Amniotic membrane as a biological scaffold for dental pulp stem cell transplantation in ocular surface reconstruction / Membrana amniótica como substrato biológico para o transplante de células-tronco da polpa do dente de leite na reconstrução da superfície ocular

ABSTRACT Purpose: To evaluate the ability of human immature dental pulp stem cells, which are mesenchymal stem cells of neural crest origin, to differentiate into the corneal epithelium for purposes of corneal transplantation and tissue engineering when cultured on de-epithelized amniotic membranes. Methods: We compared the immunophenotypes (ABCG2, K3/12, and vimentin) of cells grown on amniotic membranes or plastic surfaces under serum-free conditions or in culture media containing serum or serum replacement components. Results: Immature dental pulp stem cells grown on amniotic membranes under basal conditions are able to maintain their undifferentiated state. Our data also suggest that the culture medium used in the present work can modulate the expression of immature dental pulp stem cell markers, thus inducing epithelial differentiation of these cells in vitro. Conclusions: Our results suggest that the amniotic membrane is a good choice for the growth and transplantation of mesenchymal stem cells, particularly immature dental pulp stem cells, in clinical ocular surface reconstruction.

RESUMO Objetivos: Avaliar a capacidade das células-tronco imaturas da polpa do dente de leite que são células-tronco mesenquimais de origem da crista neural, de se diferenciarem no epitélio corneano para fins de transplante de córnea e engenharia de tecidos quando cultivadas em membrana amnióticas desepitelizadas. Métodos: Foram comparamos so imunofenótipo (ABCG2, CK3/12 e vimentina) de células cultivadas em membranas amnióticas ou em superfícies plásticas sob condições livres de soro ou em meios de cultura contendo soro ou componentes de substituição de soro. Resultados: Células-tronco imaturas da polpa do dente de leite cultivadas sobre membrana amniótica em condições basais são capazes de manter seu estado indiferenciado. Nossos dados também sugerem que o meio de cultura utilizado no presente trabalho pode modular a expressão de marcadores de células-tronco imaturas da polpa do dente de leite, induzindo a diferenciação epitelial destas células in vitro. Conclusão: Nossos resultados sugerem que a membrana amniótica é uma boa escolha para o crescimento e transplante de células-tronco mesenquimais, particularmente as células-tronco imaturas da polpa do dente de leite, na reconstrução da superfície ocular.

Cell-based technologies for Huntington's disease / Tecnologias celulares no doença de Huntington

ABSTRACT Huntington's disease (HD) is a fatal genetic disorder, which causes the progressive breakdown of neurons in the human brain. HD deteriorates human physical and mental abilities over time and has no cure. Stem cell-based technologies are promising novel treatments, and in HD, they aim to replace lost neurons and/or to prevent neural cell death. Herein we discuss the use of human fetal tissue (hFT), neural stem cells (NSCs) of hFT origin or embryonic stem cells (ESCs) and induced pluripotent stem cells (IPSCs), in clinical and pre-clinical studies. The in vivo use of mesenchymal stem cells (MSCs), which are derived from non-neural tissues, will also be discussed. All these studies prove the potential of stem cells for transplantation therapy in HD, demonstrating cell grafting and the ability to differentiate into mature neurons, resulting in behavioral improvements. We claim that there are still many problems to overcome before these technologies become available for HD patient treatment, such as: a) safety regarding the use of NSCs and pluripotent stem cells, which are potentially teratogenic; b) safety regarding the transplantation procedure itself, which represents a risk and needs to be better studied; and finally c) technical and ethical issues regarding cells of fetal and embryonic origin.

RESUMO A doença de Huntington (DH) é uma desordem genética que provoca a destruição progressiva dos neurônios no cérebro humano. A DH deteriora progressivamente as habilidades físicas e mentais humanas, e é incurável. Tecnologias terapêuticas baseadas em células representam novas alternativas para diversas doenças neurodegenerativas, pois visam substituir neurônios e/ou prevenir a morte neuronal. Nesta revisão discutirmos o uso de tecido fetal humano, células tronco neurais (CTN) de origem fetal ou de células tronco embrionárias ou células tronco pluripotentes induzidas, em estudos pré-clínicos e clínicos. Além disso, o uso terapêutico de células derivadas de tecidos não-neurais, como células tronco mesenquimais, também será discutido. Todos estes estudos provam o potencial do transplante celular na DH, demonstrando a sua habilidade em enxertar no encéfalo e diferenciar em neurônios in vivo, resultando em melhorias comportamentais e motoras em modelos animais da DH. Nós também discutimos que há muitos problemas a serem resolvidos quanto à terapia celular na DH, tais como: a) questões associadas à segurança do uso de CTNs, as quais são consideradas potencialmente teratogênicas; b) segurança do procedimento de transplante intracerebral, que representa um risco ao paciente; c) e, finalmente, questões técnicas e éticas associadas ao uso de células de origem fetal e embrionária.

