Indentification and characterization of a novel CA^(2+)-binding protein in avian erythrocytes

A novel Ca^(2+)-binding protein with Mr of 23 K (designated p23) has been identified in avian erythrocytes and thrombocytes. p23 localizes to the marginal bands (MBs), centrosomes and discrete sites around the nuclear membrane in mature avian erythrocytes. p23 appears to bind Ca^(2+) directly and its interaction with subcellular organelles seems to be modulated by intracellular [Ca^(2+)]. However, its unique protein sequence lacks any known Ca^(2+)-binding motif. Developmental analysis reveals that p23 association to its target structures occurs only at very late stages of bone marrow definitive erythropoeisis. In primitive erythroid cells, p23 distributes diffusely in the cytoplasm and lacks any distinct localization. It is postulated that p23 association to subcellular structures may be induced in part by decreased intracellular [Ca^(2+)]. In vitro and in vivo experiments indicate that p23 does not appear to act as a classical microtubule-associated protein (MAP) but p23 homologues appear to be expressed in MB-containing cells of a variety of species from different vertebrate classes. It has been hypothesized that p23 may play a regulatory role in MB stabilization in a Ca^(2+)-dependent manner.

Binucleated (bnbn) turkey erythrocytes were found to express a truncated p23 variant (designated p21) with identical subcellular localization as p23 except immunostaining reveals the presence of multi-centrosomes in bnbn cells. The p21 sequence has a 62 amino acid deletion at the C-terminus and must therefore have an additional ~40 amino acids at the N-terminus. In addition, p21 seems to have lost the ability to bind Ca^(2+) and its supramolecular interactions are not modulated by intracellular [Ca^(2+)]. These apparent differences between p23 and p21 raised the possibility that the p23/p21 allelism could be the Bn/bn genotype. However, genetic analysis suggested that p23/p21 allelism had no absolute correlation with the Bn/bn genotype.

Anatomical and developmental patterns of interleukin-2 gene expression in the mouse: analysis of IL-2 expressing cells and partial characterization of interactions involved in mediating IL-2 gene expression in vivo

Interleukin-2 (IL-2) is an important mediator in the vertebrate immune system. IL-2 is a potent growth factor that mature T lymphocytes use as a proliferation signal and the production of IL-2 is crucial for the clonal expansion of antigen-specific T cells in the primary immune response. IL-2 driven proliferation is dependent on the interaction of the lymphokine with its cognate multichain receptor. IL-2 expression is induced only upon stimulation and transcriptional activation of the IL-2 gene relies extensively on the coordinate interaction of numerous inducible and constitutive trans-acting factors. Over the past several years, thousands of papers have been published regarding molecular and cellular aspects of IL-2 gene expression and IL-2 function. The vast majority of these reports describe work that has been carried out in vitro. However, considerably less is known about control of IL-2 gene expression and IL-2 function in vivo.

To gain new insight into the regulation of IL-2 gene expression in vivo, anatomical and developmental patterns of IL-2 gene expression in the mouse were established by employing in situ hybridization and immunohistochemical staining methodologies to tissue sections generated from normal mice and mutant animals in which T -cell development was perturbed. Results from these studies revealed several interesting aspects of IL-2 gene expression, such as (1) induction of IL-2 gene expression and protein synthesis in the thymus, the primary site of T-cell development in the body, (2) cell-type specificity of IL-2 gene expression in vivo, (3) participation of IL-2 in the extrathymic expansion of mature T cells in particular tissues, independent of an acute immune response to foreign antigen, (4) involvement of IL-2 in maintaining immunologic balance in the mucosal immune system, and (5) potential function of IL-2 in early events associated with hematopoiesis.

Extensive analysis of IL-2 mRNA accumulation and protein production in the murine thymus at various stages of development established the existence of two classes of intrathymic IL-2 producing cells. One class of intrathymic IL-2 producers was found exclusively in the fetal thymus. Cells belonging to this subset were restricted to the outermost region of the thymus. IL-2 expression in the fetal thymus was highly transient; a dramatic peak ofiL-2 mRNA accumulation was identified at day 14.5 of gestation and maximal IL-2 protein production was observed 12 hours later, after which both IL-2 mRNA and protein levels rapidly decreased. Significantly, the presence of IL-2 expressing cells in the day 14-15 fetal thymus was not contingent on the generation of T-cell receptor (TcR) positive cells. The second class of IL-2 producing cells was also detectable in the fetal thymus (cells found in this class represented a minority subset of IL-2 producers in the fetal thymus) but persist in the thymus during later stages of development and after birth. Intrathymic IL-2 producers in postnatal animals were located in the subcapsular region and cortex, indicating that these cells reside in the same areas where immature T cells are consigned. The frequency of IL-2 expressing cells in the postnatal thymus was extremely low, indicating that induction of IL-2 expression and protein synthesis are indicative of a rare activation event. Unlike the fetal class of intrathymic IL-2 producers, the presence of IL-2 producing cells in the postnatal thymus was dependent on to the generation of TcR+ cells. Subsequent examination of intrathymic IL-2 production in mutant postnatal mice unable to produce either αβ or γδ T cells showed that postnatal IL-2 producers in the thymus belong to both αβ and γδ lineages. Additionally, further studies indicated that IL-2 synthesis by immature αβ -T cells depends on the expression of bonafide TcR αβ-heterodimers. Taken altogether, IL-2 production in the postnatal thymus relies on the generation of αβ or γδ-TcR^+ cells and induction of IL-2 protein synthesis can be linked to an activation event mediated via the TcR.

