Matrizes de quitosina-colágeno podem regular as atividades biológicas de células tronco mensenquimais adiposas para a engenharia de tecidos

Pós-graduação em Biofísica Molecular - IBILCE

Polimorfismo do colágeno tipo 3 e da metaloproteinase 9 como fator de risco para a incontinência em muheres com diabete mellitus gestacional

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

Morfologia dos cardiomiócitos e quantificação do colágeno no miocárdio de ratas tratadas com isoflavonas ou estrogênios

OBJETIVOS: Avaliar a morfologia dos cardiomiócitos e quantificar o colágeno presente no miocárdio de ratas tratadas com extrato concentrado de soja ou 17β-estradiol (E2). MÉTODOS: Vinte e oito ratas foram divididas em quatro grupos: GCtrl - fase de estro; GOvx - ovariectomizadas (Ovx); GIso - Ovx tratadas com extrato de soja (150 mg/kg, por dia); GE2 - Ovx tratadas com E2 (10 µg/kg, por dia). As drogas e o veículo (0,2 mL de propilenoglicol) foram administrados após 30 dias da realização da ovariectomia, por 30 dias consecutivos. No último dia os animais foram anestesiados, o coração retirado, mergulhado em formaldeído a 10%, e fragmentos dos ventrículos submetidos a processamento histológico, sendo os cortes corados pela hematoxilina e eosina ou pelo picrosirius-red. As análises histomorfométricas (contagem, volume nuclear e quantificação do colágeno) foram realizadas em microscópio de luz e software AxioVision Rel. 4.2, sendo o colágeno determinado pelo programa Imagelab 2000. Os dados foram submetidos ao teste de ANOVA complementado pelo teste de Tukey (p<0,05). RESULTADOS: Notamos maior quantidade de núcleos de cardiomiócitos nos animais dos grupos Ovx e Iso do que no GE2 e GCtrl (GOvx=121,7±20,2=GIso=92,8±15,4>GE2=70,5±14,8=GCtrl=66,3±9,6; p<0,05), sendo o volume nuclear maior nos animais do grupo Ctrl e E2 (GE2=35,7±4,8=GCtrl=29,9±3,6>GIso=26,5±4,5=GOvx=22,4±2,9; p<0,05). Com relação ao colágeno notamos maior concentração no grupo Ovx (GOvx=5,4±0,1>GCtrl=4,0±0,1=GIso=4,4±0,08=GE2=4,3±0,5; p<0,05). CONCLUSÕES: Os estrogênios previnem a diminuição do volume nuclear dos cardiomiócitos e a deposição de colágeno entre as fibras musculares cardíacas. Já a administração de isoflavonas previne somente a deposição de colágeno, o que pode preservar as propriedades mecânicas das fibras cardíacas.

Construção de substituto da pele composto por matriz de colágeno porcino povoada por fibroblastos dérmicos e queratinócitos humanos: avaliação histológica

INTRODUÇÃO: O uso de enxertos autólogos é limitado pela extensão da área doadora e pelo estado clínico dos pacientes, no caso de lesões extensas. Alotransplantes coletados de cadáveres ou voluntários são rejeitados após uma ou duas semanas, servindo apenas como cobertura temporária para essas lesões. O tratamento de grandes lesões cutâneas com tegumento autólogo reconstruído constitui alternativa atraente, já que, a partir de um pequeno fragmento de pele do paciente, pode-se obter culturas de células que se multiplicam rapidamente e podem ser criopreservadas, permitindo, assim, sua utilização em novos tratamentos por tempo indeterminado. Este estudo pretendeu avaliar o comportamento histológico de queratinócitos e fibroblastos humanos cultivados sobre uma matriz de colágeno porcino derivada da submucosa intestinal. MÉTODO: Células da epiderme e derme humana foram cultivadas separadamente e semeadas sobre matriz de colágeno porcino, onde permaneceram em ambiente controlado por 21 dias, antes de serem submetidas a análise histológica. RESULTADOS: Observou-se que os fibroblastos invadem e colonizam a matriz de colágeno, enquanto os queratinócitos se organizam de forma laminar e estratificada sobre a superfície em que foram semeados. CONCLUSÕES: A utilização da matriz de colágeno porcino como carreador de células da pele humana é possível e a organização dessas células se assemelha à arquitetura da pele humana.

