Modulação da diferenciação neural de células troco embrionárias por transientes de cálcio intracelulares: papéis dos receptores purinérgicos e de canais de cálcio voltagem-dependentes

Receptores purinérgicos e canais de cálcio voltagem-dependentes estão envolvidos em diversos processos biológicos como na gastrulação, durante o desenvolvimento embrionário, e na diferenciação neural. Quando ativados, canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores purinérgicos do tipo P2, ativados por nucleotídeos, desencadeiam transientes de cálcio intracelulares controlando diversos processos biológicos. Neste trabalho, nós estudamos a participação de canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores do tipo P2 na geração de transientes de cálcio espontâneos e sua regulação na expressão de fatores de transcrição relacionados com a neurogênese utilizando como modelo células tronco (CTE) induzidas à diferenciação em células tronco neurais (NSC) com ácido retinóico. Descrevemos que CTE indiferenciadas podem ter a proliferação acelerada pela ativação de receptores P2X7, enquanto que a expressão e a atividade desse receptor precisam ser inibidas para o progresso da diferenciação em neuroblasto. Além disso, ao longo da diferenciação neural, por análise em tempo real dos níveis de cálcio intracelular livre identificamos 3 padrões de oscilações espontâneas de cálcio (onda, pico e unique), e mostramos que ondas e picos tiveram a frequência e amplitude aumentadas conforme o andamento da diferenciação. Células tratadas com o inibidor do receptor de inositol 1,4,5-trifosfato (IP3R), Xestospongin C, apresentaram picos mas não ondas, indicando que ondas dependem exclusivamente de cálcio oriundo do retículo endoplasmático pela ativação de IP3R. NSC de telencéfalo de embrião de camundongos transgênicos ou pré-diferenciadas de CTE tratadas com Bz-ATP, o agonista do receptor P2X7, e com 2SUTP, agonista de P2Y2 e P2Y4, aumentaram a frequência e a amplitude das oscilações espontâneas de cálcio do tipo pico. Dados, obtidos por microscopia de luminescência, da expressão em tempo real de gene repórter luciferase fusionado à Mash1 e Ngn2 revelou que a ativação dos receptores P2Y2/P2Y4 aumentou a expressão estável de Mash1 enquanto que ativação do receptor P2X7 levou ao aumento de Ngn2. Além disso, células na presença do quelante de cálcio extracelular (EGTA) ou do depletor dos estoques intracelulares de cálcio do retículo endoplasmático (thapsigargin) apresentaram redução na expressão de Mash1 e Ngn2, indicando que ambos são regulados pela sinalização de cálcio. A investigação dos canais de cálcio voltagem-dependentes demonstrou que o influxo de cálcio gerado por despolarização da membrana de NSC diferenciadas de CTE é decorrente da ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L. Além disso, esse influxo pode controlar o destino celular por estabilizar expressão de Mash1 e induzir a diferenciação neuronal por fosforilação e translocação do fator de transcrição CREB. Esses dados sugerem que os receptores P2X7, P2Y2, P2Y4 e canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L podem modular as oscilações espontâneas de cálcio durante a diferenciação neural e consequentemente alteram o padrão de expressão de Mash1 e Ngn2 favorecendo a decisão do destino celular neuronal.

Regeneração óssea com células estaminais da polpa dentária

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

"Mutações no gene OCT4 em células eritroleucêmicas humanas: implicações sobre o fenótipo de resistência a múltiplas drogas (MDR)”

O fator de transcrição OCT4 é um importante marcador de células tronco e tem sido relacionado com o conceito de células tronco tumorais (CTTs). Recentemente, ele tem sido também relacionado ao fenótipo de resistência a múltiplas drogas (MDR). O objetivo deste trabalho foi testar se o OCT4 está ligado ao fenótipo MDR em células eritroleucêmicas derivadas da linhagem LMC-K562. Para isso, foi realizada a análise de expressão de genes associados à superfamília de transportadores ABC (ATP Binding Cassette) e, também, de fatores de transcrição relacionados a células tronco. Os primeiros resultados apontaram uma relação direta entre OCT4 e transportadores ABC na linhagem MDR derivada de K562 (Lucena). O sequenciamento de promotores ABC não revelou qualquer mutação que pudesse explicar a expressão diferenciada do OCT4 na linhagem MDR. Posteriormente, o sequenciamento da região contendo o domínio homeobox do gene OCT4 de ambas as linhagens celulares evidenciou, pela primeira vez, que este fator de transcrição é alvo de mutações que podem estar relacionados com o fenótipo MDR. As mutações encontradas implicam substituições de vários aminoácidos em ambas as linhagens celulares. K562 teve sete substituições (três exclusivas), enquanto Lucena teve 13 (nove exclusivas). Além disso, um busca in silico por motivos de fosforilação dentro da sequência de aminoácidos comparada, revelou que o OCT4 humano normal possui sete motivos potenciais de fosforilação. Entretanto, K562 perdeu um motivo e Lucena dois deles. Moléculas com diferentes padrões de fosforilação podem ter sua função modificada. Estes resultados indicam o OCT4 com uma alvo potencial para o tratamento do câncer, especialmente aqueles resistentes à quimioterapia.

