Análise do efeito do etanol sobre a expressão de proteínas de diferenciação do epitélio escamoso no esôfago de camundongos BALB/c

Câncer de esôfago (CE) é um dos tipos de câncer mais frequentes e agressivos, estando entre os dez tipos de câncer mais incidentes e letais no mundo. Entre as regiões mais incidentes do CE estão os países em desenvolvimento, como o Brasil. Apesar de recentes avanços em terapias anticâncer, menos de 10% dos pacientes acometidos por esta doença possuem uma sobrevida maior que cinco anos após seu diagnóstico e este fato é consequência do diagnóstico tardio, uma vez que os sintomas só aparecem em estádios bem avançados. Devido a este panorama há uma grande busca por métodos e, principalmente, biomarcadores de diagnóstico que possam detectar a doença em estádios iniciais e assim aumentar a sobrevida dos pacientes. A discriminação entre tumor e mucosa normal é possível ser feita endoscopicamente, porém, para detecção precoce de tumores esofágico seria importante discriminar mucosa saudável de lesão precursora, como displasia. Uma diferença típica entre tecido normal e displasia é a perda de diferenciação celular, sugerindo que proteínas de diferenciação possam ser um potencial alvo para serem usadas como biomarcadores de detecção precoce em câncer. Citoqueratinas (CKs) e esofagina (SPRR3) são importantes proteínas envolvidas na diferenciação das células no epitélio escamoso. A proteína (SPRR3) vem sendo estudada como um possível biomarcador de detecção de tumores em estádios iniciais de desenvolvimento. Em CE tem sido descrito perda da expressão de SPRR3 quando comparada com a mucosa saudável. Além disso, já foi mostrado que a análise combinada da expressão das duas variantes de SPRR3 (SPRR3-v1 e SPRR3-v2) é capaz de discriminar a mucosa esofágica de indivíduos saudáveis da mucosa adjacente e do tumor com alta sensibilidade e especificidade. Porém, uma associação significativa foi encontrada entre uma menor expressão de SPRR3-v2 e o consumo de álcool. Este dado gerou a hipótese de que o álcool pode levar a carcinogênese por estimular a proliferação e/ou perda de diferenciação do epitélio escamoso e desta forma contribuir para o surgimento do tumor. Para testar esta hipótese, foi realizado um modelo experimental utilizando camundongos BABL/c que receberam diariamente etanol em diferentes concentrações por diferentes intervalos de tempo. Foram analisados critérios de toxicidade dos animais e critérios para avaliação histopátológica no tecido esofágico. Além disso, foi analisado o perfil de expressão de proteínas envolvidas em diferenciação e proliferação celular que pudessem sugerir alterações no epitélio esofágico induzidas pelo etanol, sendo estas SPRR3, CK5/8 e CK14 e Ki67. Inflamação foi a única alteração histológica encontrada, porém ocorreu de forma aleatória, não podendo, portanto, ser associada ao etanol. Alteração no padrão de expressão das proteínas analisadas foi encontrada em regiões inflamadas. Porém, a maioria das amostras não apresentou alterações histopatológicas, nem tampouco alteração de expressão das proteínas, sugerindo que em epitélio esofágico de camundongos BALB/c o etanol não é capaz de induzir isoladamente alteração na proliferação e perda de diferenciação celular.

