Adipose tissue-derived stromal/stem cells + cholecalciferol: a pilot study in recent-onset type 1 diabetes patients

ABSTRACT Objective: Adipose tissue-derived stromal/stem cells (ASCs) and vitamin D have immunomodulatory actions that could be useful for type 1 diabetes (T1D). We aimed in this study to investigate the safety and efficacy of ASCs + daily cholecalciferol (VIT D) for 6 months in patients with recent-onset T1D. Materials and methods: In this prospective, dual-center, open trial, patients with recent onset T1D received one dose of allogenic ASC (1 x 106 cells/kg) and cholecalciferol 2,000 UI/day for 6 months (group 1). They were compared to patients who received chol-ecalciferol (group 2) and standard treatment (group 3). Adverse events were recorded; C-peptide (CP), insulin dose and HbA1c were measured at baseline (T0), after 3 (T3) and 6 months (T6). Results: In group 1 (n = 7), adverse events included transient headache (all), mild local reactions (all), tachycardia (n = 4), abdominal cramps (n = 1), thrombophlebitis (n = 4), scotomas (n = 2), and central retinal vein occlusion at T3 (n = 1, resolution at T6). Group 1 had an increase in basal CP (p = 0.018; mean: 40.41+/-40.79 %), without changes in stimulated CP after mixed meal (p = 0.62), from T0 to T6. Basal CP remained stable in groups 2 and 3 (p = 0.58 and p = 0.116, respectively). Group 1 had small insulin requirements (0.31+/- 0.26 UI/kg) without changes at T6 (p = 0.44) and HbA1c decline (p = 0.01). At T6, all patients (100%; n = 7) in group 1 were in honeymoon vs 75% (n = 3/4) and 50% (n = 3/6) in groups 2 and 3, p = 0.01. Conclusions: Allogenic ASC + VIT D without immunosuppression was safe and might have a role in the preservation of β-cells in patients with recent-onset T1D. ClinicalTrials.gov: NCT03920397.

Avaliação sensitiva, motora e cistométrica de cães com lesão medular crônica, submetidos ao transplante de células-tronco mesenquimais derivadas de tecido adiposo / Sensory, motor and cystometric evaluation of dogs with chronic spinal cord injury submitted to mesenchymal stem cell transplantation

A utilização de células-tronco na reparação de lesões tem sido extensivamente investigada. Neste estudo, examinamos os efeitos terapêuticos de dois transplantes (12x106 céls/transplante) de células-tronco mesenquimais alogênicas derivadas do tecido adiposo (CTDAs) em 11 cães com lesões crônicas traumáticas toracolombares da medula espinhal. As CTDAs foram foram cultivadas in vitro, a proliferação e a viabilidade foram avaliadas. As suspensões foram expandidas e administradas no espaço intradural com intervalo de uma semana entre transplantes. Os cães foram submetidos à avaliações clínicas, laboratoriais, radiográficas, tomográficas, sensitivas, motoras e cistométricas. A maioria dos animais não tinha raça definida (63,63%), mesma proporção para o acometimento de fêmeas e foi observada predominância de fratura com subluxação vertebral (81,81%). Na comparação dos cães pré e pós-transplante não foram observadas alterações hematológicas e três animais (27,27%) apresentaram cistite bacteriana. Em relação a sensibilidade, motricidade e cistometria, também não houve alterações significativas dos índices antes e pós transplantes, sendo observado a ausência nociceptiva na maioria dos animais (72,73%), paraplegia e incontinência urinária na mesma proporção. Neste estudo concluiu-se que o protocolo utilizado de transplante de CTDAs, demonstrou ser um tratamento seguro para cães com lesão medular crônica, com melhora discreta da funcionalidade vesical, porém sem melhora clínica significativa.(AU)

The use of stem cells in injury repair has been extensively investigated. In this study, we examined the therapeutic effects of two transplants (12x106 cells/transplantation) of allogenic adipose-derived stem cells (ASCs) in 11 dogs with chronic spinal cord injury. ASC were cultured in vitro, proliferation and cell viability were evaluated. Cell suspensions were prepared and administered in the intradural space, with a one-week interval between transplants. The animals were submitted to clinical, laboratory, radiographic, tomographic, sensory, motor and cystometric evaluations. Most of the animals were not a breed defined (63.63%), the same proportion for females affected, predominance of vertebral subluxation fracture was observed (81.81%). Before and after the transplants no hematological changes were observed, three animals (27.27%) presented bacterial cystitis, and in relation to motor, cystometry and sensitivity, no improvement was observed; the rates were maintained before and after transplants, predominance of nociceptive absence in most animals (72.73%), and paraplegia and urinary incontinence in the same proportion. In this study it was concluded that the use of ADSCs for the treatment of dogs with chronic spinal cord injury is safe, with a slight improvement in bladder function, but without significantly clinical improvement.(AU)