Sinonasal Disorders In Hematopoietic Stem Cell Transplantation.

hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is associated with more respiratory infections due to immunosuppression. this study aimed to verify the frequency of rhinosinusitis after HSCT, and the association between rhinosinusitis and chronic graft vs. host disease (GVHD) and type of transplantation, clinical treatment, surgical treatment, and survival. this was a retrospective study in a tertiary university hospital. A total of 95 patients with hematological diseases undergoing HSCT between 1996 and 2011 were selected. chronic myeloid leukemia was the most prevalent disease. The type of transplant most often performed was the allogenic type (85.26%). The frequency of rhinosinusitis was 36%, with no difference between the autologous and the allogenic types. Chronic GVHD occurred in 30% of patients. Patients with GVHD had a higher frequency and recurrence of rhinosinusitis, in addition to more frequent need for endoscopic sinusectomy and decreased overall survival. there was a higher frequency of rhinosinusitis in HSCT and GVHD. The type of transplant does not appear to predispose to the occurrence of rhinosinusitis. GVHD seems to be an aggravating factor and requires a more stringent treatment.

Phenotypic variability in a family with x-linked adrenoleukodystrophy caused by the p.Trp132Ter mutation

X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD) is an inherited disease with clinical heterogeneity varying from presymptomatic individuals to rapidly progressive cerebral ALD forms. This disease is characterized by increased concentration of very long chain fatty acids (VLCFAs) in plasma and in adrenal, testicular and nervous tissues. Affected individuals can be classified in different clinical settings, according to phenotypic expression and age at onset of initial symptoms. Molecular defects in X-ALD individuals usually result from ABCD1 gene mutations. In the present report we describe clinical data and the ABCD1 gene study in two boys affected with the childhood cerebral form that presented with different symptomatic manifestations at diagnosis. In addition, their maternal grandfather had been diagnosed with Addison's disease indicating phenotypic variation for X-ALD within this family. The mutation p.Trp132Ter was identified in both male patients; additionally, three females, out of eleven family members, were found to be heterozygous after screening for this mutation. In the present report, the molecular analysis was especially important since one of the heterozygous females was in first stages of pregnancy. Therefore, depending on the fetus outcome, if male and p.Trp132Ter carrier, storage of the umbilical cord blood should be recommended as hematopoietic stem cell transplantation could be considered as an option for treatment in the future.

Protocols for obtainment and isolation of two mesenchymal stem cell sources in sheep

PURPOSE: To evaluate different protocols to isolate stem cells from ovine umbilical cord blood and adipose tissue. METHODS: There were used 5 samples of umbilical blood and 5 samples of perirenal adipose tissue from 10 female sheep. All the samples were obtained through surgery, to harvest aseptic samples. There were used 3 protocols for obtainment and culture of umbilical cord blood stem cells and 4 protocols for ovine adipose tissue stem cells. RESULTS: It was possible to observe only one successful protocol for the obtainment of umbilical cord blood stem cells. When analyzing the techniques used to obtain adipose tissue stem cells, only one of the methods was effective as well. Through colony forming unit assay, there were obtained 58 colonies of cells after seven days in culture. Flow citometry tests revealed the cells were positive to CD44 and exhibited negative reaction to CD38, CD45, CD41/61. These cells showed a growth curve with very well defined phases LOG, LAG and PLATEAU. This phases are typically seem in mesenchymal stem cells growth curves. CONCLUSIONS: The isolation and culture of mesenchymal stem cells from ovine umbilical cord blood are complex and request more detailed assays. Stem cells from fat tissue sheep showed mesenchymal characteristics, according to their cell growth curve, ability to origin colonies of fibroblastoid cells and positive reactivity with the antibody CD44 by flow citometry.