With regard to tissue specificity of IL-2 gene expression in vivo, analysis of whole body sections obtained from normal neonatal mouse pups by in situ hybridization demonstrated that IL-2 mRNA^+ cells were found in both lymphoid and nonlymphoid tissues with which T cells are associated, such as the thymus (as described above), dermis and gut. Tissues devoid of IL-2 mRNA^+ cells included brain, heart, lung, liver, stomach, spine, spinal cord, kidney, and bladder. Additional analysis of isolated tissues taken from older animals revealed that IL-2 expression was undetectable in bone marrow and in nonactivated spleen and lymph nodes. Thus, it appears that extrathymic IL-2 expressing cells in nonimmunologically challenged animals are relegated to particular epidermal and epithelial tissues in which characterized subsets of T cells reside and thatinduction of IL-2 gene expression associated with these tissues may be a result of T-cell activation therein.

Based on the neonatal in situ hybridization results, a detailed investigation into possible induction of IL-2 expression resulting in IL-2 protein synthesis in the skin and gut revealed that IL-2 expression is induced in the epidermis and intestine and IL-2 protein is available to drive cell proliferation of resident cells and/or participate in immune function in these tissues. Pertaining to IL-2 expression in the skin, maximal IL-2 mRNA accumulation and protein production were observed when resident Vγ_3^+ T-cell populations were expanding. At this age, both IL-2 mRNA^+ cells and IL-2 protein production were intimately associated with hair follicles. Likewise, at this age a significant number of CD3ε^+ cells were also found in association with follicles. The colocalization of IL-2 expression and CD3ε^+ cells suggests that IL-2 expression is induced when T cells are in contact with hair follicles. In contrast, neither IL-2 mRNA nor IL-2 protein were readily detected once T-cell density in the skin reached steady-state proportions. At this point, T cells were no longer found associated with hair follicles but were evenly distributed throughout the epidermis. In addition, IL-2 expression in the skin was contingent upon the presence of mature T cells therein and induction of IL-2 protein synthesis in the skin did not depend on the expression of a specific TcR on resident T cells. These newly disclosed properties of IL-2 expression in the skin indicate that IL-2 may play an additional role in controlling mature T-cell proliferation by participating in the extrathymic expansion of T cells, particularly those associated with the epidermis.

Finally, regarding IL-2 expression and protein synthesis in the gut, IL-2 producing cells were found associated with the lamina propria of neonatal animals and gut-associated IL-2 production persisted throughout life. In older animals, the frequency of IL-2 producing cells in the small intestine was not identical to that in the large intestine and this difference may reflect regional specialization of the mucosal immune system in response to enteric antigen. Similar to other instances of IL-2 gene expression in vivo, a failure to generate mature T cells also led to an abrogation of IL-2 protein production in the gut. The presence of IL-2 producing cells in the neonatal gut suggested that these cells may be generated during fetal development. Examination of the fetal gut to determine the distribution of IL-2 producing cells therein indicated that there was a tenfold increase in the number of gut-associated IL-2 producers at day 20 of gestation compared to that observed four days earlier and there was little difference between the frequency of IL-2 producing cells in prenatal versus neonatal gut. The origin of these fetally-derived IL-2 producing cells is unclear. Prior to the immigration of IL-2 inducible cells to the fetal gut and/or induction of IL-2 expression therein, IL-2 protein was observed in the fetal liver and fetal omentum, as well as the fetal thymus. Considering that induction of IL-2 protein synthesis may be an indication of future functional capability, detection of IL-2 producing cells in the fetal liver and fetal omentum raises the possibility that IL-2 producing cells in the fetal gut may be extrathymic in origin and IL-2 producing cells in these fetal tissues may not belong solely to the T lineage. Overall, these results provide increased understanding of the nature of IL-2 producing cells in the gut and how the absence of IL-2 production therein and in fetal hematopoietic tissues can result in the acute pathology observed in IL-2 deficient animals.

Gut microbiota promote hematopoiesis to control bacterial infection

The commensal microbiota impacts specific immune cell populations and their functions at peripheral sites, such as gut mucosal tissues. However, it remains unknown whether gut microbiota control immunity through regulation of hematopoiesis at primary immune sites. We reveal that germ-free mice display reduced proportions and differentiation potential of specific myeloid cell progenitors of both yolk sac and bone marrow origin. Homeostatic innate immune defects may lead to impaired early responses to pathogens. Indeed, following systemic infection with Listeria monocytogenes, germ-free and oral antibiotic-treated mice display increased pathogen burden and acute death. Recolonization of germ-free mice with a complex microbiota restores defects in myelopoiesis and resistance to Listeria. These findings reveal that gut bacteria direct innate immune cell development via promoting hematopoiesis, contributing to our appreciation of the deep evolutionary connection between mammals and their microbiota.

