Células mesenquimales humanas diferenciadas in vitro a células de schwann.

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL, 2011.

Hanseníase neural, aspectos diagnósticos da forma neural pura e mecanismos imunopatogênicos da lesão do nervo na doença. Participação de quimiocinas CCL2 e CXCL10 e metaloproteinases 2 e 9

O diagnóstico da hanseníase neural pura baseia-se em dados clínicos e laboratoriais do paciente, incluindo a histopatologia de espécimes de biópsia de nervo e detecção de DNA de Mycobacterium leprae (M. leprae) pelo PCR. Como o exame histopatológico e a técnica PCR podem não ser suficientes para confirmar o diagnóstico, a imunomarcação de lipoarabinomanana (LAM) e/ou Glicolipídio fenólico 1 (PGL1) - componentes de parede celular de M. leprae foi utilizada na primeira etapa deste estudo, na tentativa de detectar qualquer presença vestigial do M. leprae em amostras de nervo sem bacilos. Além disso, sabe-se que a lesão do nervo na hanseníase pode diretamente ser induzida pelo M. leprae nos estágios iniciais da infecção, no entanto, os mecanismos imunomediados adicionam severidade ao comprometimento da função neural em períodos sintomáticos da doença. Este estudo investigou também a expressão imuno-histoquímica de marcadores envolvidos nos mecanismos de patogenicidade do dano ao nervo na hanseníase. Os imunomarcadores selecionados foram: quimiocinas CXCL10, CCL2, CD3, CD4, CD8, CD45RA, CD45RO, CD68, HLA-DR, e metaloproteinases 2 e 9. O estudo foi desenvolvido em espécimes de biópsias congeladas de nervo coletados de pacientes com HNP (n=23 / 6 BAAR+ e 17 BAAR - PCR +) e pacientes diagnosticados com outras neuropatias (n=5) utilizados como controle. Todas as amostras foram criosseccionadas e submetidas à imunoperoxidase. Os resultados iniciais demonstraram que as 6 amostras de nervos BAAR+ são LAM+/PGL1+. Já entre as 17 amostras de nervos BAAR-, 8 são LAM+ e/ou PGL1+. Nas 17 amostras de nervos BAAR-PCR+, apenas 7 tiveram resultados LAM+ e/ou PGL1+. A detecção de imunorreatividade para LAM e PGL1 nas amostras de nervo do grupo HNP contribuiu para a maior eficiência diagnóstica na ausência recursos a diagnósticos moleculares. Os resultados da segunda parte deste estudo mostraram que foram encontradas imunoreatividade para CXCL10, CCL2, MMP2 e MMP9 nos nervos da hanseníase, mas não em amostras de nervos com outras neuropatias. Além disso, essa imunomarcação foi encontrada predominantemente em células de Schwann e em macrófagos da população celular inflamatória nos nervos HNP. Os outros marcadores de ativação imunológica foram encontrados em leucócitos (linfócitos T e macrófagos) do infiltrado inflamatório encontrados nos nervos. A expressão de todos os marcadores, exceto CXCL10, apresentou associação com a fibrose, no entanto, apenas a CCL2, independentemente dos outros imunomarcadores, estava associada a esse excessivo depósito de matriz extracelular. Nenhuma diferença na frequência da imunomarcação foi detectada entre os subgrupos BAAR+ e BAAR-, exceção feita apenas às células CD68+ e HLA-DR+, que apresentaram discreta diferença entre os grupos BAAR + e BAAR- com granuloma epitelioide. A expressão de MMP9 associada com fibrose é consistente com os resultados anteriores do grupo de pesquisa. Estes resultados indicam que as quimiocinas CCL2 e CXCL10 não são determinantes para o estabelecimento das lesões com ou sem bacilos nos em nervo em estágios avançados da doença, entretanto, a CCL2 está associada com o recrutamento de macrófagos e com o desenvolvimento da fibrose do nervo na lesão neural da hanseníase.