Efeitos da sinalização via creb sobre a sobrevivência e diferenciação meuronal

The cortical development requires a precise process of proliferation, migration, survival and differentiation of newly formed neurons to finally achieve the development of a functional network. Different kinases, such as PKA, CaMKII, MAPK and PI3K, phosphorylate the transcription factors CREB, and thus activate it, inducing CREB-dependent gene expression. In order to identify the involvement of such signaling pathways mediated by CREB over neuronal differentiation and survival, in vitro experiments of cell culture were conducted using pharmacological kinase inhibitors and genetic techniques to express different forms of CREB (A-CREB and CREB-FY) in cortical neurons. Inhibition of PKA and CaMKII decreased the length of neuronal processes (neurites); whereas inhibition of MAPK did not affect the length, but increased the number of neurites. Blockade of PI3K do not appear to alter neuronal morphology, nor the soma size changed with the kinase blockades. CREB activation (CREB-FY) along with MAPK and PI3K blockades presented a negative side effect over neuritic growth and the expression of A-CREB leaded to a significant decrease in neuronal survival after 60h in vitro and mimicked some of the effects on neuronal morphology observed with PKA and CaMKII blockade. In summary the signaling through CREB influences the morphology of cortical neurons, particularly when phosphorylated by PKA, and CREB signaling is also important for survival of immature neurons prior to the establishment of fully functional synaptic contacts. Our data contribute to understanding the role of CREB signaling, activated by different routes, on survival and neuronal differentiation and may be valuable in the development of regenerative strategies in different neurological diseases

Diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais da medula óssea de cães em precursores osteogênicos

O objetivo principal da nossa pesquisa foi avaliar o potencial de diferenciação osteogênica de células-tronco mesenquimais (MSC) obtidas da medula óssea do cão. As MSC foram separadas pelo método Ficoll e cultivadas sob duas condições distintas: DMEM baixa glicose ou DMEM/F12, ambos contendo L-glutamina, 20% de SFB e antibióticos. Marcadores de MSC foram testados, confirmando células CD44+ e CD34- através da citometria de fluxo. Para a diferenciação osteogênica, as células foram submetidas a quatro diferentes condições: Grupo 1, as mesmas condições utilizadas para a cultura de células primárias com os meios DMEM baixa glicose suplementado; Grupo 2, as mesmas condições do Grupo 1, mais os indutores de diferenciação dexametasona, ácido ascórbico e b-glicerolfosfato; Grupo 3, células cultivadas com meios DMEM/F12 suplementado; e Grupo 4, nas mesmas condições que no Grupo 3, mais indutores de diferenciação de dexametasona, ácido ascórbico e b-glicerolfosfato. A diferenciação celular foi confirmada através da coloração com alizarin red e da imunomarcação com o anticorpo SP7/Osterix. Nós observamos através da coloração com alizarin red que o depósito de cálcio foi mais evidente nas células cultivadas em DMEM/F12. Além disso, usando a imunomarcação com o anticorpo SP/7Osterix obtivemos positividade em 1:6 células para o Meio DMEM/F12 comparada com 1:12 para o meio DMEM-baixa glicose. Com base nos nossos resultados concluímos que o meio DMEM/F12 é mais eficiente para a indução da diferenciação de células-tronco mesenquimais caninas em promotores osteogênicos. Este efeito provavelmente ocorre em decorrência da maior quantidade de glicose neste meio, bem como da presença de diversos aminoácidos.

Uso do sistema de cultivo bidimensional e tridimensional para diferenciação de células-tronco espermatogoniais e indução da espermatogênese in vitro em murinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos da hiperaceleração de histonas na diferenciação in vitro de células tronco embrionárias murinas

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

Identificação de proteínas ligantes de CRABP2, proteína envolvida na via de sinalização celular por ácido retinóico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Proliferação celular em gestações naturais e de conceptos bovinos transgênicos e clonados, que expressam a proteína fluorescente verde (GFP)

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Animal - FEIS

Diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais da medula óssea de cães em precursores osteogênicos

