Tethering a laminin peptide to a crosslinked collagen scaffold for biofunctionality

Cell adhesion peptide regulates various cellular functions like proliferation, attachment, and spreading. The cellular response to laminin peptide (PPFLMLLKGSTR), a motif of laminin-5 alpha3 chain, tethered to type I collagen, crosslinked using microbial transglutaminase (mTGase) was investigated. mTGase is an enzyme that initiates crosslinking by reacting with the glutamine and lysine residues on the collagen fibers stabilizing the molecular structure. In this study that tethering of the laminin peptide in a mTGase crosslinked collagen scaffold enhanced cell proliferation and attachment. Laminin peptide tethered crosslinked scaffold showed unaltered cell morphology of 3T3 fibroblasts when compared with collagen and crosslinked scaffold. The triple helical structure of collagen remained unaltered by the addition of laminin peptide. In addition a dose-dependent affinity of the laminin peptide towards collagen was seen. The degree of crosslinking was measured by amino acid analysis, differential scanning calorimeter and fourier transform infrared spectroscopy. Increased crosslinking was observed in mTGase crosslinked group. mTGase crosslinking showed higher shrinkage temperature. There was alteration in the fibrillar architecture due to the crosslinking activity of mTGase. Hence, the use of enzyme-mediated linking shows promise in tethering cell adhesive peptides through biodegradable scaffolds.

Cross-linking of collagen I by tissue transglutaminase provides a promising biomaterial for promoting bone healing

Transglutaminases (TGs) stabilize proteins by the formation of ε(γ-glutamyl)lysine cross-links. Here, we demonstrate that the cross-linking of collagen I (COL I) by tissue transglutaminase (TG2) causes an alteration in the morphology and rheological properties of the collagen fibers. Human osteoblasts (HOB) attach, spread, proliferate, differentiate and mineralize more rapidly on this cross-linked matrix compared to native collagen. When seeded on cross-linked COL I, HOB are more resistant to the loss of cell spreading by incubation with RGD containing peptides and with α1, α2 and β1 integrin blocking antibodies. Following adhesion on cross-linked collagen, HOB show increased phosphorylation of the focal adhesion kinase, and increased expression of β1 and β3 integrins. Addition of human bone morphogenetic protein to HOB seeded on TG2 cross-linked COL I enhanced the expression of the differentiation marker bone alkaline phosphatase when compared to cross-linked collagen alone. In summary, the use of TG2-modified COL I provides a promising new scaffold for promoting bone healing. © 2014 Springer-Verlag.

Getting to the heart of cardiac remodeling; how collagen subtypes may contribute to phenotype

The objective of this study was to investigate the nature and biomechanical properties of collagen fibers within the human myocardium. Targeting cardiac interstitial abnormalities will likely become a major focus of future preventative strategies with regard to the management of cardiac dysfunction. Current knowledge regarding the component structures of myocardial collagen networks is limited, further delineation of which will require application of more innovative technologies. We applied a novel methodology involving combined confocal laser scanning and atomic force microscopy to investigate myocardial collagen within ex-vivo right atrial tissue from 10 patients undergoing elective coronary bypass surgery. Immuno-fluorescent co-staining revealed discrete collagen I and III fibers. During single fiber deformation, overall median values of stiffness recorded in collagen III were 37±16% lower than in collagen I [p<0.001]. On fiber retraction, collagen I exhibited greater degrees of elastic recoil [p<0.001; relative percentage increase in elastic recoil 7±3%] and less energy dissipation than collagen III [p<0.001; relative percentage increase in work recovered 7±2%]. In atrial biopsies taken from patients in permanent atrial fibrillation (n=5) versus sinus rhythm (n=5), stiffness of both collagen fiber subtypes was augmented (p<0.008). Myocardial fibrillar collagen fibers organize in a discrete manner and possess distinct biomechanical differences; specifically, collagen I fibers exhibit relatively higher stiffness, contrasting with higher susceptibility to plastic deformation and less energy efficiency on deformation with collagen III fibers. Augmented stiffness of both collagen fiber subtypes in tissue samples from patients with atrial fibrillation compared to those in sinus rhythm are consistent with recent published findings of increased collagen cross-linking in this setting.

