Transplante alogênico de células-tronco mesenquimais induz alteração do perfil de citocinas pró e antiflamatórias e de fatores neurotróficos no tratamento da lesão espinal

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-14T11:57:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pablo_herthel_de_carvalho.pdf: 5954610 bytes, checksum: 19ef0a1b7b9c1ac85aeb1fa4889e2630 (MD5) Previous issue date: 15O objetivo deste estudo foi comparar dois protocolos de tratamento da lesão espinal aguda com células-tronco mesenquimais criopreservadas, extraídas do tecido adiposo (CTM-AD) de ratos Lewis eGFP. Avaliou-se a expressão de marcadores de superfície, capacidade de diferenciação e viabilidade celular pré e pós criopreservação de CTM-ADsubmetidas à três meios de criopreservação com concentrações distintas de soro fetal bovino (SFB). Os resultados demonstraram que as CTM-AD não perdem sua multipotência, não modificam a expressão fenotípica e apresentam alta viabilidade celular por até 90 dias de criopreservação. Avaliou-se também os efeitos imunomodulatórios e neuroprotetores do tratamento único (grupo GI) e duplo (grupo GII) com CTM-AD alogênicas criopreservadas por via intravenosa após lesão espinal Os grupos tratados (GI e GII) foram avaliados conjuntamente com o grupo sham (GS) e controle negativo (GC) atravéz da escala de função motora (BBB), expressão dos transcriptos gênicos de interleucina-10 (IL-10), interleucina-1 beta (IL-1), fator de necrose tumoral alfa (TNF-), fator de transformação do crescimento (TGF-), fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), fator neutrófico derivado da glia (GDNF) e fator de crescimento endotelial vascular (VEGF). Adicionalmente realizou-se quantificação por imunohistoquímica do infiltrado inflamatório (anti-CD68), integridade neuronal (anti-NeuN), e ativação de astrócitos (anti-GFAP). Quando comparado ao grupo GC, os grupos tratados com CTM apresentaram maiores escores nas avaliações funcionais a partir de 72h após lesão, sendo a média dos maiores escores alcançada pelo grupo GII; menor expressão de CD68 e GFAP juntamente com a redução da degeneração da substância branca e maior expressão de NeuN. O tratamento com as células também resultou em aumento da expressão de IL-10, GDNF, VEGF e redução da expressão de TNF- e TGF-. Adicionalmente o grupo GII apresentou redução da expressão de IL-1 e aumento da expressão de BDNF. Conclui-se que o tratamento alogênico com duas aplicações de CTM-AD criopreservadas promove melhor recuperação da atividade motora, reduz o infiltrado inflamatório, ativa células da micróglia/macrógafos com fenótipo antinflamatório, aumenta a quantidade de neurônios íntegros, reduz a degeneração da substância branca e a ativação de astrócitos na medula espinal e aumenta a secreção do fator neurotrófico BDNF.This thesis aimed to compare two treatment protocols with cryopreserved allogenic adipose-derived mesenchymal stem cells (AD-MSC) after spinal cord injury. Experiment 1 evaluated pre-freeze and pos-freeze populations of AD-MSCs response to freezing at 30, 60 and 90 days following cryopreservation. Plasticity, cell surface phenotype and cell viability were evaluated at different times after thawing technique. Results showed that MSC do not lose their multipotency, do not alter phenotypic profile and have a high cell viability for up to 90 days of cryopreservation. Experiment 2 evaluated the immunomodulatory and neuroprotective effects of cryopreserved allogenic adipose-derived MSCs after spinal cord injury (SCI). Treatment effects were comparatively evaluated by quantitation of gene expression of interleukin-10 (IL-10), interleukin-1 beta (IL-1), tumor necrosis factor (TNF-), transforming growth factor (TGF -), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), glial derived neurotrophic factor (GDNF) and vascular endothelial growth factor (VEGF). Immunohistochemical analyzes were used to quantify inflammatory infiltrate (anti-CD68), neural integrity (anti-NeuN), and astrocytes activation (anti-GFAP). Frozen adipose-derived MSCs were transplanted after three hours (GI) and three hours and seven days after SCI (GII). The results were compared with animals without SCI (GS) and SCI without treatment (GC). MSCs treated groups had higher scores in functional assessments from 72h after injury, being the average of the highest scores achieved by the GII; lower expression of CD68 and GFAP along with reducing of degeneration of the white matter and increased expression of NeuN. The treatment with the cells also resulted in increased IL-10 expression, GDNF, VEGF and reduced of TNF- and TGF- expression. Additionally the GII decreased IL-1 expression and increased BDNF expression. The results suggest that early intravenous injection of AD-MSCs after acute SCI promotes better recovery of function, prevent futher damage through enhancement of anti-inflammatory mechanisms, reduces the inflammatory infiltrate, active anti-inflammatory phenotype of microglia, increase neuron viability, reduces the degeneration of the white matter and astrocyte activation in SCI. In addition, treatment with double applications of AD-MSCs was superior to the single administration of these cells, resulting in improved motor response and secretion of BDNF