Successful transplant of mesenchymal stem cells in induced osteonecrosis of the ovine femoral head: preliminary results

PURPOSE: Evaluate the bone tissue recovery following transplantation of ovine mesenchymal stem cells (MSC) from bone marrow and human immature dental-pulp stem cells (hIDPSC) in ovine model of induced osteonecrosis of femoral head (ONFH). METHODS: Eight sheep were divided in three experimental groups. First group was composed by four animals with ONFH induced by ethanol through central decompression (CD), for control group without any treatment. The second and third group were compose by two animals, six weeks after ONFH induction received transplantation of heterologous ovine MSC (CD + oMSC), and hIDPSC (CD + hIDPSC), respectively. In both experiments the cells were transplanted without application of any type of immunosupression protocol. RESULTS: Our data indicate that both cell types used in experiments were able to proliferate within injured site providing bone tissue recovery. The histological results obtained from CD+hIDPSC suggested that the bone regeneration in such animals was better than that observed in CD animals. CONCLUSION: Mesenchymal stem cell transplant in induced ovine osteonecrosis of femoral head by central decompression technique is safe, and apparently favors bone regeneration of damaged tissues.

Alveolar osseous defect in rat for cell therapy: preliminary report

PURPOSE: To study were to reproduce an alveolar bone defect model in Wistar rats to be used for testing the efficacy of stem cell therapies. Additionally, we also aimed to determine the osteogenesis process of this osseous defect in the 1 month period post-surgery. METHODS: The animals were randomly divided into two groups of 7 animals each. A gingivobuccal incision was made, and a bone defect of 28 mm² of area was performed in the alveolar region. Animals were killed at 2 weeks after surgery (n=7) and 4 weeks after surgery (n=7). RESULTS: The average area of the alveolar defect at time point of 2 weeks was 22.27 ± 1.31 mm² and the average area of alveolar defect at time point of 4 weeks was 9.03 ± 1.17 mm². The average amount of bone formation at time point of 2 weeks was 5.73 ± 1.31 mm² and the average amount of bone formation at time point of 4 weeks was 19 ± 1.17 mm². Statistically significant differences between the amount of bone formation at 2 weeks and 4 weeks after surgery were seen (p=0.003). CONCLUSION: The highest rate of ossification occurred mostly from 2 to 4 weeks after surgery. This observation suggests that 4 weeks after the bone defect creation should be a satisfactory timing to assess the potential of bone inductive stem cells to accelerate bone regeneration in Wistar rats.

Controle da adipogênese por ácidos graxos

A obesidade é um dos principais problemas de saúde pública. Indivíduos obesos são mais suscetíveis a desenvolver doenças cardiovasculares e diabetes melito tipo 2. A obesidade resulta do aumento no tamanho e no número de adipócitos. O balanço entre adipogênese e adiposidade determina o grau de obesidade do indivíduo. Adipócitos maduros secretam adipocinas, tais como TNFα, IL-6, leptina e adiponectina, e lipocina, o ácido palmitoleico ω-7. A produção de adipocinas é maior na obesidade, o que contribui para o estabelecimento de resistência periférica à insulina. O conhecimento dos eventos moleculares que regulam a diferenciação dos pré-adipócitos e de células-tronco mesenquimais em adipócitos (adipogênese) é importante para o entendimento da gênese da obesidade. A ativação do fator de transcrição PPARγ é essencial na adipogênese. Certos ácidos graxos são ligantes de PPARγ e podem, assim, controlar a adipogênese. Além disso, alguns ácidos graxos atuam como moléculas sinalizadoras em adipócitos, regulando sua diferenciação ou morte. Dessa forma, a composição lipídica da dieta e os agonistas de PPARγ podem regular o balanço entre adipogênese e morte de adipócitos e, portanto, a obesidade.