Comparison of human alveolar osteoblasts cultured on polymer-ceramic composite scaffolds and tissue culture plates

The effects of medical grade polycaprolactone–tricalcium phosphate (mPCL–TCP) (80:20) scaffolds on primary human alveolar osteoblasts (AOs) were compared with standard tissue-culture plates. Of the seeded AOs, 70% adhered to and proliferated on the scaffold surface and within open and interconnected pores; they formed multi-layered sheets and collagen fibers with uniform distribution within 28 days. Elevation of alkaline phosphatase activity occurred in scaffold–cell constructs independent of osteogenic induction. AO proliferation rate increased and significant decrease in calcium concentration of the medium for both scaffolds and plates under induction conditions were seen. mPCL–TCP scaffolds significantly influenced the AO expression pattern of osterix and osteocalcin (OCN). Osteogenic induction down-regulated OCN at both RNA and protein level on scaffolds (3D) by day 7, and up-regulated OCN in cell-culture plates (2D) by day 14, but OCN levels on scaffolds were higher than on cell-culture plates. Immunocytochemical signals for type I collagen, osteopontin and osteocalcin were detected at the outer parts of scaffold–cell constructs. More mineral nodules were found in induced than in non-induced constructs. Only induced 2D cultures showed nodule formation. mPCL–TCP scaffolds appear to stimulate osteogenesis in vitro by activating a cellular response in AO's to form mineralized tissue. There is a fundamental difference between culturing AOs on 2D and 3D environments that should be considered when studying osteogenesis in vitro.

Effect of partial H2O-D2O replacement on the anisotropy of transverse proton spin relaxation in bovine articular cartilage

Anisotropy of transverse proton spin relaxation in collagen-rich tissues like cartilage and tendon is a well-known phenomenon that manifests itself as the "magic-angle" effect in magnetic resonance images of these tissues. It is usually attributed to the non-zero averaging of intra-molecular dipolar interactions in water molecules bound to oriented collagen fibers. One way to manipulate the contributions of these interactions to spin relaxation is by partially replacing the water in the cartilage sample with deuterium oxide. It is known that dipolar interactions in deuterated solutions are weaker, resulting in a decrease in proton relaxation rates. In this work, we investigate the effects of deuteration on the longitudinal and the isotropic and anisotropic contributions to transverse relaxation of water protons in bovine articular cartilage. We demonstrate that the anisotropy of transverse proton spin relaxation in articular cartilage is independent of the degree of deuteration, bringing into question some of the assumptions currently held over the origins of relaxation anisotropy in oriented tissues.

Does PGA external stenting reduce compliance mismatch in venous grafts?

Background: Autogenous vein grafting is widely used in regular bypassing procedures. Due to its mismatch with the host artery in both mechanical property and geometry, the graft often over expands under high arterial blood pressure and forms a step-depth where eddy flow develops, thus causing restenosis, fibrous graft wall, etc. External stents, such as sheaths being used to cuff the graft, have been introduced to eliminate these mismatches and increase the patency. Although histological and immunochemical studies have shown some positive effects of the external stent, the mechanical mismatch under the protection of an external stent remains poorly analyzed. Methods: In this study, the jugular veins taken from hypercholesterolemic rabbits were transplanted into the carotid arteries, and non-woven polyglycolic acid (PGA) fabric was used to fabricate the external stents to study the effect of the biodegradable external stent. Eight weeks after the operation, the grafts were harvested to perform mechanical tests and histological examinations. An arc tangent function was suggested to describe the relationship between pressure and cross-sectional area to analyse the compliance of the graft. Results: The results from the mechanical tests indicated that grafts either with or without external stents displayed large compliance in the low-pressure range and were almost inextensible in the high-pressure range. This was very different from the behavior of the arteries or veins in vivo. The data from histological tests showed that, with external stents, collagen fibers were more compact, whilst those in the graft without protection were looser and thicker. No elastic fiber was found in either kind of grafts. Furthermore, grafts without protection were over-expanded which resulted in much bigger cross-sectional areas. Conclusion: The PGA external extent contributes little to the reduction of the mechanical mismatch between the graft and its host artery while remodeling develops. For the geometric mismatch, it reduces the cross-section area, therefore matching with the host artery much better. Although there are some positive effects, conclusively the PGA is not an ideal material for external stent.

