Osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells in the absence of osteogenic supplements: a surface-roughness gradient study

The use of biomaterials to direct osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSCs) in the absence of osteogenic supplements is thought to be part of the next generation of orthopedic implants. We previously engineered surface-roughness gradients of average roughness (Ra) varying from the sub-micron to the micrometer range ( 0.5–4.7 lm), and mean distance between peaks (RSm) gradually varying from 214 lm to 33 lm. Here we have screened the ability of such surface-gradients of polycaprolactone to influence the expression of alkaline phosphatase (ALP), collagen type 1 (COL1) and mineralization by hMSCs cultured in dexamethasone (Dex)-deprived osteogenic induction medium (OIM) and in basal growth medium (BGM). Ra 1.53 lm/RSm 79 lm in Dex-deprived OI medium, and Ra 0.93 lm/RSm 135 lm in BGM consistently showed higher effectiveness at supporting the expression of the osteogenic markers ALP, COL1 and mineralization, compared to the tissue culture polystyrene (TCP) control in complete OIM. The superior effectiveness of specific surface-roughness revealed that this strategy may be used as a compelling alternative to soluble osteogenic inducers in orthopedic applications featuring the clinically relevant biodegradable polymer polycaprolactone.

Semipermeable capsules wrapping a multifunctional and self-regulated co-culture microenvironment for osteogenic differentiation

A new concept of semipermeable reservoirs containing co-cultures of cells and supporting microparticles is presented, inspired by the multi-phenotypic cellular environment of bone. Based on the deconstruction of the â stem cell nicheâ , the developed capsules are designed to drive a self-regulated osteogenesis. PLLA microparticles functionalized with collagen I, and a co-culture of adipose stem (ASCs) and endothelial (ECs) cells are immobilized in spherical liquified capsules. The capsules are coated with multilayers of poly(L-lysine), alginate, and chitosan nano-assembled through layer-by-layer. Capsules encapsulating ASCs alone or in a co-culture with ECs are cultured in endothelial medium with or without osteogenic differentiation factors. Results show that osteogenesis is enhanced by the co-encapsulation, which occurs even in the absence of differentiation factors. These findings are supported by an increased ALP activity and matrix mineralization, osteopontin detection, and the up regulation of BMP-2, RUNX2 and BSP. The liquified co-capsules also act as a VEGF and BMP-2 cytokines release system. The proposed liquified capsules might be a valuable injectable self-regulated system for bone regeneration employing highly translational cell sources.

Acciones tróficas de GABA: implicancias en la diferenciación sexual del cerebro. Trophic actions of GABA: Implications for sexual differentiation of the brain.

En el hipotálamo en desarrollo, el ácido gamma-amino butírico (GABA) produce depolarización neuronal, pudiendo incluso disparar potenciales de acción y causar la apertura de canales de calcio dependientes de voltaje. Esto se debe a que la concentración intracelular de Cl- es alta respecto al medio extracelular, por lo que en reposo el potencial de equilibrio de GABA es más positivo que el potencial de membrana. A medida que el desarrollo transcurre, la concentración intracelular de Cl- disminuye y se produce un cambio en la respuesta de depolarizante (etapa excitatoria) a hiperpolarizante (etapa inhibitoria). Se ha demostrado que este cambio ocurre también en neuronas hipotalámicas in vitro. El dimorfismo sexual del cerebro de los vertebrados es consecuencia de la acción del estrógeno aromatizado a partir de andrógenos segregados por el testículo durante el "periodo crítico" del desarrollo cerebral. Evidencias previas de nuestro y otros laboratorios pusieron de manifiesto diferencias en el crecimiento y diferenciación de neuronas que no podían atribuirse a la acción hormonal, ya que ocurren antes que se inicie el brusco aumento de la secreción gonadal, alrededor del día 18 de desarrollo embrionario en la rata (E18). Además de las diferencias morfológicas, encontramos diferencias sexuales en la forma que las neuronas hipotalámicas responden a muscimol, un agonista específico del receptor GABAA. A los 9 días in vitro (9 DIV) la respuesta a muscimol fue hiperpolarizante (etapa inhibitoria) y además fue de mayor amplitud, área y duración en machos respecto a hembras. Esto nos indica que las neuronas provenientes de embriones machos son intrínsecamente diferentes a las de embriones hembra aún antes de la acción organizadora de los esteroides sexuales. En base a estas evidencias nos propusimos continuar nuestros estudios sobre la participación de GABA en la determinación de diferencias sexuales en el cerebro antes de la acción organizadora de los esteroides gonadales. Para ello, en cultivos de neuronas hipotalámicas de E16 separados por sexos, estudiaremos:- la respuesta a muscimol de las neuronas, en la etapa excitatoria (2 DIV) de la acción de GABA.- las composición de subunidades de los receptores GABAA en la etapa excitatoria/inhibitoria de la acción de GABA.- la participación de los receptores GABAA sobre el crecimiento neurítico.- la activación de la vía de las MAP quinasas por muscimol.- la participación de los receptores GABAA sobre el crecimiento axonal inducido por estradiol in vitro.Toda la metodología propuesta es de uso habitual en nuestro laboratorio e involucra herramientas de la electrofisiología y la biología celular-molecular; como patch-clamp, cultivo de neuronas hipotalámicas, Western blot, RT-PCR, entre otras. Esperamos encontrar diferencias sexuales en la amplitud, área y duración de la respuesta de las neuronas hipotalámicas al muscimol a los 2 DIV, y que éstas se deban a una diferente composición de subunidades del receptor GABAA. En cuanto a la participación del receptor GABAA en la neuritogenesis, esperamos encontrar mayor longitud neurítica en neuronas macho como así también una activación sexualmente dimórfica de la vía de las MAP quinasas. Además esperamosque la acción de un antagonista del receptor GABAA interfiera con la axogénesis inducida por estradiol in vitro, característica que muestra diferencia sexual también a favor de los machos, lo que reforzaría nuestra hipótesis. La importancia y originalidad de este proyecto reside en la evaluación de la participación del sistema GABAérgico en la determinación de características que durante el desarrollo, podrían estar involucradas en la determinación de diferencias sexuales permanentes en el cerebro adulto independientemente de la acción de los esteroides sexuales. Hasta la fecha, no ha sido evaluada la influencia de los receptores GABAA en la diferenciación sexual del cerebro antes de la acción organizadora de los esteroides gonadales.

