Adipose tissue-derived stem cells as a therapeutic strategy for enterocutaneous fistula: an experimental model study

ABSTRACT Purpose: Enterocutaneous fistula (ECF) is a condition in which there is an abnormal connection between the intestinal tract and the skin. It can lead to high morbidity and mortality rates despite the availability of therapeutic options. Stem cells have emerged as a potential strategy to treat ECF. This study aimed to evaluate the effect of adipose tissue-derived stem cells (ASC) on ECF in an experimental model. Methods: ECF was induced in 21 Wistar rats, and after one month, they were divided into three groups: control group (C), culture medium without ASC group (CM), and allogeneic ASC group (ASC). After 30 days, the animals underwent macroscopic analysis of ECF diameter and histopathological analysis of inflammatory cells, tissue fibrosis, and vascular density. Results: The study found a 55% decrease in the ECF diameter in the ASC group (4.5 ± 1.4 mm) compared to the control group (10.0 ± 2.1 mm, p = 0.001) and a 59.1% decrease in the CM group (11.0 ± 4.3 mm, p = 0.003). The fibrosis score in the ASC group was 20.9% lower than the control group (p = 0.03). There were no significant differences in inflammation scores among the three groups. Conclusions: This study suggests that ASC treatment can reduce ECF diameter, and reduction in tissue fibrosis may be a related mechanism. Further studies are needed to understand the underlying mechanisms fully.

Proliferação in vitro de fibroblastos oriundos de feridas de diabéticos / In vitro proliferation of fibroblast obtained from diabetic wounds

Introdução: A presença de úlceras em membros inferiores é uma das graves complicações do diabetes melito. Cerca de 15% dos diabéticos estão propensos a desenvolver úlcera de membros inferiores, o que pode levar a amputações desses membros. Úlceras nos diabéticos são de difícil cura, em decorrência de anormalidades celulares e moleculares existentes no tecido de granulação dessas feridas. Tais fibroblastos podem apresentar dificuldades de proliferação in vitro, explicando os achados clínicos de cronicidade ferida. Neste estudo pretendemos comparar a proliferação celular in vitro de fibroblastos derivados de úlceras diabéticas com fibroblastos não diabéticos oriundos de pele normal. Método: Fibroblastos foram isolados a partir de amostras de tecido de granulação de cinco indivíduos portadores de úlceras diabéticas e comparados a fibroblastos obtidos amostras de pele íntegra de cinco indivíduos não-diabéticos. As células foram cultivadas em monocamadas durante 27 dias e sua capacidade proliferativa foi analisada em intervalos de 3-4 dias. Resultados: Foi observado que fibroblastos originados de úlceras diabéticas apresentaram proliferação reduzida após 27 dias de cultura celular, quando comparado aos fibroblastos oriundos de pele normal (controle), mas essa diferença não foi estatisticamente significativa (p=0,113). Conclusão: Apesar de não haver diferenças matemáticas entre as proliferações de fibroblastos de ambas as origens, diferenças fisiológicas e morfológicas foram observadas no comportamento das células estudadas.

Introduction: Lower extremity ulceration is one of the serious diabetic complications. About 15% of diabetic patients are supposed to develop lower limb ulceration what may lead to amputations. Ulcers associated with diabetes are recalcitrant to healing due to cellular and molecular abnormalities, present in this pathology. It has been described behavioral changes in fibroblasts which are responsible for the granulation tissue formation. Under experimental conditions those fibroblasts can present difficulties to proliferate, explaining the clinical findings of wound chronicity. Our purpose in this study was to investigate the fibroblasts from diabetic patients in cell cultures, comparing with non-diabetic skin fibroblasts. Methods:Cells were taken and isolated from five diabetic ulcers granulation tissue andcompared to those taken from five non-scarred non-diabetic skin samples. Cells were grown in monolayers during 27 days and their proliferative capacity was analyzed at 3 to 4 days intervals. Results: Fibroblasts from diabetic ulcers presented reduced proliferation after 27 days of cell culture when compared to fibroblasts from normal skin (control),but this difference was not statistically significant (p=0.113). Conclusion: Despite no mathematical differences were observed between the proliferations of fibroblast from both origins, physiologic and morphologic differences were seen in the cell behavior.