Effects of elastase and collagenase on the nonlinearity and anisotropy of porcine aorta

We use enzymatic manipulation methods to investigate the individual and combined roles of elastin and collagen on arterial mechanics. Porcine aortic tissues were treated for differing amounts of time using enzymes elastase and collagenase to cause degradation in substrate proteins elastin and collagen and obtain variable tissue architecture. We use equibiaxial mechanical tests to quantify the material properties of control and enzyme treated tissues and histological methods to visualize the underlying tissue microstructure in arterial tissues. Our results show that collagenase treated tissues were more compliant in the longitudinal direction as compared to control tissues. Collagenase treatment also caused a decrease in the tissue nonlinearity as compared to the control samples in the study. A one hour collagenase treatment was sufficient to cause fragmentation and degradation of the adventitial collagen. In contrast, elastase treatment leads to significantly stiffer tissue response associated with fragmented and incomplete elastin networks in the tissue. Thus, elastin in arterial walls distributes tensile stresses whereas collagen serves to reinforce the vessel wall in the circumferential direction and also contributes to tissue anisotropy. A microstructurally motivated strain energy function based on circumferentially oriented medial fibers and helically oriented collagen fibers in the adventitia is useful in describing these experimental results.

Estudo quantitativo da matriz extracelular e células do músculo liso de bexigas urinária após traumatismo raquimedular

Lesões na inervação do trato urinário inferior ocasionado por traumatismo raquimedular afetam geralmente o músculo detrusor e o esfíncteres uretrais. Estas alterações acarretam problemas basicamente de incontinência urinária e aumento da pressão intravesical, decorrente deste traumatismo, trazendo consequências para o funcionamento do sistema urinário superior. Quantificar os elementos fibrosos da matriz extracelular e fibras musculares das bexigas neurogênicas hiper-reflexas comparando-as com bexigas normais. Foram utilizadas 6 amostras de bexigas neurogênicas de indivíduos que foram submetidos a cirurgia de reparação por cistoenteroplastia realizados pelo serviço de urologia do Hospital Municipal Souza Aguiar, estas amostras foram fixadas imediatamente em solução tamponada de formalina a 10%. O controle com amostras iguais as do estudo extraída de cadáveres cuja causa morte não relacionava-se ao sistema urogenital macroscópicamente. O material foi submetido as seguintes técnicas histoquímicas: H&E, van Gieson e Resorcina Fucsina resorcina de Weigert com prévia oxidação pela oxona. Imunohistoquímica: anti-elastina. A observação dos cortes corados pelo van Gieson demonstrou uma diminuição significativa do músculo liso de 13% e aumento do colágeno em 72% e as fibras do sistema elástico um aumento de 101%. Conclusão. Nas bexigas neurogênicas hiper-reflexas o músculo detrusor e os elementos fibrosos da matriz foram profundamente modificados. As fibras do sistema elástico foram as mais afetadas.