Células-tronco de tecido adiposo e a importância da padronização de um modelo animal para experimentação pré-clínica / Adipose tissue-derived stem cells and the importance of animal model standardization for pre-clinical trials

As células-tronco são células indiferenciadas, capazes de se autorrenovar e de se diferenciarem em diversos tipos celulares, além de apresentarem propriedades imunomoduladoras e efeitos parácrinos mediante injúria tecidual, podendo, dessa forma, tratar lesões e doenças ou ainda substituir células danificadas ou perdidas. Dentre as fontes de células-tronco adultas, o tecido adiposo é uma fonte atrativa, pois o organismo humano possui grande reserva desse tecido, que, por sua vez, é obtido em grandes quantidades por meio de métodos pouco invasivos. O interesse nessas células vem aumentando constantemente devido a suas propriedades e possíveis aplicações na medicina regenerativa e terapia celular. Grande parte dessas pesquisas está voltada para doenças cardiovasculares, que são a principal causa de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Embora nos últimos anos, os tratamentos em cardiologia tenham avançado, o desenvolvimento de novas terapias que recuperem o tecido danificado ainda permanece como um dos objetivos principais das pesquisas cardíacas. Porém, para obter resultados eficazes, é necessária a padronização de modelos animais in vivo e in vitro para estudos pré-clínicos e, consequentemente, a aplicação em humanos. O desenvolvimento de modelos pré-clínicos em animais de grande porte exige o uso bem caracterizado de linhagens de células animais semelhantes aos seus equivalentes humanos. O modelo suíno representa uma grande vantagem para a investigação translacional pré-clínica.

Stem cells are undifferentiated cells and can self-renew and differentiate into various cell types, besides having immunomodulating properties and paracrine effects in response to tissue injury, and may therefore treat injuries and diseases or even replace damaged or lost cells. Adipose tissue is an attractive source of adult stem cells, since the human body has a large reserve that is obtained in large amounts by minimally invasive methods. Interest in these cells has been increasing steadily due to their properties and possible applications in regenerative medicine and cell therapy. A large part of these investigations are focused on cardiovascular diseases, which are a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Although in recent years treatments have advanced in cardiology, the development of new therapies to recover the damaged tissue still remains one of the main goals of cardiac research. However, to achieve effective results, in vivo and in vitro animal models for preclinical studies and consequently for application in humans must be standardized. The development of preclinical models in large animals requires the use of well-characterized animal cell lines, similar to human cells, and the use of the porcine model represents a great advantage for preclinical translational research.

Successful transplant of mesenchymal stem cells in induced osteonecrosis of the ovine femoral head: preliminary results / Sucesso no transplante de células tronco mesenquimais em ovinos com osteonecrose induzida da cabeça do fêmur: resultados preliminares

PURPOSE: Evaluate the bone tissue recovery following transplantation of ovine mesenchymal stem cells (MSC) from bone marrow and human immature dental-pulp stem cells (hIDPSC) in ovine model of induced osteonecrosis of femoral head (ONFH). METHODS: Eight sheep were divided in three experimental groups. First group was composed by four animals with ONFH induced by ethanol through central decompression (CD), for control group without any treatment. The second and third group were compose by two animals, six weeks after ONFH induction received transplantation of heterologous ovine MSC (CD + oMSC), and hIDPSC (CD + hIDPSC), respectively. In both experiments the cells were transplanted without application of any type of immunosupression protocol. RESULTS: Our data indicate that both cell types used in experiments were able to proliferate within injured site providing bone tissue recovery. The histological results obtained from CD+hIDPSC suggested that the bone regeneration in such animals was better than that observed in CD animals. CONCLUSION: Mesenchymal stem cell transplant in induced ovine osteonecrosis of femoral head by central decompression technique is safe, and apparently favors bone regeneration of damaged tissues.

OBJETIVO: Verificar os efeitos das células-tronco mesenquimais da medula óssea de ovinos e da polpa dentária imatura humana em ovinos com osteonecrose induzida, da cabeça do fêmur. MÉTODOS: Oito ovelhas foram distribuídas em três grupos experimentais. O primeiro grupo foi composto por quatro animais com osteonecrose da cabeça do fêmur induzida por etanol através da descompressão central, que não receberam nenhum tratamento. O segundo e o terceiro grupo, cada um composto por dois animais, receberam transplante heterólogo de células tronco mesenquimais de ovinos e polpa dentária imatura humana seis semanas após a indução da osteonecrose da cabeça do fêmur, respectivamente. Em ambos os grupos experimentais as células foram transplantadas sem o uso de drogas imunossupressoras. RESULTADOS: Os achados demonstram que as células-tronco mesenquimais injetadas na cabeça do fêmur se encontravam viáveis após o transplante no novo sítio e proliferaram em pouco tempo. Os dados histológicos sugerem que a regeneração óssea nos animais transplantados com polpa dentária imatura humana foi mais rápida do que nos animais submetidos somente a descompressão central. CONCLUSÃO: O transplante de células tronco mesenquimais na osteonecrose da cabeça do fêmur induzida em ovinos através da técnica de descompressão central é um procedimento seguro, e aparentemente favorece a regeneração óssea de tecidos lesados.

Differentiation of mouse embryonic stem cells and their hybrids during embryoid body formation

We studied the karyotypes of three hybrid clones of mouse embryonic stem cells and murine splenocytes (two having near diploid and one having near tetraploid chromosome numbers) and the characteristics of their differentiation during the formation of embryoid bodies. The X chromosome originating from embryonic stem cells may be lost in hybrids with a near diploid chromosome number and reprogramming of the "somatic" X may occur. The morphological data we obtained using light and electron microscopy revealed a correlation between the karyotype constitution of hybrid cells and their differentiation during the formation of embryoid bodies. At the beginning of development, the embryoid bodies derived from hybrid cells already showed an advanced degree of differentiation. The production of significant quantities of cartilage was typical for hybrid cells with near tetraploid chromosome numbers. The hybrid cells showed restricted pluripotent capacity and were already committed when they started to differentiate into embryoid bodies