Proliferation and differentiation of stem cells in contact with eluate from fibrin-rich plasma membrane / Proliferação e diferenciação de células-tronco em contato com eluato de membrana de fibrina

ABSTRACT Objective: To evaluate the ability of the eluate from fibrin-rich plasma (FRP) membrane to induce proliferation and differentiation of isolated human adipose-derived stem cells (ASCs) into chondrocytes. Method: FRP membranes were obtained by centrifugation of peripheral blood from two healthy donors, cut, and maintained in culture plate wells for 48 h to prepare the fibrin eluate. The SCATh were isolated from adipose tissue by collagenase digestion solution, and expanded in vitro. Cells were expanded and treated with DMEM-F12 culture, a commercial media for chondrogenic differentiation, and eluate from FRP membrane for three days, and labeled with BrdU for quantitative assessment of cell proliferation using the High-Content Operetta® imaging system. For the chondrogenic differentiation assay, the SCATh were grown in micromass for 21 days and stained with toluidine blue and aggrecan for qualitative evaluation by light microscopy. The statistical analysis was performed using ANOVA and Tukey's test. Results: There was a greater proliferation of cells treated with the eluate from FRP membrane compared to the other two treatments, where the ANOVA test showed significance (p < 0.001). The differentiation into chondrocytes was visualized by the presence of mucopolysaccharide in the matrix of the cells marked in blue toluidine and aggrecan. Conclusions: Treatment with eluate from FRP membrane stimulated cell proliferation and induced differentiation of the stem cells into chondrocytes, suggesting a potential application of FRP membranes in hyaline cartilage regeneration therapies.

RESUMO Objetivo: Avaliar a capacidade do eluato proveniente da membrana de plasma rico em fibrina (PRF) de induzir proliferação e diferenciação das células-tronco humanas isoladas de tecido adiposo (CTDAh) em condrócitos. Método: As membranas de PRF foram obtidas por centrifugação de sangue periférico de dois indivíduos saudáveis, cortadas, colocadas em poços de placa de cultivo por 48 h para obtenção do eluato de fibrina. As CTDAh foram isoladas do tecido adiposo por digestão com solução de colagenase e expandidas in vitro. As células foram expandidas e tratadas com meio de cultivo DMEM-F12, meio comercial para diferenciação condrocítica, e eluato de fibrina durante três dias e marcadas com BrdU para avaliação quantitativa da proliferação celular com o uso do sistema de imagens High-Content Operetta®. Para o ensaio de diferenciação condrogênica, as CTDAh foram cultivadas em micromassa por 21 dias e coradas com azul de toluidina e agrecana para avaliação qualitativa em microscópio óptico. As avaliações estatísticas foram feitas por meio dos testes Anova e Tukey. Resultados: Houve uma maior proliferação das células tratadas com o eluato de fibrina comparativamente com os outros dois tratamentos, nos quais o teste Anova apontou significância (p < 0,001). A diferenciação em condrócitos foi visualizada pela presença de mucopolissacarídeos na matriz das células tratadas com meio de diferenciação ou eluato e marcação positiva para agrecana. Conclusões: O tratamento com o eluato da membrana de fibrina estimulou a proliferação celular e induziu a diferenciação das células-tronco em condrócitos, o que sugere uma potencial aplicação da membrana de PRF nas terapias de regeneração de cartilagem hialina.

The Effect of Mesenchymal Stem Cells on Fertility in Experimental Retrocervical Endometriosis / O efeito das células-tronco mesenquimais na fertilidade em endometriose retrocervical experimental

Abstract Purpose To evaluate the effect of mesenchymal stem cells (MSCs) on fertility in experimental retrocervical endometriosis. Methods A total of 27 New Zealand rabbits were divided into three groups: endometriosis, in which endometrial implants were created; mesenchymal, in which MSCs were applied in addition to the creation of endometrial implants; and control, the group without endometriosis. Fisher's exact test was performed to compare the dichotomous qualitative variables among the groups. The quantitative variables were compared by the nonparametric Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests. The MannWhitney test was used for post-hoc multiple comparison with Boniferroni correction. Results Regarding the beginning of the fertile period, the three groups had medians of 14±12.7, 40±5, and 33±8.9 days respectively (p = 0.005). With regard to fertility (number of pregnancies), the endometriosis and control groups showed a rate of 77.78%, whereas the mesenchymal group showed a rate of 11.20% (p = 0.015). No differences in Keenan's histological classification were observed among the groups (p = 0.730). With regard to the macroscopic appearance of the lesions, the mesenchymal group showed the most pelvic adhesions. Conclusion The use of MSCs in endometriosis negatively contributed to fertility, suggesting the role of these cells in the development of this disease.