Propriedades de soluções filmogênicas e de filmes de gelatina ou colágeno com extrato de boldo-do-Chile

Filmes à base de biopolímeros podem ser utilizados para produção de embalagens ativas, que além de proteger os alimentos, podem interagir com o produto. No caso de embalagens ativas com atividade antioxidante, tem-se privilegiado o uso de agentes antioxidantes naturais, considerando-se que o uso de antioxidantes sintéticos tem sido questionado, sobretudo em relação à sua inocuidade. Existem muitos extratos de plantas já conhecidos por sua atividade antioxidante, que têm sido utilizados com frequência em estudos de filmes à base de biopolímeros, não somente por serem ricos em polifenóis, mas principalmente por sua boa interação com a matriz polimérica. O extrato de boldo-do-Chile (Peumus boldus) possui atividade antioxidante comprovada, entretanto, não existem relatos sobre sua adição em filmes. Dessa forma, o objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de filmes à base de colágeno ou gelatina adicionados de extrato de boldo-do-Chile, com propriedades físicas e funcionais para seu emprego como embalagens bioativas. Foram realizadas as caracterizações (fenólicos totais, ABTS, DPPH, cor, °Brix e pH) do extrato aquoso de boldo-do-Chile, preparado em quatro diferentes temperaturas. Além disso, foram avaliadas as propriedades reológicas e térmicas da solução de gelatina, e também foram elaborados filmes com as soluções de gelatina e colágeno a partir de soluções filmogênicas com diferentes concentrações de macromoléculas e extrato de boldo. Esses filmes foram caracterizados para conhecimento de suas propriedades mecânicas (tração e perfuração), propriedades óticas (cor e opacidade), espessura, umidade e solubilidade em água. Uma concentração de macromoléculas foi escolhida para a realização de análises complementares, a saber: análises térmicas (DSC), cristalinidade por difração de raio X (DRX), permeabilidade ao vapor de água (PVA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), brilho, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ângulo de contato, propriedades de barreira UV/Visível e atividade antioxidante. A adição do extrato de boldo-do-Chile nos filmes de gelatina e colágeno produziu filmes com atividade antioxidante, sem prejuízo às demais propriedades estudadas. Observou-se que o extrato aquoso de boldo-do-Chile apresentou propriedades antioxidantes, mas que foram dependentes da temperatura de extração. O extrato de boldo-do-Chile foi capaz de modificar as propriedades térmicas das soluções filmogênicas de gelatina, não sendo observado efeito nas análises reológicas. Por outro lado, o extrato aquoso de boldo-do-Chile não influenciou as propriedades mecânicas, solubilidade, umidade, cristalinidade e a permeabilidade ao vapor de água dos filmes de gelatina ou colágeno. Algumas propriedades térmicas sofreram efeito dos extratos, mas as análises de FTIR não mostraram a formação de novas interações. As propriedades óticas e de barreira UV/Visível foram influenciadas pelo extrato de boldo-do-Chile, sendo que os filmes se apresentaram mais amarelados com o aumento da concentração do extrato de boldo-do-Chile. As micrografias mostraram filmes de gelatina bastante homogêneos e filmes de colágeno com superfícies mais rugosas. Os resultados de brilho e ângulo de contato corroboraram com estas respostas. Em conclusão, os filmes de ambas macromoléculas apresentaram atividade antioxidante, podendo dessa forma, serem considerados como filmes ativos.

Efeito de baixas doses de radiação X em feridas suturadas e não suturadas - estudo experimental em ratos

The present work evaluated the effect of low doses of X-irradiation on the repairing process of sutured and nonsutured skin wounds in rats. For that, rats underwent a surgical proceedure, in which a 20 x 5-millimeter rectangular wound approximately 2-millimeter-deep was made in the dorsal region of each animal, and were divided in four groups: nonirradiated nonsutured; irradiated nonsutured ; nonirradiated sutured and irradiated sutured. The animals under irradiation were protected, during exposure, with a 2-millimeter-thick lead apron in such a way that only the incision was irradiated. Each animal was submitted to 18 seconds of exposure, undergoing a total of 7.4 rads. The evaluation of the effects of X-rays on the repairing process was carried out through microscopic observation by means of hematoxylin-eosin staining for morphological evaluation, and silver impregnation under polarized light for the observation of collagen synthesis. The results have shown that X-irradiation has caused delay in the repairing process, but it did not stop its development. The irradiated nonsutured group was considered to show the greater delay when compared with the other groups.

Are skeletally mature female rats a suitable model to study osteoporosis?