O uso de células-tronco na regeneração dos tecidos dentários e periodonto

Os estudos abordando a regeneração dos tecidos dentários ganharam uma nova perspectiva com a utilização das células-tronco. E novas perspectivas têm surgido com a bioengenharia tecidual e as terapias periodontais e pulpares regeneradoras. O objetivo deste trabalho foi desenvolver o modelo experimental de autotransplante em ratos visando compará-lo à técnica de reimplante e estudar a capacidade terapêutica das células da medula óssea em diferentes biomateriais utilizados como matriz para a terapia de células-tronco no reparo dos tecidos dentais. Foram utilizados 23 ratos Wistar divididos em grupos de 1, 3, 15 e 60 dias para as técnicas de reimplante e autotransplante. Os grupos com injeção de células-tronco (CT) foram: (1) grupo de 3 dias, combinado à técnica de reimplante; (2) grupo de 15 dias com ambas as técnicas. Blocos contendo os três dentes molares superiores de cada lado dos ratos foram removidos, feitas radiografias periapicais e as peças foram processadas para inclusão em parafina. Foram avaliadas a espessura do ligamento periodontal (LPD) comparada entre os diferentes grupos e a morfologia celular e matriz extracelular relacionadas à superfície radicular, ao osso alveolar e à porção média do LPD, além das células da polpa dental de cada grupo. As células isoladas a partir da medula-óssea foram incubadas por 24h, 48h, e 72h em placas de cultura contendo membranas de colágeno bovino tipo I - CollaTape (Integra LifeSciences Corporation, Plainsboro, NJ, USA), enxerto ósseo - Extra Graft XG-13 (Silvestre Labs Quimica e Farmaceutica LTDA, RJ, Brazil) ou um dente molar de rato. Os espécimes foram observados em um microscópio invertido para contagem de células e processadas para observação no microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os grupos de 1 e 3 dias apresentaram medidas de LPD significativamente maiores para a técnica de autotransplante quando comparadas ao reimplante. O grupo de 3 dias com CT não apresentou alterações pulpares significativas, diferente do controle (sem CT) O grupo de 15 dias com CT apresentou as mesmas características histológicas do grupo sem injeção de CT. A observação ao MEV dos biomateriais revelou que as células apresentaram pouca adesão e proliferação no enxerto ósseo e no cemento dentário quando comparados à membrana colágena. A técnica de reimplante associada à injeção de células-tronco sugere alguma influência da terapia com as células-tronco sobre a polpa. As distâncias aumentadas no LPD com a técnica de autotransplante podem não influenciar tanto o sucesso da técnica. As células mesenquimais da medula óssea possuem grande potencial para colonizarem a membrana colágena CollaTape que mostrou vantagens sobre o enxerto ósseo Extra Graft XG-13 como biomaterial para a aderência e a proliferação de células mononucleares da medula óssea, permitindo a diferenciação destas células.

Quantificação das células estreladas ativadas / miofibroblastos e análise da apoptose das células do fígado durante a terapia celular na fibrose hepática em ratos

A fibrose hepática é o resultado de uma resposta cicatrizante frente a repetidas lesões no fígado, e é caracterizada pelo acúmulo excessivo de proteínas da matriz extracelular (MEC) no parênquima hepático, incluindo colágeno, fibronectina, elastina, laminina e proteoglicanos, com a participação de diferentes populações celulares do fígado. As principais células responsáveis pela síntese de proteínas da MEC na fibrose hepática são as células estreladas hepáticas ativadas e os miofibroblastos, que surgem após estímulo inflamatório e são caracterizadas pela expressão de alfa-actina de músculo liso (α-SMA). Sabe-se que durante a progressão da fibrose hepática, ocorre a morte de hepatócitos e sua substituição por células fibrogênicas α-SMA+. A apoptose dessas células fibrogênicas é de grande relevância para a regressão da fibrose e regeneração hepática. Nos últimos anos, a terapia com células tronco de medula óssea tem sido utilizada para estimular a regeneração hepática em diferentes modelos experimentais e protocolos clínicos. A fração mononuclear da medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas e células-tronco mesenquimais. O objetivo deste estudo foi analisar a expressão de α-SMA e o processo de apoptose de células hepáticas durante a fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) e após o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO). Os fígados foram coletados de ratos dos seguintes grupos: normal, 14 dias de LDB, 21 dias de LDB e animais que receberam CMMO após 14 dias de LDB, e foram analisados após 7 dias (totalizando 21 dias de LDB). Para quantificar a expressão de α-SMA por células fibrogênicas nos grupos experimentais, foi realizada imunoperoxidase para α-SMA, seguida de morfometria no programa Image Pro Plus. Para analisar a apoptose nas células hepáticas, foi realizada imunoperoxidase e Western Blotting (WB) para caspase-3 (proteína apoptótica) e imunofluorescência com dupla-marcação para caspase-3 e α-SMA, seguida de observação em microscópio confocal. Os resultados da quantificação de α-SMA por morfometria mostraram que a expressão de α-SMA aumentou significativamente 14 e 21 dias após a LDB. Entretanto, essa expressão diminuiu significativamente no grupo tratado com CMMO, que apresentou parênquima hepático mais preservado em relação ao grupo com 21 dias de LDB. Os resultados de imunoperoxidase, WB e microscopia confocal para expressão de caspase-3 demonstraram que essa proteína diminuiu nos animais fibróticos com 14 e 21 dias de LDB com relação ao grupo normal, e estava significativamente elevada no grupo tratado com CMMO. A análise por microscopia confocal demonstrou que algumas células coexpressaram α-SMA e caspase-3 nos animais tratados com CMMO, sugerindo a morte de células fibrogênicas e remodelamento do parênquima hepático.

