Heart regeneration after apex resection in rats: morphologic and molecular characterization

A substituição de cardiomiócitos na vida pós-natal tem sido um dos maiores desafios da medicina regenerativa. O conceito de que os cardiomiócitos proliferam ativamente durante o desenvolvimento, mas perdem completamente esse potencial logo após o nascimento, foi recentemente questionado quando as primeiras evidências mostraram a existência de mecanismos endógenos de regeneração cardíaca em camundongos com um dia de vida. Nós avaliamos esse fenômeno em ratos de um dia de vida (P1) e investigamos o impacto da regeneração inicial na perfusão tecidual em longo prazo e a função cardíaca global em resposta ao stress. A homogeneidade da cirurgia de ressecção apical foi comprovada através do exame de ressonância magnética (MRI) e demonstramos que os ratos P1 apresentaram evidências de neoformação de cardiomiócitos a partir da marcação de Troponina I e Conexina 43 na àrea da lesão 21 dias após a cirurgia de ressecção, enquanto os ratos de sete dias de idade (P7) apresentaram a substituição do tecido principalmente por deposição de colágeno. De maneira interessate, as células recém-formadas apresentaram uma aparente falta de alinhamento uniforme nos ratos P1, e a hipoperfusão do tecido cardíaco foi detectada para ambos os grupos de pós-ressecção 21 e aos 60 dias do exame de SPECT. A função cardíaca basal direta aos 60 dias apresentou-se preservada em todos os grupos, enquanto sob estresse hemodinâmico, o grau de mudança na LVDEP, Volume Sitólico e Trabalho Sistólico indicaram função cardíaca diminuída nos ratos P7. Além disso, a relação pressão-volume diastólica final e o aumento da deposição de colágeno intersticial no P7 são consistentes com o aumento da rigidez da câmara. Coletivamente, nós mostramos que o potencial regenerativo com ausência de remodelamento cardíaco adverso é restrito aos ratos P1. Em seguida, procurou-se avaliar os mecanismos moleculares que regulam esse fenômeno através da combinação de ferramentas exploratórias. Embora tenha sido descrito anteriormente que o sistema imunológico não é totalmente maduro ao nascimento, o sequenciamento do RNA total de corações de ratos sham-operados, P1 e P7 mostrou que o procedimento cirúrgico foi suficiente para ativar algumas vias ligadas à resposta inflamatória e considerando as subpopulações de macrófagos pró (M1) e anti-inflamatórios (M2), sugerimos que o perfil de macrófagos anti-inflamatórios (M2) infiltrados no coração de ratos P1 são diferentes das células adultas pró-fibróticas regulares. Os meios condicionados M1 e M2 elevaram a taxa de proliferação de cardiomiócitos em condições de normóxia, mas somente o M2 apresentou resposta proliferativa em hipóxia e preveniu a diferenciação-induzida de fibroblastos cardíacos por menor expressão ?SMA. Por membranas array de citocinas, 15 citocinas apresentaram-se comuns aos dois meios condicionados, mas apenas 4 citocinas, sendo elas IL-4, IL-1?, IL-6 e Fractalkine, foram exclusivas ao meio condicionado M2, e que poderiam ser possíveis candidatos aos efeitos regenerativos encontrados. Nesse sentido, experimentos futuros fazem-se necessários a fim de explorar os efeitos dessas citocinas e desenvolver novas estratégias terapêuticasThe replacement of cardiomyocytes in postnatal life has proven to be one of the biggest challenges in regenerative medicine. The concept that cardiomyocytes proliferate actively during development but cease completely right after birth has been recently questioned when first evidences showed the existence of endogenous mechanisms of cardiac regeneration in one-day-old mice. We sought to evaluate this phenomenon in one-day-old rats (P1) and to assess the impact of the early regenerative process on long-term tissue perfusion and overall cardiac function in response to stress. We confirmed the successful apical resection surgery through magnetic resonance imaging (MRI) and that P1 heart was associated with evidence of cardiomyocytes neoformation as indicated by Troponin I and Connexin 43 expression at 21 days postresection, while in seven-day-old rats (P7) mainly scar tissue replacement ensued. Interestingly, there was an apparent lack of uniform alignment of newly formed cells in P1, and cardiac tissue hypoperfusion has been detected for both groups at 21 postresection and at 60 days through SPECT scanning. Direct basal cardiac function at 60 days, was preserved in all groups, whereas under hemodynamic stress the degree of change on LVDEP, Stroke Volume and Stroke Work indicated diminished overall cardiac function in P7. Furthermore, the End-Diastolic Pressure-Volume relationship and increased interstitial collagen deposition in P7 is consistent with increased chamber stiffness. Collectively, we showed that regenerative potential with slight collagen deposition is restricted to P1 rats. Then we sought to evaluate the molecular mechanisms that regulate this phenomenon through explorative tools. Although it has been previously described that the immune system is not fully mature at birth, total RNA sequenced from sham-operated, P1 and P7 heart rats showed that surgery is sufficient to activate inflammatory pathways, and considering pro (M1) and anti-inflammatory (M2) macrophages subpopulations, we suggested that invaded macrophages in resected P1 hearts are different from the traditional pro-fibrotic M2-like adult cells. Conditioned M1 and M2 medium elevated cardiomyocytes proliferative rate under basal conditions, but only M2 produced the same effect in cardiomyocytes under hypoxia and prevented myofibroblasts-induced differentiation through ?SMA intensity expression. Membrane array for cytokines showed 15 common cytokines for both M1 and M2 conditioned medium, but only 4, as IL-4, IL-1?, IL-6 and Fractalkine, were M2 exclusive and possible candidates to the regenerative potential. Additional experiments are needed to further explore these cytokines and to maybe develop new therapeutic strategie