Análise da composição da matriz extracelular das camadas urotelial e muscular da bexiga de mulheres em diferentes idades

A complacência da bexiga depende de músculos lisos, fibras colágenas, fibras elásiticas e suas relações. O objetivo deste trabalho é determinar a composição da matriz extracelular em amostras de bexigas normais através de análise bioquímica de colágeno e glicosaminoglicanos em amostras obtidas de mulheres em diferentes grupos de idade, analisando separadamente as camadas urotelial e muscular. Avaliamos 17 amostras de bexiga divididas em três grupos: infância (N=5), menacme (N=6) e pós-menopausa (N=6). As bexigas foram analisadas para concentração de GAG total e colágeno e para análise qualitativa de GAG por eletroforese em gel de agarose. Na camada muscular, não houve diferença entre os grupos tanto para GAG quanto para colágeno. Na camada urotelial, a análise da concentração de colágeno não mostrou diferença entre os grupos, mas a concentração de GAG no grupo da pós-menopausa (0.21 0.12 μg de ácido hexurônico/mg de tecido seco) apresentou diferença em relação aos grupos do menacme (1.78 1.62 μg de ácido hexurônico/mg de tecido seco) e da infância ( 2.29 1.32 μg de ácido hexurônico/mg de tecido seco).Nosso trabalho concluiu que a concentração de GAG está substancialmente diminuída na camada urotelial da bexiga de mulheres na pós-menopausa.

Efeitos da suplementação com diferentes óleos comestíveis durante o reparo tecidual cutâneo

Ácidos graxos são moléculas bioativas endógenas e exógenas, que podem ser potentes mediadores e/ou reguladores de muitos processos celulares, no entanto, os seus efeitos no reparo de lesões cutâneas não estão bem esclarecidos. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da suplementação com diferentes óleos comestíveis na cicatrização de lesões cutâneas. Para isso, ratos Wistar machos (6-8 semanas/ 150200g) foram separados em quatro grupos: Um grupo controle (n=7) e três grupos experimentais (n=21). Trinta dias antes de realizarmos a lesão no dorso de cada animal, demos início a suplementação diária pelo método de gavagem com 1,5ml/kg de óleo de girassol, linhaça ou peixe e esta se manteve até o dia da eutanásia (d14). Em d0 uma lesão excional (1cm) foi realizada na parte dorsal de cada animal. A contração da lesão e re-epitelização foram medidas em d0, d7 e d14. Ao sacrificarmos os animais a lesão foi coletada juntamente com pele normal adjacente. O fechamento da lesão foi significativamente maior no grupo de controle (área lesada 582%) em d7, quando comparado com os outros grupos (grupo girassol 682%, linhaça 772% e peixe 732%) com p<0,05, para todos. Em d14 observamos menor área lesada no grupo controle (área lesada 211%) em relação aos grupos suplementados com óleo de linhaça e peixe (área lesada dos grupos linhaça 271% e peixe 271%), com p<0,05 para ambos os grupos. Não observamos diferença no fechamento da lesão quando comparamos os grupos controle (área lesada 211%) e girassol (área lesada 251%). Em relação ao infiltrado inflamatório observamos uma quantidade moderada nos grupos controle, linhaça e peixe, enquanto que no grupo girassol foram encontradas poucas células inflamatórias. Grande número de miofibroblastos foi observado nos grupos controle e girassol na região superficial do tecido de granulação. Entretanto, nos grupos linhaça e peixe observamos poucos miofibroblastos e muitos vasos sanguíneos dilatados. Os grupos controle e girassol apresentaram vasos sanguíneos ocluídos e concentrados na região profunda do tecido de granulação. Os grupos controle e girassol apresentaram densidade moderada de fibras colágenas na região profunda do tecido de granulação. Esse resultado foi confirmado através da dosagem de hidroxiprolina. Os níveis de hidroxiprolina estavam menores nos grupos controle e girassol quando comparados com os grupos linhaça e peixe. A suplementação com diferentes tipos de óleos comestíveis retarda o processo de contração da lesão e afeta o infiltrado inflamatório e a deposição de fibras colágenas