O objetivo principal da nossa pesquisa foi avaliar o potencial de diferenciação osteogênica de células-tronco mesenquimais (MSC) obtidas da medula óssea do cão. As MSC foram separadas pelo método Ficoll e cultivadas sob duas condições distintas: DMEM baixa glicose ou DMEM/F12, ambos contendo L-glutamina, 20% de SFB e antibióticos. Marcadores de MSC foram testados, confirmando células CD44+ e CD34- através da citometria de fluxo. Para a diferenciação osteogênica, as células foram submetidas a quatro diferentes condições: Grupo 1, as mesmas condições utilizadas para a cultura de células primárias com os meios DMEM baixa glicose suplementado; Grupo 2, as mesmas condições do Grupo 1, mais os indutores de diferenciação dexametasona, ácido ascórbico e b-glicerolfosfato; Grupo 3, células cultivadas com meios DMEM/F12 suplementado; e Grupo 4, nas mesmas condições que no Grupo 3, mais indutores de diferenciação de dexametasona, ácido ascórbico e b-glicerolfosfato. A diferenciação celular foi confirmada através da coloração com alizarin red e da imunomarcação com o anticorpo SP7/Osterix. Nós observamos através da coloração com alizarin red que o depósito de cálcio foi mais evidente nas células cultivadas em DMEM/F12. Além disso, usando a imunomarcação com o anticorpo SP/7Osterix obtivemos positividade em 1:6 células para o Meio DMEM/F12 comparada com 1:12 para o meio DMEM-baixa glicose. Com base nos nossos resultados concluímos que o meio DMEM/F12 é mais eficiente para a indução da diferenciação de células-tronco mesenquimais caninas em promotores osteogênicos. Este efeito provavelmente ocorre em decorrência da maior quantidade de glicose neste meio, bem como da presença de diversos aminoácidos.

Sobrevida e fatores prognósticos em uma coorte hospitalar de pacientes com câncer de próstata localizado

O câncer de próstata é a neoplasia mais incidente entre os homens brasileiros. Atualmente, grande parte destes tumores é confinada à próstata no momento do diagnóstico. No entanto, muitos tumores clinicamente classificados como localizados não o são de fato, levando a indicações terapêuticas curativas não efetivas. Por outro lado, muitos pacientes com câncer sem significância clínica são tratados desnecessariamente em função da limitação prognóstica do estadiamento clínicos (pré-tratamento) de pacientes com diagnóstico histológico de adenocarcinoma de próstata localizado (estágios I e II), em coorte hospitalar composta por pacientes tratados no Instituto Nacional de Câncer, Rio de Janeiro, matriculados entre 1990 a 1999. As funções de sobrevida foram calculadas empregando-se o estimados de Kaplan-Meier tomando-se como início a data do diagnóstico histológico e como eventos os óbitos cuja causa básica foi o câncer de próstata. Para avaliação dos fatores prognósticos clínicos foram calculadas as hazard ratios (HR), com intervalos de confiança de 95%, seguindo-se o modelo de riscos proporcionais de Cox. Foram analisadas como fatores prognósticos independentes as variáveis: idade, cor, grau de instrução, data do primeiro tratamento, grau de diferenciação celular d o tumor primário biopsiado (Gleason), estadiamento clínico e PSA total pré-tratamento. O pressuposto dos riscos proporcionais foi avaliado pela análise dos resíduos de Schoenfeld e a influência de valores aberrantes pelos resíduos martingale e escore. Foram selecionados 258 pacientes pelos critérios de elegibilidade do estudo, dos quais 46 foram a óbito durante o período de seguimento. A sobrevida global foi de 88% em 5 anos e de 71% em 10 anos. Idade maior que 80 anos, classificação de Gleason maior que 6, PSA maior que 40ng/ml, estádio B2 e cor branca foram marcadores independentes de pior prognóstico. Fatores prognósticos clássicos na literatura foram úteis na estimativa do prognóstico nesta coorte hospitalar. Os resultados mostram que para pacientes diagnosticados em fases iniciais, os fatores sócio-econômico analisados, não influenciaram o prognóstico. Outros estudos devem ser conduzidos no país para investigar as diferenças no prognóstico em relação à etnia.

Estudo do potencial anti-inflamatório e antiartrítico de Pterodon polygalaeflorus e dos seus mecanismos de ação

