Caracterização de células-tronco mesenquimais de camundongos normais e do modelo murino de MPS I

Existe um interesse crescente pelo controle das condições de cultivo necessárias para a expansão de células-tronco de indivíduos adultos devido ao grande potencial para o desenvolvimento de pesquisa básica e de aplicações terapêuticas apresentado pelas mesmas. Atualmente, a literatura apresenta poucos trabalhos que detalhem a biologia da célula-tronco mesenquimal (MSC) de camundongo, revelando a necessidade de estudos voltados para este tema. Quatro culturas de longa duração foram produzidas com células da medula óssea de camundongos normais e IDUA knock-out através de técnicas de cultivo relativamente simples. Estas culturas puderam ser mantidas por até 40 passagens, e demonstraram ser morfologicamente homogêneas. Células dessas culturas puderam ser induzidas a diferenciarem-se ao longo de vias de diferenciação adipogênica e osteogênica, e revelaram ser capazes de suportar o crescimento e a proliferação de células-tronco hematopoiéticas. Por apresentarem tais características funcionais, essas populações celulares foram operacionalmente definidas como MSCs. Quando o repertório de marcadores de superfície dessas células foi observado por meio de citometria de fluxo, verificou-se que elas eram positivas para Sca-1, CD29, CD44 e CD49e, e eram negativas para CD11b, CD13, CD18, CD19, CD31, CD45, CD49d e Gr-1 Este perfil de moléculas de superfície assemelha-se àquele descrito para a MSC humana, e indica ausência de contaminantes hematopoiéticos. Uma verificação preliminar da freqüência da MSC na medula óssea de camundongo foi realizada, trazendo a estimativa de que uma MSC está presente numa faixa de 11.000 – 27.000 células. Finalmente, os dados revelaram que não há diferenças imediatamente perceptíveis entre camundongos normais e do modelo murino de MPS I no tocante à MSC, o que indica que os trabalhos futuros visando à correção da deficiência de α-L-iduronidase neste modelo utilizando a MSC são viáveis. O estabelecimento da metodologia para o cultivo e expansão da MSC murina através de técnicas simples vem preencher uma lacuna existente no campo dos modelos experimentais animais, trazendo novas perspectivas para o desenvolvimento de estratégias de terapia celular/genética em modelos experimentais murinos.

Estresse oxidativo e o desenvolvimento de sepse

O estresse oxidativo tem um papel importante no desenvolvimento da falência orgânica múltipla e choque séptico. O presente estudo foi realizado para determinar diferentes parâmetros de dano oxidativo a biomoléculas, produção de superóxido mitocondrial, atividades da superóxido dismutase e catalase e suas relações com a mortalidade por sepse em um modelo animal. Além disso, nós avaliamos os efeitos da combinação de antioxidantes (N-acetilcisteína e deferoxamina) em um modelo murino de sepse polimicrobiana induzida por ligação cecal e punção (CLP). Ratos Wistar machos (250-300 g) foram randomicamente divididos em quatro grupos: sham-operated, CLP ressuscitado com solução salina (50 ml/Kg imediatamente e 12h após CLP), CLP ressuscitado com solução salina e antibioticoterapia (solução salina 50 ml/ Kg imediatamente e 12h após CLP + ceftriaxone 30 mg/Kg e clindamicina 25 mg/Kg de 6/6h), e CLP com N-acetilcisteína (20 mg/kg subcutâneo, 3h, 6h, 12h, 18h e 24h após CLP) + deferoxamina (20mg/kg, subcutâneo, 3h e 24h após CLP). A peroxidação lipídica, a carbonilação protéica e a atividade da superóxido dismutase se apresentaram significativamente aumentadas nos animais não-sobreviventes podendo predizer a mortalidade. Nós demonstramos que existe uma modulação diferente da superóxido dismutase e da catalase nos animais não-sobreviventes Existe um grande aumento da atividade da superóxido dismutase sem um aumento proporcional da atividade da catalase nos não-sobreviventes. Os ratos tratados com antioxidantes apresentaram uma redução significante da atividade da mieloperoxidase e da peroxidação lipídica em todos os órgãos estudados. A produção de superóxido mitocondrial apresentou uma redução significante nos animais tratados com antioxidantes. Além disto, o tratamento com antioxidantes melhorou o equilíbrio entre a atividade da catalase e superóxido dismutase. A sobrevivências nos ratos sépticos não tratados foi de 10%. A sobrevivência aumentou para 40% com a ressuscitação volêmica e antibióticos. Ratos tratados apenas con N-acetilcisteína e desferoxamina apresentaram uma sobrevivência de 47%, similar aos ratos que receberam suporte básico. Este estudo demonstrou pela primeira vez que a atividade da superóxido dismutase deve ser um marcador precoce de mortalidade em sepse. Nossos resultados auxiliam o entendimento de aspectos importantes da resposta oxidativa na sepse; um aumento na atividade da superóxido dismutase sem um aumento proporcional na atividade da catalase. Além disto, nossos resultados demonstraram que o tratamento combinado com N-acetilcisteína e desferoxamina reduzem as conseqüências da sepse, reduzindo o estresse oxidativo, limitando a ativação de neutrófilos e a disfunçào mitocondrial, levando a uma melhor sobrevida.