Role of keratinocytes in wound contraction: an impact assessment using a model of collagen matrix populated with fibroblasts / Papel do queratinócito na contração da ferida: avaliação de impacto usando um modelo de matriz de colágeno povoada por fibroblastos

BACKGROUND: The possible participation of keratinocytes in wound remodeling has been widely studied. This study investigated the impact of keratinocytes in wound contraction. METHODS: Murine type I collagen gels populated by human fibroblasts and seeded with human keratinocytes on the surface to form a dermo-epidermal equivalent were used as the study group. Collagen gels populated by only fibroblasts were used as the control group. The criteria for the preparation and storage of gels were similar for both groups. RESULTS: An evident and statistically significant increase in gel contraction was observed in samples populated by keratinocytes compared to the control group. CONCLUSIONS: These results suggest that keratinocytes not only modulate fibroblast proliferation but also play an active role in wound contraction per se. Further research on the mechanisms involved in the communication pathways between cells and between cells and the matrix shall be assessed from the perspective of keratinocyte participation in wound healing and pathologic scarring.

INTRODUÇÃO: A eventual participação de queratinócitos na remodelagem da ferida tem sido estudada há muito tempo. Este trabalho investigou o impacto dos queratinócitos na contração da ferida. MÉTODO: Foi utilizado gel de colágeno tipo I murino povoado por fibroblastos humanos com queratinócitos humanos semeado na superfície (grupo estudo), formando um equivalente dermoepidérmico. Géis de colágeno povoado apenas por fibroblastos foram utilizados como grupo controle. Os critérios de confecção e armazenagem dos géis foram iguais para ambos os grupos. RESULTADOS: Houve aumento evidente e estatisticamente significante na contração de gel das amostras povoadas por queratinócitos, em comparação ao grupo controle. CONCLUSÕES: Esses resultados sugerem que os queratinócitos não só podem modular a proliferação de fibroblastos, mas também, por si só, desempenhar papel ativo na contração da ferida. Novas investigações sobre mecanismos envolvidos nas vias de comunicação entre células e entre célula e matriz devem ser avaliadas sob o ponto de vista de participação dos queratinócitos na cicatrização de feridas e formação de cicatrizes patológicas.

Replacement of fetal calf serum by human serum as supplementation for human fibroblast culture / Substituição de soro bovino fetal por soro humano como suplemento para cultura de fibroblastos humanos

INTRODUCTION: Fetal calf serum (FCS) is commonly used as a supplement in the culture medium for fibroblast cells. This supplementation is far from ideal as sample quality varies from batch to batch and the composition of FCS is not completely known. In addition, FCS may be contaminated with viruses and/or prions and may also cause adverse immunologic responses in humans. Due to these facts, a worldwide effort is being made to find alternatives for xenobiotic elements in cell cultures. Human serum could be a safer alternative, especially for clinical application. METHODS: We investigated human serum as a substitute for FCS in human fibroblast culture. Fresh human serum was obtained from 10 healthy volunteers. Fibroblasts were cultivated in multiwell plates containing either Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) plus 10 percent FCS (D10) or DMEM plus 10 percent human serum (D10H). Cell counts were obtained between 24 and 264 hours of cultivation; results were expressed as the mean number of cells ± standard error of the mean to create cell proliferation curves. RESULTS: There was no statistical difference in fibroblast proliferation between the two groups. Human serum supported human fibroblast growth and proliferation, suggesting that it may be a potential substitute for FCS in human cell culture. Cells cultivated with human serum presented a different morphology, appearing smaller and more rounded as compared to cells cultivated in D10. CONCLUSIONS: These results demonstrate that human serum can be substituted for FCS in human fibroblasts culture and that fibroblasts cultivated in the presence of human serum have a morphology that is similar to in vivo fibroblasts.

INTRODUÇÃO: Soro bovino fetal (SBF) é comumente usado como suplemento no meio de cultura para cultivar fibroblastos. Essa forma de suplementação, porém, não é ideal, pois a qualidade das amostras de SBF é variada e sua composição não é completamente conhecida. Além disso, o SBF pode apresentar contaminação por vírus e príons ou causar complicações imunológicas. Assim, a comunidade científica tem buscado alternativas ao uso de elementos xenobióticos em cultura celular. O soro humano pode ser uma dessas alternativas, principalmente para aplicação clínica. MÉTODO: Soro humano, obtido de sangue de 10 voluntários saudáveis submetidos a avaliação sorológica prévia, foi testado como substituto do SBF em cultura de fibroblastos humanos. As células foram cultivadas em placas multipoços, contendo Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) mais 10 por cento de SBF (D10) ou DMEM mais 10 por cento de sroro humano (D10H). Entre 24 e 264 horas de exposição aos meios testados, as células foram contadas e os resultados foram expressos em média ± erro padrão da média, para obtenção de curvas de proliferação celular. RESULTADOS: Não houve diferença estatística entre os grupos de proliferação. Fibroblastos na presença de soro humano aparentavam ser menores e mais arredondados em comparação àqueles mantidos em D10. CONCLUSÕES: Os resultados permitem inferir que o soro humano pode substituir o SBF em cultura de fibroblastos e que fibroblastos cultivados em meio suplementado por soro humano apresentam morfologia mais semelhante àqueles in vivo.