OBJECTIVE: To analyze if female Wistar rats at 56 weeks of age are a suitable model to study osteoporosis. MATERIALS AND METHODS: Female rats with 6 and 36 weeks of age (n = 8 per group) were kept over a 20-week period and fed a diet for mature rodents complete in terms of Ca, phosphorous, and vitamin D. Excised femurs were measured for bone mass using dual-energy x-ray absorptiometry, morphometry, and biomechanical properties. The following serum mar-kers of bone metabolism were analyzed: parathyroid hormone (PTH), osteocalcin (OC), osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor Κappa B ligand (RANKL), C-terminal peptides of type I collagen (CTX-I), total calcium, and alkaline phosphatase (ALP) activity. RESULTS: Rats at 56 weeks of age showed important bone metabolism differences when compared with the younger group, such as, highest diaphysis energy to failure, lowest levels of OC, CTX-I, and ALP, and elevated PTH, even with adequate dietary Ca. CONCLUSION: Rats at 26-week-old rats may be too young to study age-related bone loss, whereas the 56-week-old rats may be good models to represent the early stages of age-related changes in bone metabolism.

Processos adaptativos do tecido muscular esqueletico e tecido conjuntivo : repercussões sobre a flexibilidade

Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física

Bone response to biosilicates® with different crystal phases

The aim of this study was to investigate the histological and histomorphometrical bone response to three Biosilicates with different crystal phases comparing them to Bioglass®45S5 implants used as control. Ceramic glass Biosilicate and Bioglass®45S5 implants were bilaterally inserted in rabbit femurs and harvested after 8 and 12 weeks. Histological examination did not revealed persistent inflammation or foreign body reaction at implantation sites. Bone and a layer of soft tissue were observed in close contact with the implant surfaces in the medullary canal. The connective tissue presented few elongated cells and collagen fibers located parallel to implant surface. Cortical portion after 8 weeks was the only area that demonstrated significant difference between all tested materials, with Biosilicate 1F and Biosilicate 2F presenting higher bone formation than Bioglass®45S5 and Biosilicate® vitreo (p=0.02). All other areas and periods were statistically non-significant (p>0.05). In conclusion, all tested materials were considered biocompatible, demonstrating surface bone formation and a satisfactory behavior at biological environment.

Repair of critical-size defects with autogenous periosteum-derived cells combined with bovine anorganic apatite/collagen: an experimental study in rat calvaria

The aim of this study was to evaluate the bone repair using autogenous periosteum-derived cells (PDC) and bovine anorganic apatite and collagen (HA-COL). PDC from Wistar rats (n=10) were seeded on HA-COL discs and subjected to osteoinduction during 6 days. Critical-size defects in rat calvarias were treated with blood clot (G1), autogenous bone (G2), HA-COL (G3) and HA-COL combined with PDC (G4) (n=40), and then analyzed 1 and 3 months after surgeries. Radiographic analysis exhibited no significant temporal change. G1 and G2 had discrete new marginal bone, but the radiopacity of graft materials in G2, G3 and G4 impaired the detection of osteogenesis. At 3 months, histopathological analysis showed the presence of ossification islets in G1, which was more evident in G2, homogeneous new bone around HA-COL in G3 and heterogeneous new bone around HA-COL in G4 in addition to moderate presence of foreign body cells in G3 and G4. Histomorphometric analysis showed no change in the volume density of xenograft (p>0.05) and bone volume density in G2 was twice greater than in G1 and G4 after 3 months (p<0.05), but similar to G3. The PDC did not increase bone formation in vivo, although the biomaterial alone showed biocompatibility and osteoconduction capacity.

COL18A1 is highly expressed during human adipocyte differentiation and the SNP c.1136C > T in its "frizzled" motif is associated with obesity in diabetes type 2 patients

Collagen XVIII can generate two fragments, NC11-728 containing a frizzled motif which possibly acts in Wnt signaling and Endostatin, which is cleaved from the NC1 and is a potent inhibitor of angiogenesis. Collagen XVIII and Wnt signaling have recently been associated with adipogenic differentiation and obesity in some animal models, but not in humans. In the present report, we have shown that COL18A1 expression increases during human adipogenic differentiation. We also tested if polymorphisms in the Frizzled (c.1136C>T; Thr379Met) and Endostatin (c.4349G>A; Asp1437Asn) regions contribute towards susceptibility to obesity in patients with type 2 diabetes (113 obese, BMI =30; 232 non-obese, BMI < 30) of European ancestry. No evidence of association was observed between the allele c.4349G>A and obesity, but we observed a significantly higher frequency of homozygotes c.1136TT in obese (19.5%) than in non-obese individuals (10.9%) [P = 0.02; OR = 2.0 (95%CI: 1.07-3.73)], suggesting that the allele c.1136T is associated to obesity in a recessive model. This genotype, after controlling for cholesterol, LDL cholesterol, and triglycerides, was independently associated with obesity (P = 0.048), and increases the chance of obesity in 2.8 times. Therefore, our data suggest the involvement of collagen XVIII in human adipogenesis and susceptibility to obesity.