Metabolismo de fosfolípidos, señal de calcio y sus implicancias en la diferenciación de Trypanosoma cruzi. Phospholipids metabolism, calcium signal and its implications in the differentiation of Trypanosoma cruzi.

Trypanosoma cruzi es un protozoo primitivo agente causal de la enfermedad de Chagas. La transmisión de esta enfermedad depende tanto del desarrollo y de la diferenciación del microorganismo en el intestino del vector. Las diferentes formas del parásito se han adaptado a una serie de condiciones impuestas por los distintos ambientes en donde debió habitar. Esta capacidad de sobrevivir a medios externos tan variados está dada por la diversidad en las vías de transducción de señales en el parásito. T. cruzi se multiplica y diferencia (metaciclogénesis) en el recto de los triatominos. A este nivel, los parásitos se enfrentan a un incremento en la osmolaridad causado por un elevado contenido de NaCl en la orina. En nuestro laboratorio se observó que diferentes estímulos son capaces de producir incrementos en los niveles de IP3 y de Ca2+ intracelular, consecuencia de la activación del ciclo del inositol fosfato, y activación de fosfolipasa D (PLD) y fosfatidilinositol 3 quinasa (PI3K). En un medio carente de Na+ los epimastigotes estimulados con carbacol, mostraron una señal de calcio disminuida mientras que la acumulación de IP3 no se modificó. Además, esta señal se incrementó en presencia de PMA, activador de proteína quinasa C, mientras que la acumulación de IP3 se anuló completamente. Estos resultados indujeron a pensar en un mecanismo alternativo y/o paralelo a IP3 en la liberación de Ca2+, en el cual la presencia de un intercambiador Na+/H+ favorecería la liberación del ion desde organelas acídicas. Es conocido que la señal de calcio es requerida para la metaciclogénesis, y que esta señal es independiente del Ca2+ extracelular (Lammel y col. 1996, Marchesini y col., 2002). De este modo se propone que "los epimastigotes de T. cruzi utilizan como elementos conservados a lo largo de la evolución a los elementos del ciclo del inositol fosfato, uno de los sistemas de transducción de señales más antiguo, para responder a estímulos que inducen la diferenciación del parásito". Por lo tanto, para el desarrollo de este proyecto se propone determinar la presencia de un RcIP3 en epimastigotes y conocer su compromiso en la liberación de Ca2+ desde reservorios intracelulares. Además, establecer si un intercambiador Na+/H+ en membrana de acidocalcisomas estaría relacionado con la señal de calcio intracelular y su posible regulación por proteina quinasa C y A (PKC y PKA, respectivamente). Por otro lado, para dilucidar la implicancia de estos mecanismos en el proceso de metaciclogénesis, se propone estudiar la activación del intercambiador Na+/H+ y la señal de calcio en condiciones de hiperosmolaridad, tal como ocurre en el recto del triatomino. Ademas, ya que el proceso de diferenciación involucra una reorganización de los microtubulos del citoesqueleto se pretende estudiar el compromiso del metabolismo de fosfolípidos y tubulina en procesos que contribuyen a la inducción de la metaciclogenesis. El alcance de los objetivos mencionados ayudará a dilucidar la presencia de componentes tales como RcIP3 y el intercambiador Na+/H+ involucrados en la señalización del ion bivalente. Por otro lado, se espera demostrar que los isotipos de tubulina encontrados en T. cruzi cambien en cantidad relativa y nivel de expresión cuando los epimastigotes sean estimulados con posibles inductores de la diferenciación. Además, se espera observar simultáneamente un aumento en la actividad de dos enzimas relacionadas con la reorganización de microtúbulos: PI-3K y PLD. En tal caso, y para comprobar su implicancia en el proceso, se espera que la inhibición de tales enzimas sea capaz de revertir el efecto producido por los estímulos. Como la PLC se expresa principalmente en las forma epimastigotes mas que en los tripomastigotes (forma infectiva), la señal de Ca2+ inducida por IP3 se relacionaría con la capacidad del parásito para responder a ciertos cambios de pH y osmolaridad que enfrenta el microorganismo en el tracto digestivo del insecto vector.