Análise da expressão de laminina durante o transplante de células mononucleares de medula óssea em ratos hepatectomizados

A medula óssea adulta possui duas populações de células-tronco importantes no tratamento de diversas doenças hepáticas: células-tronco hematopoiéticas (CTHs) e células-tronco mesenquimais. A regeneração do fígado após a hepatectomia é um processo complexo que requer a proliferação de todas as células hepáticas. Fatores de crescimento, citocinas e componentes da matriz extracelular são elementos-chave nesse processo. As lamininas são uma família de proteínas de matriz extracelular, com funções adesivas e quimiotáticas pelo recrutamento de integrinas e outros receptores de superfície celular. No fígado normal, a laminina é expressa nas veias porta e centrolobular. O objetivo desse estudo foi investigar a expressão de laminina durante a regeneração hepática induzida por hepatectomia parcial e após o transplante de células mononucleares de medula óssea. As células mononucleares de medula óssea foram obtidas dos fêmures e tíbias de ratos, isoladas, marcadas com DAPI e injetadas pela veia porta em ratos recém-hepatectomizados. Os fígados foram coletados 15 minutos, 1 dia e 3 dias após a hepatectomia e o transplante de células de medula óssea e congelados. Os cortes foram imunomarcados com anticorpos primários anti-CD34 e anti-laminina de rato e observados em microscópio confocal de varredura a laser. Os resultados mostraram que 15 minutos após a hepatectomia parcial, as células-tronco hematopoiéticas CD34+ transplantadas foram encontradas em contato com a laminina localizada nas veias porta e centrolobular, indicando que a laminina poderia participar na adesão inicial das células-tronco a esses vasos logo após o seu transplante. Além disso, 1 e 3 dias após a hepatectomia, as células mononucleares de medula óssea transplantadas foram observadas nos sinusóides hepáticos expressando laminina. Esses resultados sugerem que a laminina pode ser um componente da matriz extracelular importante para a adesão e enxerto de células de medula óssea no fígado após uma lesão. Nós também analisamos a expressão de osteopontina (OPN) em células de medula óssea e CTHs. Os resultados por microscopia confocal demonstraram que a maioria das células mononucleares de medula óssea recém-isoladas expressa quantidades variáveis de OPN. Além disso, algumas CTHs CD34+ também expressam OPN. Após 1 e 4 dias de cultura, observamos uma diminuição de células expressando CD34, e um aumento na expressão de OPN pelas células mononucleares de medula óssea.

Análise morfológica e citogenética de medula óssea em pacientes com síndrome mielodisplásica primária

A síndrome mielodisplásica primária (SMD) compreende um grupo de doenças hematopoéticas clonal de célula tronco pluripotente cacacterizada por vários graus de pancitopenia e alterações morfológica das células hematopoeticas e risco aumentado de transformação para leucemia mielóide aguda. A citogenética e a morfologia da medula óssea desempenham um papel fundamental para o diagnóstico e o prognóstico desses pacientes. Alterações cromossômicas são encontradas em aproximadamente 30-50% dos casos. Devido à importância da análise desses fatores para escolha terapêutica, torna-se necessário definir as alterações morfológicas e citogenéticas que possam contribuir para o prognóstico. Esse trabalho visa correlacionar as características morfológicas e citogenéticas da medula óssea em pacientes com SMD primária com as classificações OMS e FAB e com o IPSS. Foram estudados 32 pacientes com SMD primária diagnosticados entre 2000 e 2009 no HUPE-UERJ. As características clínicas foram analisadas através do levantamento de prontuários. A análise citogenética foi feita pela técnica de bandeamento GTG em células da medula ossea. A análise morfológica da biópsia de medula óssea e do mielograma foram realizadas através da revisão de lâminas. Vinte e três pacientes foram classificados em estágios iniciais da doença (22 AR, 1 ARSA) e 9 em estágio avançado AREB de acordo com a FAB. Alterações cromossômicas foram detectadas em 16 pacientes (50%). As mais frequentes foram: del(11)(q23) e del(17p). Dos pacientes com doença avançada, seis (66%) apresentaram aumento significativo da relação M:E (p=0,003) e sete (77%) possuíam alterações arquiteturais acentuadas (p<0,001) em comparação ao grupo de doença inicial. Pacientes classificados como intermediário 2 e alto risco pelo IPSS tiveram importante perda arquitetural (p<0,001), número significativamente maior de micromegacariócitos (p=0,017) e seis (85%) sofreram transformação leucêmica (p=0,006). ALIP foi significantemente aumentada nos pacientes de pior prognóstico (p=0,0 1) e naqueles com doença avançada (p=0,001). Nossos resultados apresentaram implicações potenciais para o diagnóstico e o prognóstico da SMD primária. As alterações morfológicas foram associadas com as classificações FAB, OMS e com os grupos de risco segundo o IPSS.