Mesenchymal stem cells therapy for spinal cord injury in Wistar rats: neurological recovery and histological changes

O tratamento efetivo para pacientes com lesão medular é motivo de diversas pesquisas. Após a obtenção de resultados satisfatórios em vários modelos experimentais, a terapia celular é considerada uma opção promissora para lesões do sistema nervoso central, sobretudo com a utilização de células-tronco. O presente trabalho avaliou o uso de células-tronco mesenquimais (CTM) indiferenciadas em diferentes intervalos de aplicação endovenosa após lesão medular compressiva e realizou estudo comparativo com succinato sódico de metilprednisolona (SSMP) e nenhum tratamento. As CTM foram obtidas da medula óssea de ratos Wistar, cultivadas, caracterizadas e transplantadas na sexta passagem para animais com lesão medular. A lesão medular foi realizada com a introdução do cateter de Fogarty n.º 2 Fr. no espaço epidural T8 e insuflação do cuff com 50μL de salina por cinco minutos, após laminectomia das vértebras T9 e T10. Os animais foram distribuídos aleatoriamente em cinco grupos experimentais com 10 animais em cada e, submetidos a tratamentos distintos: grupo controle (GC), que recebeu aplicação de PBS; grupo metilprednisolona (GM), que recebeu 30mg/Kg de SSMP três horas após a lesão; grupo 3 horas (GCT), que recebeu administração das CTM três horas após a indução da lesão; grupo 3 dias (G3D), que recebeu as CTM após três dias da lesão; grupo 7 dias (G7D), que recebeu as CTM após sete dias da lesão medular. Foi realizada avaliação motora com a escala de Basso-Beattie-Bresnehan (BBB), semanalmente, até o 35º dia após a lesão. Em seguida, foi realizada avaliação histológica da área de lesão e percentual de área preservada nos fragmentos craniais e caudais à área de lesão macroscópica e no fragmento contendo a lesão macroscópica. Os três grupos tratados com as CTM apresentaram melhores índices de recuperação da função motora na escala de BBB, estatisticamente diferentes dos grupos GC e GM. Não foi observada diferença estatística entre os grupos GC e GM quanto à recuperação motora, através dos índices da escala de BBB. Na avaliação histológica, os grupos tratados com as CTM exibiram menor área de lesão e maior percentual de tecido nervoso preservado que os outros grupos. Não foi observada diferenças entre os grupos GM e GC na análise histológica. Constatou-se que a terapia celular com CTM derivadas da medula óssea de ratos Wistar contribui positivamente na melhora clínica e na preservação do tecido nervoso após lesão medular compressiva.Effective treatment for spinal cord injury remains subject of several studies. Cell therapy is considered an option promising for lesions of the central nervous system, particularly stem cells after experimental animal models showed the transplantation of bone marrow-derived cells results in amelioration of the functional deficit in various neurological diseases. This work evaluated the effect of an intravenous injection of mesenchymal stem cells (MSCs) in different intervals after compressive spinal cord injury compared to treatment with methylprednisolone (MP) and no treatment. MSCs from rat bone marrow were cultivated and expanded in vitro until transplantation. Spinal cord injury was performed with 2-Fr Fogarty catheter after T9-T10 laminectomy. Animals were randomly divided into five experimental groups with 10 animals each and subjected to different treatments: group (CG), which received only PBS; MP group (GM), who received 30 mg/kg SSMP three hours after injury, group 3 hours (GCT), which received administration of MSCs three hours after induction of injury, group 3 days (G3D), received the MSC after three days of injury; and group 7 days (G7D), received MSC seven days after spinal cord injury. Animals were evaluated weekly using the Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) open field locomotor test. 35 days after the lesion was performed histological evaluation. All groups treated with MSC showed better results in the motor recovery. The BBB test revealed no difference between GC and GM. In morphometric analysis, the groups treated with MSC showed minor injury area and a higher percentage of healthy tissue than other groups. No differences were observed between groups in the GM and GC analysis histology. It was found that cell therapy with MSCs contributes positively in clinical recovery and preservation of nervous tissue after compressive spinal cord injury.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Mesenchymal stem cells promote augmented response of endogenous neural stem cells in spinal cord injury of rats