Establishment of a protocol for obtention of neuronal stem cells lineages from the dog olfactory epithelium

A morphological and cell culture study from nasal mucosa of dogs was performed in order to establish a protocol to obtain a cell population committed to neuronal lineage, as a proposal for the treatment of traumatic and degenerative lesions in these animals, so that in the future these results could be applied to the human species. Twelve mongrel dogs of 60-day aged pregnancy were collected from urban pound dogs in São Paulo. Tissue from cribriform ethmoidal lamina of the fetuses was collected at necropsy under sterile conditions around 1h to 2h postmortem by uterine sections and sections from the fetal regions described above. Isolated cells of this tissue were added in DMEM/F-12 medium under standard conditions of incubation (5% CO², >37ºC). Cell culture based on isolated cells from biopsies of the olfactory epithelium showed rapid growth when cultured for 24 hours, showing phase-bright sphere cells found floating around the fragments, attached on culture flasks. After 20 days, a specific type of cells, predominantly ellipsoids or fusiform cells was characterized in vitro. The indirect immunofluorescence examination showed cells expressing markers of neuronal precursors (GFAP, neurofilament, oligodendrocyte, and III â-tubulin). The cell proliferation index showed Ki67 immunostaining with a trend to label cell groups throughout the apical region, while PCNA immunostaining label predominantly cell groups lying above the basal lamina. The transmission electron microscopy from the olfactory epithelium of dogs revealed cells with electron-dense cytoplasm and preserving the same distribution as those of positive cell staining for PCNA. Metabolic activity was confirmed by presence of euchromatin in the greatest part of cells. All these aspects give subsidies to support the hypothesis about resident progenitor cells among the basal cells of the olfactory epithelium, committed to renewal of these cell populations, especially neurons.

Safety and Effectiveness of the Genous™ Endothelial Progenitor Cell-Capture Stent in the First Year Following ST-Elevation Acute Myocardial Infarction: A Single Center Experience and Review of the Literature

PURPOSE: The Genous™ stent (GS) is designed to accelerate endothelization, which is potentially useful in the pro-thrombotic environment of ST-elevation acute myocardial infarction (STEMI). We aimed to evaluate the safety and effectiveness of the GS in the first year following primary percutaneous coronary intervention (PCI) and to compare our results with the few previously published studies. METHODS AND MATERIALS: All patients admitted to a single center due to STEMI that underwent primary PCI using exclusively GS, between May 2006 and January 2012, were enrolled. The primary study endpoints were major adverse cardiac events (MACEs), defined as the composite of cardiac death, acute myocardial infarction and target vessel revascularization, at one and 12months. RESULTS: In the cohort of 109 patients (73.4% male, 59 ±12years), 24.8% were diabetic. PCI was performed in 116 lesions with angiographic success in 99.1%, using 148 GS with median diameter of 3.00mm (2.50-4.00) and median length of 15mm (9-33). Cumulative MACEs were 2.8% at one month and 6.4% at 12months. Three stent thromboses (2.8%), all subacute, and one stent restenosis (0.9%) occurred. These accounted for the four target vessel revascularizations (3.7%). At 12months, 33.9% of patients were not on dual antiplatelet therapy. CONCLUSIONS: GS was safe and effective in the first year following primary PCI in STEMI, with an apparently safer profile comparing with the previously published data. SUMMARY: We report the safety and effectiveness of the Genous™ stent (GS) in the first year following primary percutaneous coronary intervention in ST-elevation acute myocardial infarction. A comprehensive review of the few studies that have been published on this subject was included and some suggest a less safe profile of the GS. Our results and the critical review included may add information and reinforce the safety and effectiveness of the GS in ST-elevation in acute myocardial infarction.

Biochemical and physical surface functionalization of polycaprolactone as a key mediator of osteogenic differentiation and vascularized tissue morphogenesis

Tese de Doutoramento em Engenharia de Tecidos, Medicina Regenerativa e Células Estaminais.

Função sistólica de pacientes com infarto miocárdico submetidos a transplante autólogo da medula óssea

FUNDAMENTO: Diversos estudos foram publicados sobre a ação de células tronco da medula óssea no ventrículo esquerdo, ao atuarem no remodelamento pós-infarto agudo do miocárdio. Os resultados, no entanto, têm se mostrado controversos. OBJETIVO: Avaliar através do ecocardiograma a função sistólica de pacientes com infarto agudo do miocárdio após o Transplante Autólogo de Células Mononucleares da Medula Óssea (TACMMO) através de duas vias injeção: intracoronariana e intravenosa. MÉTODOS: Estudo aberto, prospectivo, randomizado. Foram incluídos pacientes admitidos por infarto agudo do miocárdio (IAM) com supradesnivelamento do segmento ST e submetidos à reperfusão mecânica ou química, dentro de 24 horas após o início dos sintomas, que apresentavam ao ecocardiograma redução da contratilidade segmentar e defeito fixo da perfusão relacionada à artéria culpada pelo IAM. A medula óssea autóloga foi aspirada da crista ilíaca posterior sob sedação e analgesia, nos pacientes randomizados para o grupo tratado. Após manipulação laboratorial, 100 milhões de células mononucleares foram injetadas por via intracoronariana ou intravenosa. Utilizamos o ecocardiograma (Vivid 7) para avaliar a função ventricular antes e após três e seis meses da infusão de células. RESULTADOS: Foram incluídos trinta pacientes, 14 no grupo arterial (GA), dez no grupo venoso (GV) e seis no grupo controle (GC). Não houve diferença estatística dos parâmetros ecocardiográficos estudados entre os grupos. CONCLUSÃO: O transplante autólogo de células mononucleares da medula óssea não demonstrou melhora dos parâmetros ecocardiográficos da função sistólica.