Antiplatelet activity of Croton celditifolius

Croton celtidifolius Baill is a tree found in the Atlantic Forest South of Brazil, mainly in Santa Catarina. The bark and leaf infusions of this medicinal plant have been popularly used for the treatment of inflammatory diseases. The anti-aggregant activity of C. celtidifolius crude extract (CE) and the column chromatography (CC) isolated compounds flavonoids, catechin and gallocatechin were evaluated in human blood platelets. The platelet-rich plasma (PRP) was incubated with different concentrations of flavonóides (50 - 200 µg/mL) to be tested before platelet aggregation was induced by the agonists adenosine 5'diphosphate (ADP) and collagen. At 200 µg/mL the CE, catechin and gallocatechin markedly inhibited platelet aggregation with the aggregant agents. Using ATP production as an index of platelet secretory capacity, we observed a decreased production of ATP in platelets treated with flavonoids when stimulated by collagen. On the other hand, the flavonoids did not promote inhibitory effect on prothrombin time (PT), thromboplastin time (APTT) and thrombin time (TT). In conclusion, these observations suggest that C. celtidifolius is likely to exert an inhibitory action on platelets in vitro by suppressing secretion and platelet aggregation.

Determinação da energia de ativação em hidrogéis poliméricos a partir de dados termogravimétricos

Curvas termogravimétricas com diferentes razões de aquecimento foram utilizadas para a determinação de parâmetros cinéticos seguindo o método de Flynn-Wall. Para isso, foi utilizado um hidrogel preparado a partir da mistura de dois polissacarídeos, quitosana/xantana (QX) e outro, contendo além destes, colágeno (QXC). Os resultados mostraram que o valor de energia de ativação para o hidrogel QX foi de 3,44 kJ.mol-1, enquanto que para o QXC foi de 14,84 kJ.mol-1, sugerindo que a água presente no hidrogel contendo colágeno está mais fortemente ligada aos biopolímeros. Isto pode ter ocorrido devido à presença de grupos carboxílicos na estrutura colagênica.

Membranas biológicas homólogas preservadas em solução alcalina seguida de liofilização, glicerina a 98% e por liofilização para implantação em eqüinos

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar as alterações físico-químicas proporcionadas pelo tratamento de centros tendinosos diafragmáticos homólogos em solução alcalina seguida de liofilização, para implantação na fáscia interna do músculo reto do abdome de eqüinos. As amostras foram tratadas em períodos de 24, 48, 72, 120 e 144 horas, liofilizadas e analisadas quanto à homogeneidade, flexibilidade e resistência à sutura das amostras. Posteriormente foram caracterizadas por calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura. Para a implantação nos eqüinos, foram utilizadas amostras tratadas por 72 horas seguidas de liofilização, amostras conservadas em glicerina 98% e amostras apenas liofilizadas, que foram retiradas após uma, nove e 18 semanas para avaliar a existência de aderências. Verificou-se que a homogeneidade e a flexibilidade são diretamente proporcionais ao aumento do tempo de tratamento em solução alcalina, enquanto que a resistência é inversamente proporcional ao aumento de tempo, sendo o tratamento por 72 horas intermediário para estas características. A calorimetria exploratória diferencial mostrou que o tratamento não desnatura o colágeno presente nas amostras. Na microscopia eletrônica de varredura, observou-se que o aumento de tempo de tratamento proporciona expansão de zonas menos densas do material. Em relação à formação de aderências, as amostras apenas liofilizadas apresentaram grau máximo na formação da classificação proposta, seguida pelas amostras conservadas em glicerina 98% com grau médio e as amostras tratadas em solução alcalina e liofilizadas, que foram classificadas em grau mínimo. Concluiu-se que o tratamento por 72 horas seria mais apropriado para implantação e que a integração tissular com a parede abdominal foi melhor em relação às amostras apenas liofilizadas e às conservadas em glicerina.