Traumatic spinal cord injury results in severe neurological deficits, mostly irreversible. The cell therapy represents a strategy for treatment particularly with the use of stem cells with satisfactory results in several experimental models. The aim of the study was to compare the treatment of spinal cord injury (SCI) with and without mesenchymal stem cells (MSC), to investigate whether MSCs migrate and/or remain at the site of injury, and to analyze the effects of MSCs on inflammation, astrocytic reactivity and activation of endogenous stem cells. Three hours after SCI, animals received bone marrow-derived MSCs (1×10 7 in 1mL PBS, IV). Animals were euthanized 24 hours, 7 and 21 days post-injury. The MSC were not present in the site of the lesion and the immunofluorescent evaluation showed significant attenuation of inflammatory response with reduction in macrophages labeled with anti-CD68 antibody (ED1), decreased immunoreactivity of astrocytes (GFAP+) and greater activation of endogenous stem cells (nestin+) in the treated groups. Therefore, cell transplantation have a positive effect on recovery from traumatic spinal cord injury possibly due to the potential of MSCs to attenuate the immune response.A lesão medular resulta em déficits neurológicos graves, a maioria irreversíveis. A terapia celular representa uma estratégia para o tratamento, especialmente com a utilização de células-tronco, com resultados satisfatórios em vários modelos experimentais. O objetivo do estudo foi comparar o tratamento de lesões da medula espinal (SCI), com e sem o uso de células-tronco mesenquimais (MSC), para investigar se as MSCs migram e/ou permanecem no local de lesão, e para analisar os efeitos de MSCs sobre a inflamação, reatividade astrocitária e ativação das células-tronco endógenas. Três horas depois da SCI, os animais receberam as MSC derivadas da medula óssea (1 × 10 7 em 1 mL de PBS, IV). Os animais foram sacrificados 24 horas, 7 e 21 dias pós-lesão. As MSC não estavam presentes no local da lesão e a avaliação por imunofluorescência demonstrou atenuação significativa da resposta inflamatória com redução em macrófagos marcados com anticorpo anti CD68 (ED1), diminuição da imunorreatividade de astrócitos (GFAP +) e maior ativação das células-tronco endógenas (nestin+) nos grupos tratados. Assim, o transplante de células teve efeito positivo sobre a recuperação de lesão traumática da medula espinal, possivelmente devido ao potencial das MSCs para atenuar a resposta imunológic

Contribuição do plasma rico em plaquetas na reparação óssea de defeitos críticos criados em crânios de camundongos