Detection of Four Germ Cell Markers in Rats during Testis Morphogenesis: Differences and Similarities with Mice

Germ cells are the only cells capable of transmitting genetic information from generation to generation. Germ cell development has been widely studied in different species. Among mammals, the mouse is the model used in the majority of studies on germ cell differentiation, sex determination and genetics. in the present study, we suggest that the rat is also a very important model for the investigation of the mechanisms of germ cell development. To study rat germ cell development and compare it with that of mouse, the germ cell markers germ cell nuclear antigen 1 (GCNA1), OCT4, mouse vasa homologue (MVH) and specific surface embryonic antigen 1 (SSEA1) were immunolabeled at different phases of embryonic and postnatal development. SSEA1 and GCNA1 were not detected in rat primordial germ cells and fetal gonocytes. GCNA1 was detected postnatally and was present only in leptotene, zygotene and early pachytene spermatocytes. On the other hand, in mice, these markers were detected in germ cells as soon as 11.5 days postcoitum (dpc). MVH was detected in migrating rat primordial germ cells as well as in those that have already colonized the gonads, whereas in mice, MVH is detected only in germ cells that have reached the gonads. in rats, OCT4-positive germ cells were detected from 13 to 17 dpc, but not at 19 dpc or in postnatal testes. This is in contrast with mice that show OCT4 labeling in both embryonic and adult testes. These data suggest that primordial germ cell development in rats and mice shows considerable differences and that the rat may also be an important model to study the embryonic development of germ cells. Copyright (C) 2011 S. Karger AG, BaselFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fed Univ São Paulo UNIFESP, Dept Morphol & Genet, Dev Biol Lab, BR-04023900 São Paulo, BrazilFed Univ São Paulo UNIFESP, Dept Morphol & Genet, Dev Biol Lab, BR-04023900 São Paulo, BrazilFAPESP: 2009/07170-3, 2009Web of Scienc

O Homem Vegetal e o Homem do Amanhã: Práticas Diferenciadas para a Educação Alimentar e Agroecológica

No atual contexto educacional a eficácia do ensino tem sido cada vez mais questionada, principalmente quando se trata da metodologia utilizada pelos profissionais de educação, que é vista como bancária e ultrapassada. Outro fator que também influencia a qualidade da educação e que está sendo fortemente questionada é a formação dos docentes, onde as instituições formadoras de professores continuam a reproduzir os mesmos profissionais de décadas atrás. Na atualidade, a escola tem a função de educar o aluno para saber viver em sociedade, sendo assim, a composição curricular deve abranger diversos temas como: tecnologia, ambiente, alimentação e hábitos saudáveis,  convívio com a heterogeneidade, entre outros.O objetivo deste trabalho foi estimular a construção do conhecimento através da união da ciência e da arte, utilizando a obra do Homem Vegetal, “Vertumnus”do artista plásticoGuiseppe Arcimboldo, que retrata a interrelação do homem com os alimentos. Foi elaborada uma oficina na forma de um jogo utilizando as seguintes ferramentas didáticas: vídeo, quebra-cabeça (dois), jogo de perguntas e respostas (quiz), e material para horta.O público-alvo desta oficina foram estudantes do ensino básico do município de Macaé. A oficina é iniciada através da projeção do vídeo que aborda diferentes temas, como: vida e obra de Arcimboldo, história da agricultura, avanço tecnológico, explosão da revolução verde com suas contribuições e malefícios, retomada do cultivo orgânico e alimentação saudável. Na seqüência, os estudantes foram divididos em dois grupos e o quiz apresentado, tendo as equipes como objetivo final a montagem de dois quebra-cabeças (1,20 x 90 cm) que representavam a obra “Vertumnus”. Ao final do jogo todos os estudantes recebiam um kit contendo sementes de ervas medicinais, hortaliças e plantas ornamentais para estimulá-los a plantação de uma horta orgânica. As oficinas ocorreram entre os anos de 2014 e 2015, atingindo quase a totalidade das escolas públicas e cerca de 800 estudantes. Os resultados alcançados demonstram que a introdução de metodologias diferenciadas, correlacionadas aos conteúdos científicos,auxilia os estudantes a desenvolverem novos métodos de assimilação e formulação do pensamento crítico, dando subsídios para aquisição do aprendizado significativo em Ciências, através do uso integrado com a Arte. Financiamento: Novos Talentos (CAPES), Pró-Cultura e Pibex (PR5/UFRJ

Lecturas, número 60

Reseña de las siguientes obras: La Disputa por el poder global. China contra Estados Unidos en la crisis de la pandemia Esteban Actis y Nicolás Creus Democracia y Derecho Internacional. ¿Una nueva relación? Claudio Díaz Corea del Sur, puente entre el Este de Asia y América Latina y el Caribe Norberto Consani, Bárbara Bavoleo, Ezequiel Ramoneda Regional-Global: dilemas de la región y de la regionalización en la Geografía contemporánea Haesbaert, Rogério Relaciones Internacionales: Una teoría crítica desde la periferia sud-americana Marcelo Gullo Sensible Politics: Visualizing International Relations William A. Callahan The Dynamics of Russia´s Geopolitics. Remaking the Global Order David Oualaalou Women, Power Relations, and Education in a Transnational World James C. Albisetti, Adelina Arredondo, Barnita Bagchi, Joyce Goodman, Christine Mayer, Rebecca Rogers, Tali Tadmor-Shimony, Polly Thanailaki, Ruth Watts, Kay Whitehead, Roberta WollonsInstituto de Relaciones Internacionale