Efeitos do uso de antiinflamatório e do exercício aeróbico sobre a regeneração tecidual e perfil biomecânico do tendão calcâneo de ratos após ruptura completa

Ruptura do tendão calcâneo é uma das lesões tendíneas mais frequentes. Embora a maioria dos trabalhos sugira que o exercício seja benéfico na cicatrização tendínea, não há consenso sobre o efeito do antiinflamatório neste contexto. Trabalhos experimentais tentam reproduzir lesão aguda deste tendão, em diferentes espécies animais. Neste estudo, descrevemos uma técnica de tenotomia completa do tendão calcâneo direito em ratos e, em seguida, avaliamos os efeitos do uso do antiinflamatório e do exercício aeróbico, isoladamente e em combinação, sobre a proliferação celular e o perfil biomecânico do tendão calcâneo, durante o processo de cicatrização após tenotomia. Estudo experimental com 156 ratos machos adultos, da raça Wistar, com idade média de 3 meses e peso médio de 300g. Após anestesia com tiopental e com auxílio da microscopia de luz, foi realizada incisão longitudinal posterior de cinco milímetros, em direção proximal, a partir da tuberosidade posterior do calcâneo da pata direita do rato. Foi feito corte transversal do tendão calcâneo, a sete milímetros da tuberosidade do calcâneo, com preservação do tendão plantar. Utilizamos as técnicas de Hematoxilina e Eosina, Picrosirius-red e Resorcina-fucsina de Weigert para avaliação da cicatrização tendínea e das fibras dos sistemas colágeno e elástico. Após a tenotomia, metade dos animais receberam tenoxicam intramuscular por 7 dias e no 8o dia iniciou-se protocolo de exercício em esteira na metade de cada grupo. Os ratos foram divididos aleatoriamente em 4 grupos de tratamento: A sem antiinflamatório E sem exercício (controle); B com antiinflamatório E com exercício; C sem antiinflamatório E com exercício; D com antiinflamatório E sem exercício. Os animais foram eutanasiados com 1, 2, 4 e 8 semanas após a tenotomia, para avaliação histológica pelo PCNA, e biomecânica através do teste de resistência à tração e da medida do ciclo locomotor. Foram realizados análise de variância, teste de Kruskal-Wallis e o método de Bonferroni, no programa R Project, versão 2.11.1. O tempo cirúrgico médio foi de 1 minuto e 24 segundos, sem complicações observadas até a 8a semana pós-operatória. Observamos proliferação celular e fibrilogênese com duas semanas, e diminuição da celularidade e das fibras elásticas na 8a semana, além de mudanças na organização estrutural do sistema colágeno. Encontramos pico da imunomarcação com PCNA na 2a semana em todos os grupos, exceto no grupo A, cujo pico aconteceu com 1 semana da tenotomia. Evidenciamos resistência à tração significativamente maior (p=0,02) nos ratos submetidos ao exercício, 8 semanas após ruptura. Nos grupos com antiinflamatório, observamos um ciclo locomotor mais estável durante todo o tempo avaliado. Consideramos a técnica cirúrgica experimental de tenotomia completa do tendão calcâneo, realizada com auxílio da microscopia de luz e preservação do tendão plantar, simples, rápida, com sinais de cicatrização tendínea normal e de fácil reprodução em ratos. O exercício aeróbico, iniciado precocemente após tenotomia completa do tendão calcâneo, é significativamente benéfico na sua recuperação biomecânica e o uso combinado com antiinflamatório confere maior estabilidade na marcha, o que pode proteger contra rerruptura tendínea em ratos

Avaliação da intervenção terapêutica com produto natural na cicatrização de ferida cutânea: o uso de óleo de capivara