No presente estudo, foram avaliados, de forma macro e microscópica, os resultados da aplicação do PRP em defeitos ósseos críticos de 6,0mm de diâmetro confeccionados em calvária de 24 camundongos isogênicos C57BL/6 jovens, separados em dois grupos experimentais. O grupo controle não recebeu tratamento, e no grupo tratado foram depositados, no interior do defeito, 50,0µL plasma em gel contendo 1,0x109 plaquetas. Constatou-se que o gel de PRP autólogo depositado em defeitos críticos contribuiu positivamente para o processo de reparação óssea, mormente na fase inicial.This study aimed to evaluate macro and microscopic results after PRP application in bone critical defects of 6.0mm in diameter realized in cavarial of twenty-four young isogenic mice C57BL/6. Control group didn't receive treatment and in the treated group it was deposited 50.0µL of plasma gel containing 1.0x109 platelets in the defects. It was found that autologous PRP gel contributed positively to the bone repair process, especially in initial phase

Diferenciação de células-tronco mesenquimais derivadas do tecido adiposo em cardiomiócitos Differentiation of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells into cardiomyocytes

FUNDAMENTO: O potencial de renovação e proliferação dos cardiomiócitos, in vivo, é pequeno, e por isso, o músculo cardíaco apresenta limitada capacidade de repor células perdidas. Na tentativa de minimizar os danos oriundos de lesões hipóxico-isquêmicas e daquelas que acometem o sistema de condução do coração, a terapia celular com células-tronco mesenquimais (MSC) vem sendo utilizada, inclusive com cardiomiócitos diferenciados a partir de MSC. OBJETIVO: O presente trabalho comparou três protocolos distintos de indução de diferenciação objetivando a sugestão de um método viável para a diferenciação de maior número de células funcionais que expressem fenótipo cardiomiogênico. MÉTODOS: Culturas de MSC obtidas de tecido adiposo de ratos jovens da linhagem Lewis transgênicos para proteína verde fluorescente (GFP) foram submetidos a três diferentes meios de diferenciação cardiogênica: Planat-Bérnard, 5-azacitidina e meio Planat-Bérnard + 5-azacitidina e observadas quanto a expressão de marcadores celulares cardíacos. RESULTADOS: Nos três protolocos utilizados observou-se formação da proteína alfa-actinina sarcomérica no citoesqueleto das células submetidas à diferenciação, expressão de conexina 43 na membrana nuclear e citoplasmática e formação de gap junctions, necessárias para a propagação do impulso elétrico no miocárdio, contudo, em nenhum protocolo foi observada contração espontânea das células submetidas à diferenciação cardiogênica. CONCLUSÃO: A indução com 5-azacitidina proporcionou diferenciação celular cadiomiogênica efetiva e similar à encontrada com o meio Planat-Bénard e, por ser um protocolo mais simples, rápido e com menor custo torna-se o método de eleição.BACKGROUND: Cardiomyocytes have small potential for renovation and proliferation in vivo. Consequently, the heart muscle has limited capacity of self-renewal. Mesenchymal stem cells (MSC) therapy, as well as MSC differentiated into cardiomyocytes, has been used in the attempt to minimize the effects of ischemic-hypoxic lesions and those affecting the electrical conduction system of the heart. OBJECTIVE: The present study compared three distinct protocols for induced differentiation of MSC into cardiomyocytes aimed at finding a viable method for producing a large number of functional cells expressing cardiomyogenic phenotype. METHODS: Mesenchymal stem cells were obtained from the adipose tissue of young transgenic Lewis rats expressing green fluorescent protein (GFP), and submitted to three distinct differentiation-inducing media: 1) Planat-Bérnard, 2) 5-azacytidine, and 3) Planat-Bérnard + 5-azacytidine; further, these cells were identified based on the expression of cardiac cell markers. RESULTS: All three protocols detected the expression of sarcomeric-alpha-actinin protein in the exoskeleton of cells, expression of connexin-43 in the nuclear and cytoplasmic membrane, and formation of gap junctions, which are necessary for electrical impulse propagation in the myocardium. However, no spontaneous cell contraction was observed with any of the tested protocols. CONCLUSION: Induction with 5-azacytidine provided an effective cadiomyogenic cellular differentiation similar to that obtained with Planat-Bénard media. Therefore, 5-azacytidine was the method of choice for being the simplest, fastest and lowest-cost protocol for cell differentiation

Diferenciação de células-tronco mesenquimais derivadas do tecido adiposo em cardiomiócitos