Alterações da expressão da proteína PHEX na Hanseníase

A hanseníase é uma doença infecciosa causada pelo Mycobacteruim leprae, um bacilo intracelular obrigatório, que prolifera principalmente na pele e nos nervos periféricos no interior de células como macrófagos e células de Schwann. A transmissão ocorre por meio das mucosas das vias respiratórias, provavelmente por aerossóis expelidos por indivíduos infectados. O homem é o seu hospedeiro natural sendo a multiplicação do bacilo muito lenta, com um período de geração estimado de 14 dias. Apesar da mínima variação no genoma do M. leprae, a doença é caracterizada por um espectro de formas clínicas bem definido, decorrente da capacidade de resposta imune do hospedeiro. Em pacientes classificados como multibacilares (MB) a doença é disseminada, com inúmeras lesões de pele e proliferação bacilar considerável. Nesses indivíduos ocorre hiporresponsividade celular ao M. leprae. Nas formas paucibacilares (PB), os pacientes apresentam uma ou poucas lesões, a carga bacilar é pequena e, às vezes não observada por meio da baciloscopia tradicional e ocorre resposta imune patógeno-específica. As incapacidades físicas nos pacientes decorrem da neuropatia e osteopatia e podem ser irreversíveis. Essas deformidades podem avançar mesmo após a diminuição da carga bacilar com o final do tratamento poliquimioterápico. A presente tese teve por objetivo estudar as implicações da proteína PHEX nas alterações fisiopatológicas da hanseníase, em especial as alterações ósseas. A proteína PHEX (Phosphate-regulating gene with Homologies to Endopeptidase on the X chromosome) é expressa em várias células humanas e, no primeiro artigo que compõe essa tese, demonstramos que o M.leprae leva à diminuição da expressão de PHEX em linhagens de células de Schwann e osteoblastos humanos. Este efeito foi igualmente causado por outras espécies de micobactérias. No segundo manuscrito ora submetido, observamos que em leucócitos sanguíneos de pacientes hansenianos também ocorreu modulação negativa de PHEX. Este efeito não se relacionou com a capacidade de produção de citocinas inflamatórias frente ao M. leprae in vitro ou com alterações bioquímicas. O efeito inibidor da mineralização ocasionado pela modulação negativa de PHEX talvez contribua para a doença óssea da hanseníase, auxiliando a explicar a capacidade do M. leprae de penetrar e sobreviver no osso.

Implante de tubo de silicone com e sem colágeno na regeneração de nervos em eqüinos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Leprosy patients: neurotrophic factors and axonal markers in skin lesions

Neurotrofinas são fatores de crescimento com papel fundamental na fisiopatologia neural. Esses mediadores modulam funcionalmente fibras nociceptivas. Mudanças em sua expressão têm sido relacionadas à perda precoce da nocicepção na hanseníase. Este estudo investigou a expressão de NGF, BDNF e NT3 em nervos dérmicos de pacientes hansenianos. A caracterização de fibras nervosas não mielinizadas foi feita por p75NTR e marcadores axonais NF-L e PGP 9.5. Os parâmetros clínicos de dano neural foram avaliados por monofilamentos Semmes-Wenstein. Nossos achados demonstram diminuição de NGF nos pacientes dimorfos em comparação aos controles. Resultados similares foram observados para PGP 9.5 (dimorfos: p<0,001; virchowianos: p<0,05) e NF-L (virchowianos: p<0.05), sugerindo degeneração avançada das terminações nervosas na hanseníase multibacilar. Foi observada correlação positiva entre p75NTR e PGP 9.5, indicando associação entre células de Schwann e axônios em fibras nervosas não mielinizadas. Os resultados indicam que o desequilíbrio na expressão das neurotrofinas pode participar do dano neural periférico.

Caracterização de um modelo experimental de neuropatia em ratos diabéticos induzidos pela aloxana

Cem ratos norvégicus, machos, com aproximadamente 3 meses de idade foram distribuídos por sorteio em 2 grupos experimentais: Grupo Controle (GC): com 50 ratos sadios, não diabéticos e Grupo Diabético (GD): com 50 ratos diabéticos, induzidos pela aloxana, sem qualquer tratamento. Cada grupo foi dividido em 5 subgrupos com 10 ratos cada e sacrificados com 1, 3, 6, 9 e 12 meses de seguimento, respectivamente. Parâmetros clínicos (peso, ingestão hídrica e alimentar, e diurese) e laboratoriais (glicemia, glicose urinária e insulina) foram documentados em todos os momentos de avaliação. Um segmento do nervo ciático foi obtido de cada animal, em ambos os grupos, para estudo à MO. e ME. Alterações clínicas e laboratoriais significativas (P<0,01), compatíveis com diabetes grave, foram observadas em todos os animais do GD a partir do 4o dia após a indução. Ratos de ambos os grupos apresentaram alterações no número de fibras mielínicas e nos depósitos intraaxonais de glicogênio que não diferiram, estatisticamente, aos 1, 3 e 6 meses de seguimento. Entretanto, aos 9 e 12 meses, ratos do GD apresentaram diminuição significativa no número de fibras mielínicas, com aumento do número de fibras mielínicas de menor calibre, quando comparados com ratos do GC (P<0,05). Grânulos de glicogênio intraaxonais também foram mais acentuados em ratos do GD no 9o e 12o mês de seguimento. Não foram observadas diferenças na densidade de fibras amielínicas ou alterações ultraestruturais significativas entre os dois grupos, em relação aos espaços intraaxonais e endoneurais, bainhas de mielina e células de Schwann durante todo o estudo.