A cicatrização de feridas cutâneas visa restaurar a integridade da pele, objetivando um fechamento rápido da lesão e a formação de uma cicatriz funcional e esteticamente satisfatória. Diversos modelos in vivo têm sido estudados a fim de caracterizar diversos componentes e mecanismos envolvidos no reparo tecidual e avaliar os efeitos de potenciais compostos terapêuticos que aceleram o processo de cicatrização. O óleo extraído da gordura subcutânea de capivara possui certas propriedades, entre elas está o seu uso em ferimentos externos com o intuito de acelerar o processo cicatricial, embora tal evento não seja confirmado em pesquisas experimentais. O presente estudo teve como objetivo investigar os possíveis efeitos da aplicação tópica de óleo de capivara em feridas cutâneas induzidas em camundongos Swiss, avaliando sua interferência macro e microscópica no processo de cicatrização das lesões. A lesão foi realizada no dorso dos animais, que receberam aplicação tópica do óleo de capivara (0,1 ml) durante 3, 7, 14 e 21 dias de pós-operatório (PO), conforme protocolo estabelecido. Ao final dos dias, foi realizada eutanásia dos animais e fragmentos de lesão e pele adjacente foram coletados e processados para a microscopia de luz. Cortes histológicos da amostra foram corados com hematoxilina e eosina, azul de toluidina, picro sirius red, resorcina fucsina de Weigert, e imunomarcadas para detecção de antígeno nuclear de proliferação celular. Foram analisados macroscopicamente o aspecto geral da lesão, contração da lesão e reepitelização, e microscopicamente a espessura da neoepiderme, quantidade de leucócitos polimorfonucleares (PMN) e mastócitos, proliferação celular na epiderme e derme, e avaliação das fibras de colágeno e do sistema elástico-microfibrilar na matriz extracelular da derme cicatricial. Os animais tratados topicamente com o óleo de capivara mostraram, comparados ao grupo controle que não recebeu tratamento, melhor desenvolvimento da crosta de fibrina nas fases iniciais da cicatrização e desaparecimento da mesma antes do 14 dia PO; maior contração e reepitelização da área da lesão, bem como neoepiderme mais espessa em 7 dias PO; aumento do número de leucócitos PMN em 3 dias PO e sua gradativa redução nos dias subsequentes e diminuição do número de mastócitos em 21 dias PO. Além disso, no grupo tratado com óleo de capivara foi observada uma benéfica modulação das fibras colágenas e elásticas presentes na matriz extracelular da derme, apresentando aceleração da deposição de fibras de colágeno do tipo I e melhor organização dessas fibras no tecido, bem como aceleração da elastogênese com o aparecimento das fibras do sistema elástico-microfibrilar a partir do 7 dia PO. O presente trabalho demonstrou que o emprego tópico do óleo de capivara em feridas cutâneas de camundongos interfere favoravelmente no processo de cicatrização, acelerando o fechamento da ferida e a reparação da epiderme e derme

Alterações no reparo tecidual cutâneo em um modelo de resistência à insulina

A obesidade associada às alterações metabólicas, tais como a resitência à insulina, provoca significativas modificações no decorrer do processo de cicatrização. O objetivo desse estudo foi inicialmente avaliar os efeitos da resistência à insulina induzida por uma dieta com elevado teor de gordura durante o reparo tecidual. E, em seguida, investigar o papel dos macrófagos neste processo. Observamos que os animais submetidos à dieta hiperlipídica (RHL) tornaram-se intolerantes à glicose e resistentes à insulina, além de aumentarem as taxas plasmáticas de colesterol e triglicerídeos em relação aos animais alimentados com ração padrão (RP). O grupo RHL apresentou uma menor taxa de contração da lesão e reepitelização em relação ao grupo RP. Observamos ainda maior quantidade de células inflamatórias (células NOS 2-positivas, macrófagos, e neutrófilos), menor densidade de fibras do sistema colágeno e maior densidade de miofibroblastos e vasos sanguíneos no grupo RHL. O dano oxidativo estava maior no grupo RHL bem como a expressão proteica do fator de crescimento transformante-β1 (TGF-β1) e α-actina de músculo liso (α-SMA). O grupo RHL apresentou altos níveis plasmáticos de TNF-α quando comparado com o grupo RP. Além disso, a proporção das células M1 (macrófagos ativados classicamente) e M2 (macrófagos ativados alternativamente) foi a mesma em ambos os grupos. Em relação a síntese e liberação de citocinas e fatores de crescimento avaliados através dos ensaios in vitro, observamos ainda que os níveis do fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e interleucina-1β (IL-1β) estavam maiores no meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RHL (MCRHL) em relacão ao meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RP (MCRP). Além disso, os nossos resultados demonstraram claramente que os fatores solúveis produzidos por macrófagos isolados a partir de animais resistentes à insulina inibem a proliferação e a migração de fibroblastos. Através desses resultados podemos mostrar que a resistência à insulina retarda o processo de cicatrização e sugerir os macrófagos participam deste retardo.