Efeitos da ingestão materna de sorbitol na lactação sobre o perfil nutricional, bioquímico e toxicológico das proles amamentadas

Sorbitol é um poliol encontrado em produtos para fins especiais, como diet e light, Dentro deste contexto, incluem-se as lactantes como grandes consumidoras, almejando o retorno mais rápido ao peso pré-gestacional. Devido à grande carência em dados referentes às consequências metabólicas do consumo excessivo destes tipos de produtos, o objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos da ingestão materna de sorbitol na lactação sobre os perfis nutricional, bioquímico e toxicológico nas proles amamentadas. O teste da Salmonella/microssoma foi utilizado, inicialmente, na avaliação mutagênica e citotóxica com linhagens de S. enterica sorovar Typhimurium (TA97, TA98, TA100, TA102, TA104 e TA1535). Verificamos a capacidade de reversão da mutação (I.M.) e sobrevivência (%), em diferentes concentrações (0,4; 4; 40; 400; 4000 e 5000 μg/placa). Os resultados foram considerados positivos para valores de I.M. ≥ 2,0. Ratas wistar lactantes (6 por grupo experimental), cada uma com 6 filhotes, receberam sorbitol (0,00015 mg/g/dia; 0,0015 mg/g/dia e 0,15 mg/g/dia), nos primeiros 14 dias da lactação. Neste período, avaliamos a biometria das mães e proles, consumo de ração e ingestão hídrica das mães. Após a lactação, as ratas mães foram ordenhadas, e, junto com as proles, sacrificadas por punção cardíaca, para coleta de sangue total. Os fígados das proles foram submetidos ao método de perfusão, para obtenção de hepatócitos em cultura primária, ao final dos 14 dias de lactação. Os fêmures das proles foram retirados, para obtenção da medula óssea. A bioquímica de sangue das proles (glicose, triglicerídeo, colesterol total, LDL, proteínas totais, albumina, ALT, AST, cálcio total e ionizado) foi analisada, assim como a bioquímica do leite ordenhado (triglicerídeos). Os testes do micronúcleo em medual óssea e hepatócitos, assim como o teste Cometa em sangue total, foram utilizados para avaliação genotóxica e citotóxica, de acordo com as diretrizes da OECD. Os resultados mostraram que, em concentrações mais baixas (0,00015 e 0,0015 mg/g), o sorbitol induziu o ganho de peso, principalmente na menor concentração (0,00015 mg/g), e alterações no perfil lipídico do sangue em todas as concentrações. As quantidades de triglicerídeo no leite variaram em função da dose ingerida, reduzida na maior concentração (0,15 mg/g) e aumentada na menor (0,00015 mg/g). A maior concentração (0,15 mg/g) resultou em perda de peso das mães e proles, diminuição de proteínas viscerais totais, albumina e aumento de enzimas hepáticas (ALT e AST) nas proles. Os resultados do teste da Salmonella/microssoma não indicaram mutagenicidade, entretanto, uma relação de dependência entre dose e Índice de Mutagenicidade (I.M.). Ambos os testes, micronúcleos de medula óssea e hepatócitos, apresentaram uma citotoxicidade dose dependente, estatisticamente significativa em relação ao grupo controle, corroborando com a genotoxicidade do teste Cometa e dependência de dose encontrada no teste da Salmonella/microssoma. Em concentrações mais baixas, parece existir modulação das vias lipogênicas, em contrapartida, nas mais altas a toxicidade parece dificultar tais alterações, induzindo o efeito contrário. Concluimos que o consumo excessivo de sorbitol resulta em alterações metabólicas e toxicológicas em lactentes, mesmo sendo considerado seguro pelo FDA e ANVISA.

