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Title: Papel das Proteínas secretadas por células residentes cardíacas como potenciais indutoras da diferenciação cardiomiogênica de células-tronco humanas
Advisor: Stimamiglio, Marco Augusto
Members of the board: Silveira, Guilherme Ferreira
Garcez, Ricardo Castilho
Eger, Iriane
Authors: Reus, Thamile Luciane
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil.
Abstract: As células-tronco mesenquimais (CTMs) são células indiferenciadas capazes de se autorrenovarem e diferenciarem em diversos tipos celulares; estas células têm sido amplamente avaliadas quanto ao uso em terapias para doenças cardiovasculares, visando recuperar o tecido cardíaco danificado. É sabido que o comportamento biológico das CTMs depende do microambiente onde se encontram, que é composto principalmente por células, matriz extracelular (MEC) e fatores solúveis. Desta forma, isolamos células residentes cardíacas através da cultura de explantes de aurícula e ventrículo cardíaco humano e realizamos a caracterização do fenótipo destas células, bem como de proteínas de MEC e do meio condicionado (fatores solúveis) secretados por elas. Constatamos que ambas as populações celulares são compostas por CTMs, fibroblastos cardíacos e possivelmente pericitos/miofibroblastos. Realizamos o cultivo destas células e isolamos a MEC por meio da descelularização das monocamadas celulares com uma solução de Triton X-100 0,5%. Por outro lado, obtivemos o meio condicionado (MC) de ambas as populações celulares e observamos que estes são compostos por diversas proteínas, muitas das quais sendo relacionadas aos processos de regulação da diferenciação celular, desenvolvimento e reparo tecidual. Devido ao fato destas populações celulares serem populações heterogêneas compostas de células encontradas no coração, procuramos avaliar o papel das proteínas de MEC e do MC secretados por elas em cultivos de CTMs. Primeiramente, observamos através de ensaios de viabilidade celular e morte por apoptose e necrose, que as MEC e os MCs não foram tóxicos para os cultivos de CTMs. Observamos que a MEC derivada de células de aurícula induziu redução da taxa de proliferação das CTMs em 24 horas. Em contrapartida, após 7 dias, o número de CTMs cultivadas na presença de ambos os MCs aumentou significativamente em relação ao controle, sugerindo um papel destas proteínas secretadas como indutoras da proliferação celular. Em relação a adesão, observamos que as MECs não influenciaram o número de CTMs aderidas em comparação com o controle de colágeno tipo I. Da mesma forma, não observamos diferença na taxa de migração e na marcação para GATA-4 e Troponina-I entre os grupos controle e os cultivados na presença das MECs e/ou MCs. Embora não tenhamos observado diferença nestes parâmetros, ao menos nas condições avaliadas neste estudo, conseguimos demonstrar através deste trabalho que as populações celulares derivadas de aurícula e ventrículo são secretoras ativas de diversas proteínas relacionadas a processos de desenvolvimento celular e possivelmente ao reparo do tecido cardíaco. Portanto, estas células podem representar uma importante fonte de fatores tróficos a ser avaliada como indutora de estímulos em células progenitoras com objetivos terapêuticos em lesões cardiovasculares.
Abstract: Mesenchymal stem cells (MSCs) are undifferentiated cells that are capable to self-renew and differentiate into many cell types. These cells have been largely evaluated when it comes to therapies for cardiovascular diseases in order to recover the damaged tissue. It is known that the biological behavior of MSCs depends on the microenvironment where they are, which is mainly composed of cells, extracellular matrix (ECM) and soluble factors. Thus, we isolated resident cardiac cells from human auricle and ventricle by explant culture technique and then we characterized these cells’ phenotype, ECM and conditioned medium (soluble factors). We found that both cell populations are composed of MSCs, cardiac fibroblasts and possibly pericytes/myofibroblasts. These cells were cultured on monolayer and then we isolated their ECM by decellularization with a Triton X-100 0.5% solution. On the other hand, we obtained conditioned medium (CM) by both cell populations. We observed that the CMs are composed of several proteins, many of them related to regulatory processes of cell differentiation, development and tissue repair. Because both cell populations are heterogeneous and composed of cells found in the heart, we aimed to evaluate the role of ECM and CM proteins secreted by these cells on MSCs. First, we observed that ECMs and CMs were nontoxic to MSC cultures by cell viability and death by apoptosis and necrosis assays. We also observed that ECM derived of auricle cells reduced proliferation rate of MSCs in 24 hours. However, after 7 days, the number of MSCs significantly increased in the presence of both CMs when compared to the control, suggesting that the proteins found in CMs have a role as inducers of cell proliferation. Regarding cell adhesion, we observed that both ECMs did not influence the number of MSCs adhered when compared to the collagen type I control. Similarly, we did not observe any difference in migration rate and staining for GATA-4 and troponin I between control and ECMs and/or CMs groups. Even though we did not see any difference in these parameters, at least under the conditions evaluated in this study, we have demonstrated that cell populations derived from auricle and ventricle consist in active secretors of many proteins related to cell development processes and possibly related to cardiac tissue repair. Therefore, these cells may represent an important source of thophic factors to be evaluated as stimuli inducers in progenitor cells for therapeutic purposes in cardiovascular injuries.
keywords: Células-tronco mesenquimais
Células cardíacas
Aurícula
Ventrículo
Matriz extracelular
Meio condicionado
Issue Date: 2015
Citation: REUS, Thamile Luciane. Papel das Proteínas secretadas por células residentes cardíacas como potenciais indutoras da diferenciação cardiomiogênica de células-tronco humanas. 2015. 132 f. Dissertação (Mestrado em Biociências e Biotecnologia) - Instituto Carlos Chagas, Fundação Oswaldo Cruz, Curitiba, 2015.
Date of defense: 2015-02-24
Place of defense: Curitiba/PR
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz
Program: Biociências e Biotecnologia (31010016025P6)
Copyright: open access
Appears in Collections:PR - ICC - Dissertações de Mestrado

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