O gênero Pterodon pertence à família das Fabaceae e inclui quatro espécies nativas do Brasil: P. emarginatus Vog., P. apparicioi Pedersoli, P. abruptus Benth. e a espécie objeto deste estudo P. polygalaeflorus Benth.. Seus frutos são utilizados pela medicina popular devido às propriedades antirreumática, analgésica, anti-inflamatória, dentre outros. O objetivo deste trabalho foi avaliar a espécie Pterodon polygalaeflorus quanto ao seu potencial anti-inflamatório, antiartrítico e toxicológico, através da análise de seus efeitos em modelos in vitro e in vivo. Os extratos EEPpg, EHPpg e EDPpg reduziram (p<0,01) a produção in vitro de NO, por macrófagos ativados por LPS, com baixa citotoxicidade e diminuíram a celularidade (p<0,05) no exsudato inflamatório no modelo de inflamação in vivo conhecido como air pouch. O extrato mais ativo (EHPpg) foi selecionado e submetido a fracionamento em coluna de sílica gel 60 gerando quatro frações. Todas as frações (Fr I-Fr IV) reduziram: a produção de NO (p<0,001) por macrófagos ativados, com baixa ou nenhuma citotoxicidade; a migração de macrófagos in vitro (p<0,01, ensaio de wound healing) e in vivo (p<0,05, peritonite induzida por tioglicolato); e a proliferação de esplenócitos estimulados com Con A (p<0,001). As frações III e IV, mais ativas nos ensaios anteriores, mostraram ação antiartrítica (com 0,02 mg/kg), utilizando o modelo in vivo de artrite induzida por adjuvante completo de Freund (AIA), demonstrada por redução: do índice de edema de pata em 23,7% (Fr III) e 43,95% (Fr IV); das lesões histopatológicas na região tíbio-tarsal típicas de articulações com AIA (p< 0,05); do peso e celularidade do linfonodo e do baço, mas não da celularidade da medula óssea; das subpopulações de linfócitos (CD4+, CD8+ e CD19+) nos linfonodos inguinais, porém com significativo aumento das subpopulações ativadas CD4+CD69+, redução da CD8+CD69+ e aumento de CD19+CD69+ (apenas na Fr III); e redução da população de macrófagos no baço (p<0,001). As frações III e IV mostraram ação imunossupressora em nível celular e molecular, reduzindo (p<0,001) os níveis do mRNA da iNOS, assim como as citocinas IL-1β, TNF-α e IL-10, em nível de mRNA e proteína, em cultura de macrófagos. A expressão do receptor CD14, em macrófagos estimulados por LPS (31,74%), foi inibida apenas pela Fr III. A osteoclastogênese foi inibida pelas frações III e IV, sugerindo uma ação antiartrítica das frações em nível de diferenciação celular para osteoclastos (inibição). Este efeito pode resultar da inibição da expressão do fator de transcrição NFATc1, no caso da Fr III. Por fim, as frações Fr III e Fr IV não apresentaram toxicidade subaguda, potencial mutagênico (teste de Ames) ou genotóxico (teste do micronúcleo). A ausência de toxicidade in vivo das frações ficou demonstrada pela ausência de alteração no peso corporal e de órgãos, nas concentrações séricas de creatinina, ácido úrico, triglicerídeos, colesterol, ALT e ALP, ou de CYP1A1 e GSTs no fígado. Análises fitoquímicas (GC-MS e TLC) mostraram uma grande variedade de terpenos nas frações III e IV, sendo majoritários os furano-diterpenos derivados do vouacapano. O diterpeno isolado, Ppg-01, presente nas frações III (5,12%) e IV (18,47%), reduziu a produção in vitro de NO e o edema de pata induzido por carragenina (p<0,001). Em conjunto, os dados sugerem que o Ppg-01 esteja contribuindo para as ações anti-inflamatórias e imunomoduladoras das frações III e IV, e que estas propriedades estejam associadas aos efeitos antiartríticos observados.