O transplante de células mononucleares de medula óssea contribui para o remodelamento da matriz extracelular durante a regeneração do fígado em ratos com fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar

A fibrose hepática é o resultado de uma lesão crônica, com a ativação de células inflamatórias e fibrogênicas no fígado, as quais levam a um acúmulo excessivo de proteínas de matriz extracelular (MEC). Essas alterações resultam na morte de células do fígado, com desorganização e perda da função do parênquima hepático. A cirrose é o estágio avançado da fibrose, e culmina na falência hepática, uma condição potencialmente fatal cujo único tratamento efetivo é o transplante de fígado, o qual é limitado pela disponibilidade de órgãos. Na busca por terapias alternativas visando a regeneração hepática, o transplante de células mononucleares de medula óssea (CMMO) mostrou resultados benéficos e promissores em modelos animais e alguns protocolos clínicos. Entre essas células, estão as células-tronco hematopoiéticas e mesenquimais, que apresentam potencial regenerativo e modulador da resposta inflamatória. Este estudo pretendeu avançar na compreensão dos mecanismos pelos quais as CMMO podem ajudar na regeneração hepática. Ratos com fibrose hepática induzida por ligadura do ducto biliar (LDB) foram transplantados com CMMO e comparados com ratos com fibrose sem transplante e ratos normais. Parâmetros hepáticos como componentes da MEC (colágeno total, colágenos tipos I e IV, laminina, metaloproteinases de matriz MMPs), componentes celulares (células fibrogênicas, células de Kupffer e colangiócitos) e enzimas hepáticas foram analisados por microscopia de luz, microscopia confocal, western blotting e espectrofotometria. Os resultados mostraram que o transplante de CMMO contribui para a regeneração hepática de maneira global, (a) diminuindo o acúmulo de colágeno e laminina; (b) aumentando a produção de MMPs que favorecem o remodelamento da MEC, principalmente por células de Kupffer; (c) normalizando a quantidade de colangiócitos e diminuindo a quantidade de células fibrogênicas; e (d) normalizando os níveis sanguíneos das enzimas hepáticas. Portanto, nós sugerimos que as CMMO podem ajudar na regeneração hepática através de mecanismos parácrinos e se diferenciando em células de Kupffer, contribuindo para a secreção de fatores antiinflamatórios e anti-fibrogênicos no fígado com fibrose.

Estudo do efeito do transplante de células mononucleares de medula óssea na bioenergética mitocondrial de ratos com fibrose hepática

A disfunção mitocondrial tem sido associada a várias doenças, incluindo a colestase hepática, caracterizada pela ativação de células de Kupffer e células fibrogênicas, as quais produzem matriz extracelular excessiva. O acúmulo de sais biliares tóxicos no parênquima hepático leva à lesão crônica com dano mitocondrial, redução da síntese de ATP, aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e apoptose, resultando em comprometimento da função hepática. Trabalhos anteriores do nosso grupo mostraram o efeito positivo do transplante de células mononucleares da medula óssea (CMMO) na resolução da fibrose hepática e recuperação da função hepática em ratos com colestase, induzida pela ligadura de ducto biliar (LDB). Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a bioenergética mitocondrial após o transplante de CMMO no fígado de ratos com fibrose induzida por ligadura de ducto bilar (LDB). Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: animais normais, animais com fibrose hepática após 14 e 21 dias de LDB (F14d e F21d, respectivamente), e animais que após 14 dias de LDB receberam 1x107 CMMO, e foram eutanasiados sete dias após. Nossos dados demonstraram aumento do conteúdo de colágeno tipo I no grupo F21d em relação ao grupo normal, indicativo de fibrose, e sua diminuição após o transplante de CMMO. A análise da fisiologia mitocondrial do fígado mostrou diminuição significativa da taxa respiratória máxima estimulada por ADP (estado 3) nos grupos F14d e F21d, indicando redução da capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos. Além disso, a razão do controle respiratório (RCR), indicativa de acoplamento da fosforilação oxidativa com a produção de ATP, apresentou-se significativamente diminuída nos grupos F14d e F21d, sugerindo desacoplamento mitocondrial. No entanto, o transplante de CMMO aumentou significativamente nestes grupos tanto a capacidade oxidativa quanto o acoplamento mitocondrial a níveis semelhantes aos do grupo normal. Estes resultados foram confirmados por análise de western blotting, que mostrou aumento significativo no conteúdo de UCP2 e diminuição do conteúdo de PGC-1α no grupo F21d, com consequente restauração após o transplante de CMMO. Além disso, os resultados mostraram um aumento significativo do conteúdo de 4-HNE no grupo F14d com redução após o transplante CMMO. Assim, podemos concluir que o transplante de CMMO tem um efeito positivo sobre a bioenergética mitocondrial de fígados de ratos com colestase, com aumento da capacidade oxidativa e redução do estresse oxidativo, o que, por sua vez, contribui para a recuperação da função hepática.

