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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ACFELH| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Estudo do potencial cardiomiogênico de células-tronco mesenquimais |
| Authors: | Juliana Lott de Carvalho |
| First Advisor: | Alfredo Miranda de Goes |
| First Referee: | Silvia Carolina Guatimosim Fonseca |
| Second Referee: | Rogeria Serakides |
| Third Referee: | Silviene Novikoff |
| Abstract: | A diferenciação de células-tronco mesenquimais em osteócitos, condrócitos e adipócitos é estabelecida na literatura, porém a diferenciação cardiomiogênica é altamente controversa. Existem autores que defendem a realização da diferenciação cardiomiogênica in vitro, e autores que questionam a reprodutibilidade dos resultados e a falta de ensaios funcionais em alguns trabalhos. Os diversos trabalhos investigam diferentes populações celulares e diferentes técnicas de indução, tornando a comparação entre os resultados impossível. A fim de elucidar conceitos e o potencial cardiomiogênico de células-tronco mesenquimais, o presente trabalho induziu a cardiomiogênese de duas populações de células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea e do tecido adiposo, com a utilização de dois meios cardiomiogênicos descritos na literatura. Os resultados obtidos indicam que as CTM foram responsivas aos estímulos do meio, apresentando fenótipo semelhante ao de cardiomiócitos: as células diminuíram sua proliferação, produção de fosfatase alcalina e colágeno, passaram a expressar fatores de transcrição como Nkx2-5, GATA4, e -MHC, porém em níveis menores do que os apresentados por cardiomiócitos adultos e neonatais. Não obstante, as CTM aproximaram o seu perfil fenotípico ao apresentado por cardiomiócitos: CD45-, CD54baixo, CD73+ ou -, CD90-. Apesar da expressão de CD45 ter aumentado em algumas condições e a expressão de CD90 ter se mantido ao longo do cultivo, nenhum desses resultados é incompatível com o fenótipo cardiomiogênico. As CTM diferenciadas apresentaram -actinina sarcomérica e conexina-43 corretamente, indicando a possibilidade de uma diferenciação funcional. Porém, funcionalmente elas não reproduziram as características de cardiomiócitos isolados in vivo. Experimentos de eletrofisiologia demonstraram que as CTM diferenciadas não apresentaram capacidade de gerar correntes de entrada e saída, essenciais à função cardiomiogênica, e consequentemente, não desenvolveram potenciais de ação quando estimuladas. Os resultados descritos permitem sugerir que as CTM induzidas à seguir a diferenciação cardiomiogênica originaram cardiomiócitos não funcionais in vitro. Pela primeira vez, demonstrou-se que os picos de expressão gênica das CTM diferenciadas não atingiram os níveis apresentados por cardiomiócitos funcionais. O presente trabalho, portanto, evidencia a importância de controles positivos nos experimentos, assim como a utilização de técnicas quantitativas nas análises. Atualmente, a sensibilidade das técnicas utilizadas é extremamente alta, sendo que sinais não relevantes biologicamente podem ser detectados. |
| Abstract: | Even though mesenchymal stem cell differentiation towards osteogenic, chondrogenic and adipogenic lineages has been extensively described in the literature, cardiomyogenic differentiation remains largely controversial. In one hand several authors claim that they achieved cardiomyogenic differentiation in vitro, on the other hand, some authors question the reproducibility of the results and the lack of functional essays. Published papers study different cell populations, differentiation and testing techniques, rendering the comparison among them impossible. In order to shed light into this unclear phenomenon and find out the real cardiomyogenic potential of mesenchymal stem cells, the present study induced the cardiomyogenic differentiation of mesenchymal stem cells isolated from the bone marrow and adipose tissue of wistar rats using two published differentiation protocols. The results obtained allow to suggest that the MSC responded to the stimuli present in the inductive media, as they presented a similar phenotype compared to cardiomyocytes: MSC presented lower levels of proliferation, alkaline phosphatase and collagen production, began to express transcription factors such as GATA-4 and Nkx2-5, and genes such as and -MHC. The levels presented by differentiated MSC, never the less, were lower than the levels presented by neonatal and adult cardiomyocytes. MSC also presented phenotypic profile similar to cardiomyocyte published profile: CD45-, CD54low, CD73positive or negative and CD90-. Even though the expression of CD45 raised in some conditions and the expression of CD90 did not lowered through differentiation process none of such results are incompatible with the cardiomyogenic phenotype. In agreement with such argument, differentiated MSC presented sarcomeric -actinin and connexin-43 correctly located in the cell, indicating the possibility of a complete and functional differentiation. MSC did not show electrophysiology properties of fuctional cardiomyocytes, though. Not only they did not show inward and outward currents but, consequently, they also did not developed action potentials when stimulated. Taken together, the present data allow to suggest that MSC induced to follow cardiomyogenic differentiation originated non-functional cardiomyocytes in vitro. For the first time it was demonstrated that the peaks of expression of Nkx2-5, and -MHC in differentiated MSC do not reach expression levels of functional cardiomyocytes. Such observation underscores the importance of quantitative techniques in order to prevent misguided interpretations, as well as the paramount role of positive and negative controls. Nowadays, the sensibility of many techniques is extremely high, and even biologically irrelevant signals are detected. |
| Subject: | Bioquímica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ACFELH |
| Issue Date: | 16-Feb-2011 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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