Papel dos gangliosídios de células estromais sobre a proliferação e sobrevivência de células precursoras mielóides

A mielopoiese depende do estroma mielossuportivo tanto no que diz respeito a produção de fatores de crescimento como de proteoglicanos de heparan-sulfato. O ambiente intercelular formado entre células do estroma e células progenitoras mielóides possui características ácidas, conferidas por moléculas carregadas negativamente e sensíveis a sialidase. Gangliosídios, glicoesfingolipídios contendo pelo menos uma molécula de ácido siálico, têm sido relacionados à modulação de fatores de crescimento e à diferenciação de células hematopoiéticas. Neste trabalho, estudamos a produção, a distribuição e o papel dos gangliosídios em um modelo experimental in vitro de mielopoiese dependente do estroma derivado de fígado fetal murino AFT-024. Utilizamos como sistema de resposta para o monitoramento da disponibilidade e atividade local de GM-CSF a linhagem celular precursora mielóide FDC-P1, a qual é dependente de GM-CSF para sua sobrevivência e proliferação. O GM3 foi o principal gangliosídio produzido pelo estroma, mas não pelas células mielóides, sendo requerido para que a função mielossuoprtiva do estroma seja ótima. Este gangliosídio foi liberado para o sobrenadante de cultura das células AFT-024 e seletivamente incorporado pelas células progenitoras mielóides, onde foi segregado em rafts e colocalizou-se com a cadeia α do receptor de GM-CSF. Além disso, o gangliosídio GM3 foi encontrado na fração insolúvel de células AFT-024 tratadas com Triton X-100 a 4°C, estando presente também nas frações menos densas do fracionamento em gradiente de sacarose, indicando sua presença em rafts. O GM3 captado pelas células FDC-P1 foi metabolizado, gerando gangliosídios das séries a e b, da mesma forma que o GM3 endógeno. Nestas células, o GM1 é o principal gangliosídio, também sendo encontrado na interface entre estroma e células mielóides, mas com colocalização apenas parcial com a cadeia α do receptor de GM-CSF. As imagens de imunocitoquímica ainda revelaram que o GM1 não apresenta colocalização significante com a cadeia β do receptor de GM-CSF, com o gangliosídio GM3, ou com CD44. Em um outro grupo de experimentos, analisamos o perfil de síntese e shedding de gangliosídios em um estroma derivado de medula óssea, a linhagem celular S17; na linhagem celular GRX, derivada de células estreladas hepáticas isoladas de reação fibro-granulomatosa inflamatória; e em cultivos primários de fibroblasto de pele murinos. Além disso, comparamos a habilidade destes estromas para sustentar a sobrevivência e a proliferação das células precursoras mielóides. A concentração de ácido siálico reflete a capacidade mielossuportiva dos estromas. Embora os diferentes estromas sintetizem os mesmos gangliosídios, existem diferenças no conteúdo relativo de cada gangliosídio. Aparentemente, o GM3 é o principal gangliosídio envolvido na modulação da atividade dos fatores de crescimento. O shedding foi similar ao perfil de síntese de gangliosídios, mas a atividade mielossuportiva dos sobrenadantes foi diferente entre os tipos celulares e em relação a sustentação por contato. No entanto, a proliferação das células FDC-P1 diminuiu em todos os sobrenadantes obtidos de células estromais em que a síntese de gangliosídios foi inibida e onde o gangliosídio GM3 foi neutralizado pelo anticorpo monoclonal anti-GM3. As diferenças encontradas na capacidade de sustentação da proliferação de células progenitoras mielóides por fator de crescimento solúvel ou apresentado podem estar relacionadas a diferenças na concentração de gangliosídios inseridos na membrana plasmática ou liberados para o meio de cultura. Sendo assim propomos que as células do estroma mielossuportivo produzem e secretam os fatores de crescimento necessários e seus cofatores, tais como proteoglicanos de heparan-sulfato. O estroma também fornece gangliosídios, os quais são transferidos do estroma para as célulasalvo, onde geram domínios de membrana específicos contendo complexos macromoleculares que incluem os receptores para fatores de crescimento.