Estudo imunológico e histopatológico da infecção experimental por Schistosoma mansoni em camundongos geneticamente selecionados para tolerância oral

A esquistossomose acomete 207 milhões de pessoas, com mais de 200 mil mortes anuais. Seu principal agente etiológico é o helminto Schistosoma e o principal modelo experimental, o camundongo. Linhagens de camundongos selecionadas geneticamente para susceptibilidade (TS) e resistência (TR) a tolerância imunológica constituem bons modelos para o estudo da resposta imunológica específica e inespecífica nas infecções. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a infecção experimental por S. mansoni nestes camundongos, evidenciando a imunopatologia por diversos parâmetros na fase aguda da infecção. TR e TS não diferiram quanto a penetração de cercárias, recuperação de vermes adultos, fecundidade/produtividade de ovos das fêmeas de S. mansoni, mas predominaram ovos mortos em TS. Quanto maior o número de casais, maior a probabilidade de troca de casais e regressão sexual da fêmea, além de pequena redução da produtividade de ovos. Análise ultraestrutural dos parasitos machos recuperados de TS apresentaram tubérculos edemaciados, espinhos encurtados e em menor densidade que os parasitos dos TR. O tegumento dos parasitos recuperados de TS apresentou-se desorganizado, intensamente vacuolizado e com tendência a se desprender da superfície e espinhos internalizados e células vitelínicas desorganizadas. TS desenvolveram granulomas hepáticos grandes, com fibras radiais e predomínio do estágio exsudativo-produtivo com características de fase produtiva (EP/P), enquanto camundongos TR desenvolveram granulomas menores, com fibras concêntricas e predomínio de granulomas exsudativo-produtivos. TS desenvolveu hepatomegalia mais acentuada na fase aguda da infecção e exacerbada esplenomegalia na fase crônica. A aspartato aminotransferase mais elevada nos TR foi coerente com a acentuada histólise nos granulomas iniciais dos TR. É possível que a histólise menor em TS tenha contribuído para sua intensa hepatomegalia na fase aguda. Leucócitos totais séricos aumentaram em TS, nas fases aguda e crônica, mas não em TR. TS apresentaram anemia durante a fase crônica da infecção, possivelmente devido ao desvio na hematopoiese medular para a produção de leucócitos ou apoptose das hemácias. A mieloperoxidase neutrofílica hepática e no íleo foi maior em TS e a peroxidase de eosinófilos foi mais elevada no íleo do TS. Ambas as linhagens produziram IFN-γ, mas os níveis funcionais de IFN-γ foram diferentes nas duas linhagens em cultura de células. É possível que a imunopatologia hepática grave na linhagem TS possa estar relacionada aos altos títulos IFN-γ. TS produziu IL-10 em maior quantidade, entretanto esta citocina não foi capaz de regular o crescimento exacerbado dos granulomas hepáticos. Altos títulos de IL-4 na linhagem TS também são coerentes com a exacerbação dos granulomas, pois, como a IL-13, a IL-4 induz síntese de colágeno e está relacionada ao desenvolvimento da fibrose no granuloma esquistossomótico. Observamos redução do percentual relativo de células T CD4+ hepáticas de animais infectados em ambas as linhagens e redução percentual nas subpopulações de linfócitos B na medula óssea (precursores, linfócitos B imaturos, maduros e plasmócitos) mais acentuada em TS que em TR, possivelmente devido a extensa mobilização de B imaturos induzida pela inflamação ou desvio da hematopoiese para síntese de granulócitos em TS. Quantitativamente, TR não alterou suas subpopulações de linfócitos B. TS e TR são bons modelos para estudo da resposta imunológica na infecção esquistossomótica experimental. Novos estudos são necessários para confirmar nossas propostas e compreender os mecanismos envolvidos na diferença da resposta imunológica dessas linhagens na relação schistosoma-hospedeiro.

Correlação do perfil lipídico e do quadro clínico de pacientes portadores de doença falciforme no Estado do Rio de Janeiro-RJ

A doença falciforme é uma síndrome hematológica genética que faz parte das hemoglobinopatias de grande abrangência na população mundial. Estima-se que 4,5% da população apresente algum tipo de hemoglobinopatia, cujos aspectos clínicos oscilam de leve à grave. O principal fator que pode influenciar o fenótipo das doenças falciformes é o genótipo da doença; homozigose para HbS ou genótipos compostos do tipo HbSC, HbS/beta-talassemia, HbSD. Este pode desenvolver distúrbios como dislipidemia, colelitíase e transtornos cardiovasculares que podem causar o óbito. O presente estudo visa correlacionar o perfil lipídico de pacientes portadores de doença falciforme. Foram avaliados 52 pacientes do Serviço de Hematologia Clínica do Hospital Universitário Pedro Ernesto HUPE-UERJ, portadores da doença falciforme confirmada pela técnica de HPLC realizada no Laboratório de Análises Clínicas da Faculdade de Farmácia (LACFAR)-UFRJ. As análises hematológicas compostas pelo hemograma completo e dosagens bioquímicas do perfil lipídico formado pela dosagem de triglicerídeos, colesterol total, colesterol HDL, colesterol LDL e colesterol VLDL. A população estudada é composta por 52 pacientes, sendo 22 pacientes do sexo masculino, representando 42% do total de pacientes e 30 do sexo feminino, definindo 58% do total. E com objetivo comparativo, foi constituído um grupo controle de 52 pessoas com média de idade 26 anos, variando entre 5 e 63 anos. A população de Doença Falciforme apresenta grupos etários que oscilam entre 6 e 60 anos de idade, tendo média de 28 anos. Baseada nas características fenotípicas definidas por HPLC, a classificação de hemoglobina demonstra um grupo de 83% de portadores de Hemoglobina SS (n=43), 13% portadores de Hemoglobina SC (n=7) e 4% com Hemoglobina SB0 (n=2). Em relação às dosagens bioquímicas, a análise do perfil lipídico demonstra hipocolesterolemia, cuja média da população é definida por 122mg/dL quando comparada com o grupo controle (GC) com média de 201mg/dL (p<0,001). A taxa do colesterol-HDL situa-se na média de 29mg/dL e do GC 54 mg/dL (p<0,001) e do colesterol-LDL 69mg/dL enquanto o GC 120mg/dL (p<0,001). A sistematização dos resultados hematológicos define uma média de hematimetria de 2,7. 106/mm3. Na dosagem de hemoglobina obteve-se média de 8,4g/dL. Tais resultados caracterizam que é predominante neste grupo a hipocromia sem expressão de microcitose. Dentre os processos patológicos mais comuns, a litíase biliar se destacou nos pacientes com doença falciforme, onde 25% dos pacientes estudados (n=13) apresentaram este comprometimento hepatobiliar, na qual grande parte desses pacientes foram submetidos à colecistectomia. A doença Falciforme cursa com hiperplasia medular principalmente às custas da hiperproliferação dos precursores eritróides na medula óssea. O estado hiperproliferativo nessa doença possivelmente causa redução do colesterol plasmático para atender à maior demanda deste elemento para síntese de novas membranas. Esta redução na produção endógena de colesterol pode ser entendida pela disfunção hepática que habitualmente está presente em pessoas com doença falciforme. Logo se concluiu que existe uma correlação de hipocolesterolemia total e de HDL-c baixo em pacientes com doença falciforme.

