 ± 1.4%; CD8+:75.1 ± 1.0 vs 68.3 ± 1.9%), and no significant differences in the number of these cells in the spleen. The IC group compared to the control group showed significant labeling antibodies to CD4 and CD8 areas infarcted and peri-infarction by immunohistochemical analysis. The IP group compared to the IC group showed a significant increase in CD4 (20.9 ± 6.5 vs 12.2 ± 2.5, p < 0.05) and CD8 (17.9 ± 2.8 vs 5.8 ± 1.1%, p < 0.05) in the infarcted area, and we observed a significant reduction in the labeling of CD4 (6.0 ± 1.2 vs 12.5± 4.8) in the peri-infraction without significant changes in the marking of CD8. CONCLUSION: The treatment with pyridostigmine in rats with acute myocardial infarction is associated with increased vagal activity, increased number of regulatory lymphocytes (CD25+Foxp3+) in peripheral blood and increased mobilization of inflammatory cells (CD4 and CD8) to the infarcted myocardium, with reduction of these cells in the peri-infarction. The change of the inflammatory profile due to increased vagal activity may be a possible mechanism to explain the benefits in the evolution of myocardial infarction, especially in the improvement of cardiac remodeling and maintenance of ventricular function with anticholinesterase drugs