Coronariopatia assintomática em chagásicos com insuficiência cardíaca: prevalência e fatores de risco

FUNDAMENTO: A concomitância de doença arterial coronária assintomática em pacientes com cardiomiopatia chagásica em IC é controversa na literatura médica, pois ambas as doenças se mostram prevalentes em algumas regiões do Brasil. Objetivo: Determinar a prevalência da coronariopatia (lesões > 50%) em uma população específica de pacientes com cardiomiopatia chagásica em IC classes funcionais III e IV, que não apresentavam eventos coronarianos prévios. OBJETIVO: Determinar a prevalência da coronariopatia (lesões > 50%) em uma população específica de pacientes com cardiomiopatia chagásica em IC classes funcionais III e IV, que não apresentavam eventos coronarianos prévios. MÉTODOS: Realizou-se cineangiocoronariografia em 61 pacientes consecutivos, portadores de cardiomiopatia chagásica, em IC classes funcionais III e IV, para se excluir coronariopatia. Esses pacientes faziam parte do protocolo do Estudo de Terapia Celular em Cardiopatias, o qual exigia a realização de cineangiocoronariografia antes de se injetarem células-tronco. Os fatores de risco para aterosclerose também analisados nessa população foram: idade, hipertensão arterial, diabetes, dislipidemia, tabagismo e sobrepeso. RESULTADOS: Idade média 51,6 + 9,6 anos, 65,5% (n = 40) homens. A prevalência de coronariopatia encontrada nessa população foi de 1,6% (1). As prevalências dos fatores de risco foram: hipertensão arterial 18% (11), tabagismo 59% (36), diabetes 1,6% (1) e dislipidemia 6,5% (4). CONCLUSÃO: A prevalência da coronariopatia assintomática em pacientes com IC grave de etiologia chagásica é baixa e, entre os fatores de risco para doença coronária, o tabagismo foi o mais prevalente.

Incidência de Arritmias Ventriculares após Terapia Celular em Pacientes com Cardiomiopatia Chagásica

Fundamento: O tratamento com células-tronco nas diversas cardiomiopatias pode estar relacionado ao aumento nas arritmias. Objetivos: Determinar se a injeção intracoronária de células-tronco em portadores de cardiomiopatia chagásica está associada ao aumento da incidência de arritmias ventriculares, comparado ao Grupo Controle. Métodos: Estudo de coorte retrospectivo, que avaliou o prontuário de 60 pacientes que participaram de estudo transversal anterior. Foram coletados os seguintes dados: idade, sexo, medicamentos utilizados e variáveis do Holter, que demonstraram presença de arritmia complexa. O Holter foi realizado em quatro momentos: randomização, 2, 6 e 12 meses de seguimento. O Grupo Controle recebeu tratamento medicamentoso e injeção intracoronaria de placebo e o Grupo Estudo tratamento medicamentoso e implante autólogo de células-tronco. Resultados: Não houve diferença entre os Grupos Controle e Estudo nos critérios de arritmia analisados. Na análise intragrupo, foi encontrada diferença com significância entre os exames de Holter do Grupo Estudo na variável total de extrassístoles ventriculares comparada à basal, sendo entre de p = 0,014 entre Holter na randomização e Holter aos 2 meses, p = 0,004 entre Holter na randomização e Holter aos 6 meses, e p = 0,014 entre Holter na randomização e Holter aos 12 meses. A variável taquicardia ventricular não sustentada entre Holter na randomização e Holter aos 6 meses apresentou p = 0,036. Conclusão: A injeção intracoronária de células-tronco não aumentou a incidência de arritmia ventricular complexa em pacientes com cardiomiopatia chagásica, comparada ao Grupo Controle.