Species Variation in the Mechanisms of Mesenchymal Stem Cell-Mediated Immunosuppression

Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs) hold great promise for treating immune disorders because of their immunoregulatory capacity, but the mechanism remains controversial. As we show here, the mechanism of MSC-mediated immunosuppression varies

Co-electrospun poly(lactide-co-glycolide), gelatin, and elastin blends for tissue engineering scaffolds

In this study, we describe composite scaffolds composed of synthetic and natural materials with physicochemical properties suitable for tissue engineering applications. Fibrous scaffolds were co-electrospun from a blend of a synthetic biodegradable polymer (poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA, 10% solution) and two natural proteins, gelatin (denatured collagen, 8% solution) and (x-elastin (20% solution) at ratios of 3:1:2 and 2:2:2 (v/v/v). The resulting PLGA-gelatin-elastin (PGE) fibers were homogeneous in appearance with an average diameter of 380 80 mn, which was considerably smaller than fibers made under identical conditions from the starting materials (PLGA, 780 +/- 200 nm; gelatin, 447 +/- 1.23 nm; elastin, 1060 170 nm). Upon hydration, PGE fibers swelled to an average fiber diameter of 963 +/- 132 nm, but did not disintegrate. Importantly, PGE scaffolds were stable in an aqueous environment without crosslinking, and were more elastic than those made of pure elastin fibers. To investigate the cytocompatibility of PGE, we cultured H9c2 rat cardiac myoblasts and rat bone marrow stromal cells (BMSCs) on fibrous PGE scaffolds. We found that myoblasts grew equally as well or slightly better on the scaffolds than on tissue-culture plastic. Microscopic evaluation confirmed that myoblasts reached confluence on the scaffold surfaces while simultaneously growing into the scaffolds.

生物钟基因mPer2调控节律性免疫功能的机制研究

This project was carried out with the aims to investigate the mechanism of circadian immune regulation by one of the core Clock gene, mPer2. To achieve this, we selected mPer2 knock out (mPer2-/-) mice as the optimal animal model. Two different approaches were performed. In the first approach, we injected WT or mPer2-/- mice with an equal dosage of lipopolysaccharide (LPS), and systematically measured serum corticosterone induction, expression of core Clock genes, as well as a key enzyme for corticosterone metabolism (mStAR) in adrenal gland. We found that the acute induction of corticosterone and mStAR were closely associated with the circadian immune response to LPS. Besides, real time quantitative PCR (q-PCR) and luciferase assay consistently showed that mStAR is a Clock controlled gene in adrenal gland, where its expression is negatively influenced by mPer2. In the second approach, expression level and circadian manner of 11 cytotoxicity regulation genes in WT or mPer2-/- mice bone marrow were measured by q-PCR in order to explore the candidate genes which could mediate the circadian immune regulation by mPer2. We found that expression level of Ly49C, Ly49I, and Nkg2d was significant down-regulated in mPer2-/- mice. Further, we found that daily expression of Ly49C and Nkg2d fluctuated in a circadian manner in WT mice, where these rhythms were disrupted in mPer2-/- mice. Thus, it was suggested that these two cytotoxic genes were two clock controlled genes whose circadian expression were regulated by mPer2. Taken together, our results suggested that corticosterone, mStAR, Ly49C, and Nkg2d were four candidate molecules that may mediate the circadian immune response regulation by mPer2.