Avaliação de alterações morfológicas da pele após lesão radioinduzida em ratos Wistar

A radioterapia é uma das modalidades terapêuticas mais utilizadas no tratamento do câncer, visando à destruição das células neoplásicas, a partir da utilização de radiação ionizante. Um dos fatores limitantes da radioterapia é o dano em tecidos sadios vizinhos ao tumor. A irradiação da pele, acidental ou para fins terapêuticos, pode desencadear uma série de lesões culminando na fibrose, o que implica na alteração funcional deste órgão. A avaliação dos efeitos morfológicos associados à irradiação da pele torna-se fundamental para estabelecer estratégias de irradiação mais eficazes e diminuição da morbidade; e em caso de acidentes, adequado manuseio da vítima. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações dérmicas radioinduzidas, utilizando um modelo em ratos. Ratos Wistar, machos, com três meses de idade, tiveram sua pele irradiada, em um campo de 3cm2, com doses únicas de 10, 40 e 60 Gy de elétrons com energia nominal de 4MeV. Após a irradiação, os animais permaneceram sob avaliação constante, sendo as lesões registradas fotograficamente. Os animais foram divididos em grupos e eutanasiados: no dia da irradiação, 5, 10, 15, 25 e 100 dias após a irradiação. Parte da pele foi fixada em formaldeído, incluída em parafina e submetida à microtomia. Os cortes foram corados com hematoxilina-eosina, picrosirius red e imunomarcados com anticorpo anti-TGF-beta1. Outra parte do tecido foi fixada em glutaraldeido e processada para microscopia eletrônica de varredura. Foi observado macroscopicamente o surgimento de lesões cutâneas semelhantes a queimaduras em toda área irradiada. Ao microscópio óptico foi verificado o inicio de desenvolvimento de lesão 5 dias após irradiação. Decorridos 10 dias da irradiação observou-se indícios de cicatrização epidérmica abaixo da crosta formada pela lesão. Aos 15 dias após a irradiação o tecido abaixo da lesão apresentava epiderme reconstruída e características de cicatrização tecidual. Foi visualizado também um infiltrado de polimorfonucleares significativo. Após 25 dias nas doses mais elevadas as lesões persistiam, o que não ocorreu na menor dose, na qual a área irradiada dos animais já se encontrava completamente cicatrizada. Após 100 dias da irradiação na dose de 40 Gy ocorreu a cicatrização da ferida. Na dose de 60 Gy em alguns animais a lesão persistia. Nos animais em que ocorreu a cicatrização houve uma hipertrofia da epiderme (acantose). Foi visualizado um tecido com aspecto morfológico totalmente descaracterizado, e necrosado. Os resultados encontrados na analise através de microscopia eletrônica de varredura corroboram os dados encontrados na microscopia de luz, onde observou-se a descaracterização das fibras de colágeno nas doses mais elevadas. Os resultados indicam que as doses utilizadas induziram um processo inflamatório importante na pele, ativando o sistema imunológico. Este fato promoveu um aumento na expressão do TGFbeta1, um dos responsáveis pelo aumento da produção da matriz extracelular por vários tipos celulares, principalmente por fibroblastos em tecidos lesionados. Alem do aumento de expressão da MEC, o TGFbeta1 também promove a inibição dos processos de degradação da mesma. A intensa expressão desta citocina na pele irradiada pode desencadear o processo de fibrose e, conseqüentemente, afetar a homeostase deste órgão devido ao acúmulo da MEC.

