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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/28007
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2030-01-01
Collections
- IOC - Artigos de Periódicos [12341]
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DISSECTING CORONARY ANGIOGENESIS: 3D CO-CULTURE OF CARDIOMYOCYTES WITH ENDOTHELIAL OR MESENCHYMAL CELLS
Técnicas de Cultura de Células
Microscopia Eletrônica
Endotélio
Fibronectinas
Células Mesenquimais Estromais
Vasculogênese
Cell culture
Cell therapy
Coronary circulation
Electron microscopy
Endothelium
Fibronectin
Gene expression
Mesenchymal stem cells
Vasculogenesis
Author
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Ultra-Estrutura Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale. Commissariat à l'Energie Atomique. Grenoble, Orsay, France / fiRTSV (Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant)/APV (Angiogenèse et Physiopathologie Vasculaire), Grenoble, France / Université Joseph Fourier, Grenoble, France.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Ultra-Estrutura Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Patologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Ultra-Estrutura Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale. Commissariat à l'Energie Atomique. Grenoble, Orsay, France / fiRTSV (Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant)/APV (Angiogenèse et Physiopathologie Vasculaire), Grenoble, France / Université Joseph Fourier, Grenoble, France.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Ultra-Estrutura Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Patologia. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Ultra-Estrutura Celular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Ciências Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
In embryogenesis, coronary blood vessels are formed by vasculogenesis from epicardium-derived progenitors. Subsequently, growing or regenerating myocardium increases its vasculature by angiogenesis, forming new vessels from the pre-existing ones. Recently, cell therapies for myocardium ischemia that used different protocols have given promising results, using either extra-cardiac blood vessel cell progenitors or stimulating the cardiac angiogenesis. We have questioned whether cardiomyocytes could sustain both vasculogenesis and angiogenesis. We used a 3D culture model of tissue-like spheroids in co-cultures of cardiomyocytes supplemented either with endothelial cells or with bone marrow-derived mesenchymal stroma cells. Murine foetal cardiomyocytes introduced into non-adherent U-wells formed 3D contractile structures. They were coupled by gap junctions. Cardiomyocytes segregated inside the 3D structure into clumps separated by connective tissue septa, rich in fibronectin. Three vascular endothelial growth factor isoforms were produced (VEGF 120, 164 and 188). When co-cultured with human umbilical cord endothelial cells, vascular structures were produced in fibronectin-rich external layer and in radial septa, followed by angiogenic sprouting into the cardiomyocyte microtissue. Presence of vascular structures led to the maintenance of long-term survival and contractile capacity of cardiac microtissues. Conversely, bone marrow mesenchymal cells formed isolated cell aggregates, which progressively expressed the endothelial markers von Willebrand's antigen and CD31. They proceeded to typical vasculogenesis forming new blood vessels organised in radial pattern. Our results indicate that the in vitro 3D model of cardiomyocyte spheroids provides the two basic elements for formation of new blood vessels: fibronectin and VEGF. Within the myocardial environment, endothelial and mesenchymal cells can proceed to formation of new blood vessels either through angiogenesis or vasculogenesis, respectively.
Keywords in Portuguese
NeovascularizaçãoTécnicas de Cultura de Células
Microscopia Eletrônica
Endotélio
Fibronectinas
Células Mesenquimais Estromais
Vasculogênese
Keywords
AngiogenesisCell culture
Cell therapy
Coronary circulation
Electron microscopy
Endothelium
Fibronectin
Gene expression
Mesenchymal stem cells
Vasculogenesis
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