Expressão das proteínas da matriz na discondroplasia da tíbia

A discondroplasia da tíbia (TD) em aves consiste numa anomalia do esqueleto onde existe uma falha nos processos normais da ossificação endocondral. Esta patologia é caracterizada pela formação de uma cartilagem não vascularizada e não mineralizada que se estende até à metáfise. Uma vez que existem várias anomalias do esqueleto em mamíferos com lesões semelhantes às apresentadas pela TD, este trabalho teve como objectivo a caracterização desta patologia em termos das moléculas que podem estar envolvidas no seu desenvolvimento. Assim, foi estudada a expressão das macromoléculas da matriz extracelular, das enzimas degradadoras da matriz (metaloproteinases da matriz: MMPs), bem como das moléculas envolvidas na proliferação e diferenciação celular, na angiogénese e apoptose. A expressão génica foi realizada, por PCR quantitativo em tempo real, em placas de crescimento normais e discondroplásicas obtidas a partir de frangos de carne (broilers) da estirpe Cobb. Os níveis proteicos de algumas MMPs foram analisados por immunoblotting e zimografia de gelatina. No presente estudo não se verificou alteração na expressão dos genes dos colagénios do tipo II, IX, X e XI, bem como do agrecano, nas lesões discondroplásicas. Observou-se uma redução acentuada nos níveis de mRNA da gelatinase-B (MMP-9), da colagenase-3 (MMP-13) e das estromalisinas -2 (MMP-10) e -3 (MMP-11), bem como nos níveis proteicos da gelatinase-A (MMP-2) e da MMP-13. Por outro lado, a MMP-7 aumentou drasticamente a expressão do seu gene. As moléculas envolvidas na proliferação e diferenciação dos condrócitos, tais como a PTHrP, o Ihh, o Cbfa-1 e o Sox-9, mantiveram a sua expressão génica nas lesões. Por outro lado, o TGF-β reduziu a sua expressão. A caspase-3 também dimimuiu a sua expressão na patologia. Em relação aos factores angiogénicos, o FGF manteve a sua expressão e o VEGF aumentou significativamente nas lesões. Este aumento do VEGF juntamente com o aumento da MMP-7 sugere um aumento da hipoxia nas lesões. Os nossos resultados sugerem que a acumulação da cartilagem observada na discondroplasia é devida a uma diminuição da proteólise da matriz, resultado de uma sub-expressão das MMPs, e não de um aumento da produção das macromoléculas da matriz. Desta forma, os nossos resultados sugerem que a falha na expressão e/ou activação das MMPs poderá estar associada ao desenvolvimento da discondroplasia da tíbia em aves. Finalmente, os nossos resultados vêm suportar os resultados anteriores que sugerem uma ligação entre a expressão das MMPs e anomalias no processo de ossificação endocondral.

Biofabricação de enxertos porosos de PCL/FastOs™: aplicação óssea

A Engenharia de Tecidos é um domínio multidisciplinar que combina especialistas de múltiplos domínios, no sentido de se desenvolverem substitutos biológicos para a regeneração, reparação ou restauração de funções de órgãos ou tecidos. A estratégia mais comum em engenharia de tecidos consiste na utilização de matrizes de suporte (scaffolds) tridimensionais, biocompatíveis, biodegradáveis e altamente porosos, os quais servem de substrato físico ao processo de adesão, proliferação e diferenciação celular. O objectivo deste trabalho de investigação centrou-se na produção e caracterização de scaffolds de PCL e de PCL com partículas de biovidro, abordando um processo de biofabricação, que teve por base o princípio da extrusão. Utilizou-se para tal um equipamento patenteado pelo Centro para o Desenvolvimento Rápido e Sustentado do Produto (CDRsp) designado Bioextruder. Trata-se de um sistema concebido para a produção de matrizes com ou sem encapsulamento de células, de uma forma automática, flexível e integrada. As estruturas obtidas caracterizaram-se quanto às propriedades térmicas, químicas, morfológicas e mecânicas. Realizaram-se ainda, testes de bioactividade e testes de degradação in vitro. Os resultados obtidos mostram que as condições de processamento não induzem qualquer alteração no que diz respeito às propriedades térmicas e químicas dos materiais, que o aumento do teor de biovidro conduz a uma fragmentação da matriz polimérica num período de tempo mais curto, que os scaffolds obtidos apresentam uma geometria bem definida e uma distribuição de poros uniforme. Demonstra-se assim, que a combinação da matriz polimérica (PCL) com o biovidro, sob a forma de scaffolds é promissora para aplicações em Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa.