Alterações histopatológicas pancreáticas, placentárias e na matriz extracelular hipofisária durante a diabetes mellitus gestacional

A Diabetes Mellitus Gestacional (DMG) pode ser definida como intolerância a carboidrato durante a gravidez e estima-se que pode afetar 10-22% de todas as pacientes grávidas. Durante a gravidez podem surgir diversas complicações para o feto como risco elevado de aborto espontâneo, anormalidades congênitas e morbidade e mortalidade neonatal. Entretanto, podem surgir também alterações morfofuncionais em diversos órgãos da mãe diabética, porém isso não é bem estabelecido. Investigar se haverá ou não alterações bioquímicas e histopatológicas em diversos órgãos, como hipófise, útero, placenta e pâncreas de ratas grávidas com diabetes mellitus durante e no final da gravidez e compará-las . Além disso, investigar se há alteração na matriz extracelular (MEC) da hipófise desses animais. No 5 dia de vida, ratas Wistar foram divididas em dois grupos: um tratado com estreptozotocina (Grupo Diabético / DIAB), na dose de 90 mg/kg, subcutâneo e outro grupo, que foi tratado com veículo (tampão citrato/CTR). Aos 90 dias de vidas, foram submetidas ao cruzamento. Após isso, foram sacrificadas no 11 e 21 dia de gravidez. Foram avaliados glicemia e bioquímica maternal e número de implantes .O pâncreas, útero, placenta e hipófises foram coradas com Hematoxilina e Eosina e somente as hipófises foram coradas com Massom e Picrosirius, para avaliação da MEC.Os animais diabéticos tanto do 11 quanto do 21 dia apresentaram uma redução no número de implantes, menor peso e maior glicemia e colesterol total, em relação aos animais controle independente do dia da gravidez. Não foi verificada diferença dos níveis de triglicerídeos entre os grupos não diabéticos e diabéticos, independente dos dias. Entretanto, os animais diabéticos que finalizaram o período de gestação apresentaram uma maior glicemia maternal em relação ao grupo diabético do 11 dia. Pâncreas de ratas diabéticas do 21 dia apresentaram vacuolização intracitoplasmática das ilhotas, insulite,migração de células inflamatórias, espessamento da parede do vaso e fibrose periductal e vascular. Essas alterações foram verificadas com bem menor intensidade nos animais diabéticos do 11 dia. Foi verificado que a placenta de animais diabéticos apresenta congestão na interface materno-fetal, migração celular, maior concentração de vasos maternos e fetais, mas em forma irregular , necrose e vacuolização. A hipófise de animais diabéticos mostraram células cromófobas agregadas, aumento da espessura de fibras de colágeno vermelhas da MEC, em contraste com o controle, que foi visualizado fibras em verde e em formato de feixe. A diabetes desempenhou um total remodelamento da hipófise. Gravidez de animais diabeticos mostraram maior dano ao pâncreas e placenta, especialmente no final da gravidez. Em consequência dessa alterações, esses animais diabéticos apresentaram hiperglicemia, maior colesterol total, porém menor peso materno, número de implantes e sem alterações nos triglicerídeos. Esse é o primeiro estudo a demonstrar remodelamento tecidual em alguns elementos da MEC na hipófise, como espessamento da camada da MEC e fibras de colágeno em verde. Alterações da MEC da hipófise são provavelmente devido ao processo de diabetes na gestação.