Epidemiologia genética em hanseníase: estudo de associação da região genômica candidata 6p21 e do gene TLR1

Pós-graduação em Doenças Tropicais - FMB

Implante de tubo de silicone com e sem colágeno na regeneração de nervos de eqüinos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Polimorfismos do complexo de genes KIR predispõem à hanseníase e modulam seu desenvolvimento para a forma paucibacilar

A hanseníase é uma infecção crônica e granulomatosa da pele e nervos periféricos, que infecta principalmente macrófagos e células de Schwann. A Organização Mundial de Saúde classifica a hanseníase em duas formas polares: multibacilar e paucibacilar, de acordo com o índice baciloscópico e a resposta imune do hospedeiro. As células natural killer (NK) têm um importante papel na infecção, sendo a primeira forma de defesa contra organismos intracelulares. As células NK utilizam muitos tipos de receptores de superfície celular, como os receptores imunoglobulina-símiles de célula NK (KIR), que podem inibir ou ativar a resposta citolítica de NK, através do reconhecimento de moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC) de classe I na célula alvo. Nesse estudo caso controle, a presença ou ausência de 15 genes KIR e seus ligantes HLA-C foram investigadas, na intenção de se descrever sua variabilidade genotípica, associação com a hanseníase e sua evolução clínica. A genotipagem do complexo de genes KIR e dos grupos NK1 e NK2 de HLA-C foi feita por PCR-SSP em 105 pacientes e 104 controles. KIR2DL2 e KIR2DL3, na presença do seu ligante HLA-Cw parece predispor à hanseníase (p=0,046; X²= 3,97; OR=1,99; IC 95%= 1,00-3,97). Além disso, a prevalência da hanseníase ao redor do mundo e as freqüências de KIR2DL2 se correlacionaram positivamente. Esse achado, juntamente com a associação entre KIR2DL3 e a tuberculose, descrita por outros autores, sugere que esses genes de receptores inibitórios predispõem à doença. Adicionalmente, o gene KIR2DS2 foi associado com o desenvolvimento da hanseníase paucibacilar (p=0,009; X²= 7,23; OR=3,97; IC 95%= 1,37-9,96), possivelmente modulando o desenvolvimento para a forma mais branda da doença.

Phagocytosis of bacteria by olfactory ensheathing cells and Schwann cells

Opportunistic bacterial infections of the nasal cavity could potentially lead to infection of the brain if the olfactory or trigeminal nerves are colonised. The olfactory nerve may be a more susceptible route because primary olfactory neurons are in direct contact with the external environment. Peripheral glia are known to be able to phagocytose some species of bacteria and may therefore provide a defence mechanism against bacterial infection. As the nasal cavity is frequently exposed to bacterial infections, we hypothesised that the olfactory and trigeminal nerves within the nasal cavity could be subjected to bacterial colonisation and that the olfactory ensheathing cells and Schwann cells may be involved in responding to the bacterial invasion. We have examined the ability of mouse OECs and Schwann cells from the trigeminal nerve and dorsal root ganglia to phagocytose Escherichia coli and Burkholderia thailandensis in vitro. We found that all three sources of glia were equally able to phagocytose E. coli with 75-85% of glia having phagocytosed bacteria within 24h. We also show that human OECs phagocytosed E. coli. In contrast, the mouse OECs and Schwann cells had little capacity to phagocytose B. thailandensis. Thus subtypes of peripheral glia have similar capacities for phagocytosis of bacteria but show selective capacity for the two different species of bacteria that were examined. These results have implications for the understanding of the mechanisms of bacterial infections as well as for the use of glia for neural repair therapies.