A actividade sintética de hMSCs em contacto com vidros bioativos

Os vidros bioativos constituem um material apropriado para o preenchimento de defeitos ósseos, como alternativa a enxertos autólogos, uma vez que, quando expostos a fluidos fisiológicos promovem a formação de uma ligação com o tecido ósseo sob a forma de uma camada de hidroxiapatite carbonatada. No presente trabalho caracterizaram-se vidros bioativos sem conteúdo alcalino, cuja composição incide no sistema binário de diópsido (CaMgSi2O6) e fosfato de tricálcio (3CaO·P2O5), em função da sua molhabilidade, carga superficial, perfil de degradação, carácter bioativo em fluido fisiológico simulado e do seu comportamento in vitro em contacto com células estaminais mesenquimais humanas (hMSCs). A medição do ângulo de contacto inicial de água sobre os vidros demonstrou o carácter hidrofílico dos vidros investigados. A determinação do potencial zeta mostrou que a carga superficial dos vidros é negativa, sendo mais negativa na composição Di-70. O estudo da biodegradação dos vidros, efetuado através da sua imersão em Tris-HCl, permitiu concluir que a perda de peso dos vidros foi reduzida. A caraterização in vitro em meio acelular foi efetuada através da imersão dos vidros numa solução de fluido fisiológico simulado (SBF) e verificou-se que estes possuem capacidade de formar uma camada de hidroxiapatite carbonatada à sua superfície após 7 dias, detetável por XRD, FTIR e SEM/EDS, sugerindo que este conjunto de vidros é potencialmente bioativo, e poderá estimular a proliferação e diferenciação celular. A resposta das hMSCs em cultura aos vidros bioativos foi avaliada em termos de atividade metabólica, morfologia, viabilidade, proliferação e diferenciação osteogénica e conclui-se que os biovidros Di-60 e Di-70 poderão constituir um suporte viável para a proliferação e diferenciação de hMSCs.

Insights into molecular and cellular events involved in normal and pathological vertebral development and fusion using zebrafish as model organism

The vertebral column and its units, the vertebrae, are fundamental features, characteristic of all vertebrates. Developmental segregation of the vertebral bodies as articulated units is an intrinsic requirement to guarantee the proper function of the spine. Whenever these units become fused either during development or postsegmentation, movement is affected in a more or less severe manner, depending on the number of vertebrae affected. Nevertheless, fusion may occur as part of regular development and as a physiological requirement, like in the tetrapod sacrum or in fish posterior vertebrae forming the urostyle. In order to meet the main objective of this PhD project, which aimed to better understand the molecular and cellular events underlying vertebral fusion under physiological and pathological conditions, a detailed characterization of the vertebral fusion occurring in zebrafish caudal fin region was conducted. This showed that fusion in the caudal fin region comprised 5 vertebral bodies, from which, only fusion between [PU1++U1] and ural2 [U2+] was still traceable during development. This involved bone deposition around the notochord sheath while fusion within the remaining vertebral bodies occur at the level of the notochord sheath, as during the early establishment of the vertebral bodies. A comparison approach between the caudal fin vertebrae and the remaining vertebral column showed conserved features such as the presence of mineralization related proteins as Osteocalcin were identified throughout the vertebral column, independently on the mineralization patterns. This unexpected presence of Osteocalcin in notochord sheath, here identified as Oc1, suggested that this gene, opposing to Oc2, generally associated with bone formation and mature osteoblast activity, is potentially associated with early mineralization events including chordacentrum formation. Nevertheless, major differences between caudal fin region and anterior vertebral bodies considering arch histology and mineralization patterns, led us to use RA as an inductive factor for vertebral fusion, allowing a direct comparison of equivalent structures under normal and fusion events. This fusion phenotype was associated with notochord sheath ectopic mineralization instead of ectopic perichordal bone formation related with increased osteoblast activity, as suggested in previous reports. Additionally, alterations in ECM content, cell adhesion and blood coagulation were discussed as potentially related with the fusion phenotype. Finally, Matrix gla protein, upregulated upon RA treatment and shown to be associated with chordacentrum mineralization sites in regular development, was further described considering its potential function in vertebral formation and pathological fusion. Therefore with this work we propose zebrafish caudal fin vertebral fusion as a potential model to study both congenital and postsegmentation fusion and we present candidate factors and genes that may be further explored in order to clarify whether we can prevent vertebral fusion.