Imaging beyond structure : novel noninvasive tools for neuroimaging of stem cell function and differentiation

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2013

Functional studies on the role of I[Kappa]B NS in T helper cell differentiation

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2014

The differentiation of character state relationships by binary coding and the monothetic subset method / Hymen Marx, George B. Rabb and Harold K. Voris.

v.72:no.1(1977)

Morphometric and genetic differentiation among populations of Eupemphix nattereri (Amphibia, Anura, Leiuperidae) from central Brazil

To assess genetic structure and phenotypic diversity of Eupemphix nattereri Steindachner, 1863, morphometric and molecular analyses were carried out for nine populations from the State of Goiás. A total of 11 morphometric traits were evaluated and genetic information was estimated using RAPD markers. Genetic and phenotypic distances were determined as a function of geographical origin. Correlation among genetic, morphometric, micro, and macroenviromental were analyzed by the Mantel test. Genetic data indicated high levels of genetic diversity (Φst= 0.3) among the nine populations. Mantel tests did not reveal a significant positive correlation between genetic and geographical distances, indicating that locally geographical populations were not genetically similar, even in distances smaller than 50 km. Discriminant analysis on 11 morphometric measurements showed a high divergence among the nine populations. However, a marginally significant correlation (P=0.08) between genetic and morphometric distances was found. The observed correlation was not causal in terms of the relationship between phenotype and genotype, but indicated common spatial structures. Thus, our results suggest that isolation-by-distance processes may explain population divergence in Eupemphix nattereri.

Eliciting and fostering learners' metacognitive knowledge about language learning in self-directed learning programs: a review of data collection methods and procedures

Són molts els estudis que avui en dia incideixen en la necessitat d’oferir un suport metodològic i psicològic als aprenents que treballen de manera autònoma. L’objectiu d’aquest suport és ajudar-los a desenvolupar les destreses que necessiten per dirigir el seu aprenentatge així com una actitud positiva i una major conscienciació envers aquest aprenentatge. En definitiva, aquests dos tipus de preparació es consideren essencials per ajudar els aprenents a esdevenir més autònoms i més eficients en el seu propi aprenentatge. Malgrat això, si bé és freqüent trobar estudis que exemplifiquen aplicacions del suport metodològic dins els seus programes, principalment en la formació d’estratègies o ajudant els aprenents a desenvolupar un pla de treball, aquest no és el cas quan es tracta de la seva preparació psicològica. Amb rares excepcions, trobem estudis que documentin com s’incideix en les actituds i en les creences dels aprenents, també coneguts com a coneixement metacognitiu (CM), en programes que fomenten l’autonomia en l’aprenentatge. Els objectius d’aquest treball son dos: a) oferir una revisió d’estudis que han utilitzat diferents mitjans per incidir en el CM dels aprenents i b) descriure les febleses i avantatges dels procediments i instruments que utilitzen, tal com han estat valorats en estudis de recerca, ja que ens permetrà establir criteris objectius sobre com i quan utilitzar-los en programes que fomentin l’aprenentatge autodirigit.

On the set of subrings wich are directed unions of Artinian subrings

The paper contributes to the investigation of zero-dimensional rings which can be written as a directed union of Artinian subrings. We give conditions on DU(R) in order to be nonempty.

North-South trade and directed technical change

In a world where poor countries provide weak protection for intellectual property rights (IPRs), market integration shifts technical change in favor of rich nations. Through this channel, free trade may amplify international income differences. At the same time, integration with countries where IPRs are weakly protected can slow down the world growth rate. An important implication of these results is that protection of intellectual property is most beneficial in open countries. This prediction, which is novel in the literature, is consistent with evidence from a panel of 53 countries observed in the years 1965-1990. The paper also provides empirical support for the mechanism linking North-South trade to the direction of technical change: an increase in import penetration from low-wage, low-IPRs, countries is followed by a sharp fall in R&D investment in a panel of US manufacturing sectors.

Differentiation of the sibling species Biomphalaria occidentalis and Biomphalaria tenagophila by the electrophoretic patterns of their hemoglobin

A simple and rapid method for differentialing the sibling species Biomphalaria tenagophila and Biomphalaria occidentalis by agarose gel electrophoresis (AGE) is described. Snail hemolymph is used as the test sample and the red colaration of the hemoglobin fraction permits visualization of the migration patterns without resorting to specific stains. Moreover, hemolymph samples may be obtained without killing the snail, thus permitting its use for other studies for breeding.