FUNDAMENTO: O potencial de renovação e proliferação dos cardiomiócitos, in vivo, é pequeno, e por isso, o músculo cardíaco apresenta limitada capacidade de repor células perdidas. Na tentativa de minimizar os danos oriundos de lesões hipóxico-isquêmicas e daquelas que acometem o sistema de condução do coração, a terapia celular com células-tronco mesenquimais (MSC) vem sendo utilizada, inclusive com cardiomiócitos diferenciados a partir de MSC. OBJETIVO: O presente trabalho comparou três protocolos distintos de indução de diferenciação objetivando a sugestão de um método viável para a diferenciação de maior número de células funcionais que expressem fenótipo cardiomiogênico. MÉTODOS: Culturas de MSC obtidas de tecido adiposo de ratos jovens da linhagem Lewis transgênicos para proteína verde fluorescente (GFP) foram submetidos a três diferentes meios de diferenciação cardiogênica: Planat-Bérnard, 5-azacitidina e meio Planat-Bérnard + 5-azacitidina e observadas quanto a expressão de marcadores celulares cardíacos. RESULTADOS: Nos três protolocos utilizados observou-se formação da proteína alfa-actinina sarcomérica no citoesqueleto das células submetidas à diferenciação, expressão de conexina 43 na membrana nuclear e citoplasmática e formação de gap junctions, necessárias para a propagação do impulso elétrico no miocárdio, contudo, em nenhum protocolo foi observada contração espontânea das células submetidas à diferenciação cardiogênica. CONCLUSÃO: A indução com 5-azacitidina proporcionou diferenciação celular cadiomiogênica efetiva e similar à encontrada com o meio Planat-Bénard e, por ser um protocolo mais simples, rápido e com menor custo torna-se o método de eleição

Association of mesenchymal stem cells with platelet rich plasma on the repair of critical calvarial defects in mice Associação de células-tronco mesenquimais com plasma rico em plaquetas na reparação de defeitos críticos em calvária de camundongos

PURPOSE: To evaluate the effects of mesenchymal stem cells (MSC) from eight mice C57BL/6 gfp+ bone marrows expanded in cultures associated with platelets rich plasma (PRP) deriving from another eight mice, in the repair of critical defects in calvarial bone produced in twenty-four adult isogenic mice C57BL/6. METHODS: The animals were submitted to a cranial defect of 6.0mm in diameter and divided into two equal experimental groups. Control group did not receive treatment and the treated group received a MSC pellet containing 1.0 x 10(7) cells/mL associated with 50.0µL of plasma gel containing 1.0 x 10(9) autologous platelets within the defect. RESULTS: In the treated group was observed process of angiogenesis and bone repair better than control group. CONCLUSION: Mesenchymal stem cells derived from bone marrow of C57BL/6 gfp+ mice associated with PRP gel applied in bone critical defects produced in calvarial contributes positively to the process of bone repair.<br>OBJETIVO: Avaliar os efeitos da associação das células-tronco mesenquimais (MSC) oriundas da medula óssea de oito camundongos jovens C57BL/6 gfp+ e expandidas em culturas, com Plasma Rico em Plaquetas (PRP) provenientes de outros oito camundongos, na reparação de defeitos críticos confeccionados em calvária de 24 camundongos adultos C57BL/6. MÉTODOS: Os animais foram submetidos a um defeito craniano de 6,0mm de diâmetro e separados em dois grupos experimentais iguais. O grupo controle não recebeu tratamento e no grupo tratado foi administrado, no interior do defeito, pellet de MSC contendo 1,0 x 10(7) células/mL associado com 50,0µL de plasma em gel autólogo contendo 1,0 x 10(9) plaquetas. RESULTADOS: No grupo tratado verificou-se processo de angiogênese e reparação óssea superior ao grupo controle. CONCLUSÃO: A associação das células-tronco mesenquimais (MSC) derivadas da medula óssea de camundongos C57BL/6 gfp+ com gel de PRP aplicadas em defeitos ósseos críticos confeccionadas em calvária de camundongos C57BL/6 jovens, contribuiu positivamente para o processo de reparação óssea