In vitro cytocompatibility assessment of amorphous carbon structures using neuroblastoma and Schwann cells

The development of scaffolds for neural tissue engineering application requires an understanding of cell adhesion, proliferation, and migration of neuronal cells. Considering the potential application of carbon as scaffold materials and the lack of understanding of compatibility of amorphous carbon with neuronal cells, the carbon-based materials in the forms of carbon films and continuous electrospun carbon nanofibers having average diameter of approximate to 200 nm are being investigated with or without ultraviolet (UV) and oxy-plasma (OP) treatments for cytocompatibility property using mouse Neuroblastoma (N2a) and rat Schwann cells (RT4-D6P2T). The use of Raman spectroscopy in combination with Fourier transform infrared (FTIR) and X-ray diffraction establishes the amorphous nature and surface-bonding characteristics of the studied carbon materials. Although both UV and OP treatments make carbon surfaces more hydrophilic, the cell viability of N2a cells is statistically more significant on OP treated fibers/films compared to UV fiber/film substrates after 4 days in culture. The electrospun carbon fibrous substrate provides the physical guidance to the cultured Schwann cells. Overall, the experimental results of this study demonstrate that the electrospun amorphous carbon nanofibrous scaffolds can be used as a suitable biomaterial substrate for supporting cell adhesion and proliferation of neuronal cells in the context of their applications as artificial nerve implants. (c) 2013 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater, 2013.

Intracellular reactive oxidative stress, cell proliferation and apoptosis of Schwann cells on carbon nanofibrous substrates

Despite considerable research to develop carbon based materials for biomedical applications, the toxicity of carbon remains a major concern. In order to address this issue as well as to investigate the cell fate processes of neural cells from the perspective of neural tissue engineering applications, the in vitro cytocompatibility of polyacrylonitrile (PAN) derived continuous carbon nanofibers and PAN derived carbon thin films were investigated both quantitatively and qualitatively using in vitro biochemical assays followed by extensive flow cytometry analysis. The experimental results of Schwann cell fate, i.e. cell proliferation, cell metabolic activity and cell apoptosis on amorphous carbon substrates are discussed in reference to the time dependent evolution of intracellular oxidative stress. Apart from providing evidence that an electrospun carbon nanofibrous substrate can physically guide the cultured Schwann cells, this study suggested that continuous carbon nanofibers and amorphous carbon films are not cytotoxic in vitro and do not significantly induce apoptosis of Schwann cells, but in fact even facilitate their proliferation and growth.

Aspectos antropológicos de las terapias con células madre

Resumen: Las células madre tienen dos características naturales únicas, que son su capacidad de división celular indefinida, y de regeneración y reparación de tejidos. Esto genera un gran interés en las áreas de investigación y tratamiento de enfermedades que aún no tienen cura y son motivadoras de una importante fuente de esperanza para los pacientes. Surge, entonces, el dilema ético de definir cuáles serán los recursos para obtenerlas, procesarlas y determinar la seguridad y eficacia de su uso en la aplicación clínica. Un enfoque personalista ontológico considerará la protección de todos los participantes en los procesos de investigación: los donantes de células, los participantes de la investigación y los pacientes que serán beneficiarios de estos tratamientos, de manera de proteger a todos los involucrados sin exponer a riesgos a unos para salvar a otros.

Células estaminales embrionarias y el verdadero progreso

Declaración pública del Instituto de Bioética. Facultad de Ciencias Médicas. Pontificia Universidad Católica Argentina. Ciudad de Buenos Aires, martes 10 de marzo de 2009.

Sobre el uso terapéutico de células estaminales de origen adulto

Resumen: Muy pocas ciencias avanzaron con la celeridad que muestran las ciencias biológicas. Hoy se abren líneas de investigación que, en poco tiempo, se aplican a los pacientes, mejorando notablemente -en la mayoría de los casos- la calidad de vida. Las terapias con células estaminales son un claro ejemplo de ello. Hoy el tema se ha instalado en la sociedad como parte de la agenda pública. Esta exposición ha llevado a la sociedad a una recepción con un lamentable doble riesgo: perder rigor científico y generar falsas expectativas en muchos pacientes. Dicha polémica también afecta las relaciones entre diversos grupos de investigadores y genera desconfianza en la comunidad científica. Desde la última mitad del siglo XX se ha instalado en las ciencias la necesidad de no escindir el campo de la investigación de las consecuencias éticas que siguen de esa praxis. La causa es evidente: la celeridad de los descubrimientos y su rápida aplicación hacen que, así como los efectos positivos alcanzan a una gran cantidad de personas, en caso de surgir efectos negativos imprevistos, el daño pueda ser igualmente multiplicado. La bioética surge así como un reclamo de los mismos investigadores que decidieron dar un cauce ético a su acción.