Resumo Objetivo Avaliar o efeito das células-tronco mesenquimais sobre a fertilidade na endometriose retrocervical experimental. Métodos Um total de 27 coelhas da raça Nova Zelândia foram divididas em três grupos: endometriose, em que os implantes endometriais foram criados; mesenquimal, em que as células-tronco mesenquimais foram aplicadas complementarmente à criação implantes endometriais; e controle, sem endometriose. O teste exato de Fisher foi realizado para comparar variáveis dicotômicas qualitativas entre os grupos. As variáveis quantitativas foram comparadas pelos testes não paramétricos de MannWhitney e Kruskal-Wallis. O teste de Mann-Whitney foi utilizado para a comparação múltipla pós-hoc com correção de Boniferroni. Resultados em relação ao início do período fértil, os grupos endometriose, mesenquimal e controle tiveram medianas de 14±12,7; 40±5; e 33±8,9 dias, respectivamente (p = 0,005). Sobre a taxa de fertilidade (número de gravidezes), os grupos endometriose e controle mostraram uma taxa de 77,78%, enquanto o grupo mesenquimal mostrou uma taxa de 11,20% (p = 0,015). Não foram observadas diferenças na classificação histológica de Keenan entre os grupos (p = 0,730). No que diz respeito à aparência macroscópica das lesões, o grupo mesenquimal mostrou maiores adesões pélvicas. Conclusão O uso de células-tronco mesenquimais na endometriose contribuiu negativamente para a fertilidade, sugerindo o papel dessas células no desenvolvimento da doença.

Comparison of two surgical techniques for creating an acute myocardial infarct in rats / Comparação de duas técnicas cirúrgicas para criar um infarto agudo do miocárdio em ratos

Objective: To perform a comparative assessment of two surgical techniques that are used creating an acute myocardial infarc by occluding the left anterior descending coronary artery in order to generate rats with a left ventricular ejection fraction of less than 40%. Methods: The study was completely randomized and comprised 89 halothane-anaesthetised rats, which were divided into three groups. The control group (SHAM) comprised fourteen rats, whose left anterior descending coronary artery was not occluded. Group 1 (G1): comprised by 35 endotracheally intubated and mechanically ventilated rats, whose left anterior descending coronary artery was occluded. Group 2 (G2): comprised 40 rats being manually ventilated using a nasal respirator whose left anterior descending coronary artery was occluded. Other differences between the two techniques include the method of performing the thoracotomy and removing the pericardium in order to expose the heart, and the use of different methods and suture types for closing the thorax. Seven days after surgery, the cardiac function of all surviving rats was determined by echocardiography. Results: No rats SHAM group had progressed to death or had left ventricular ejection fraction less than 40%. Nine of the 16 surviving G1 rats (56.3%) and six of the 20 surviving G2 rats (30%) had a left ventricular ejection fraction of less than 40%. Conclusion: The results indicate a tendency of the technique used in G1 to be better than in G2. This improvement is probably due to the greater duration of the open thorax, which reduces the pressure over time from the surgeon, allowing occlusion of left anterior descending coronary artery with higher accuracy. .

Objetivo: Realizar uma avaliação comparativa de duas técnicas cirúrgicas que são usadas para criar um infarto agudo do miocárdio pela oclusão da artéria coronária descendente anterior esquerda, a fim de gerar ratos com uma fração de ejeção ventricular esquerda inferior a 40%. Métodos: O estudo foi completamente randomizado e composto por 89 ratos anestesiados com halotano, que foram divididos dentro de três grupos. O grupo controle (SHAM) composto por 14 ratos, cuja artéria coronária descendente anterior esquerda não foi ocluída. Grupo 1 (G1): composto por 35 ratos intubados endotraquealmente e ventilados mecanicamente, cuja artéria coronária descendente anterior esquerda foi ocluída. Grupo 2 (G2): constituído por 40 ratos sendo ventilados manualmente utilizando um respirador nasal, cuja artéria coronária descendente anterior esquerda foi ocluída. Outras diferenças entre as duas técnicas incluem o método de realizar a toracotomia e remover o pericárdio, a fim de expor o coração, e o uso de diferentes métodos e tipos de sutura para fechar o tórax. Sete dias após a cirurgia, a função cardíaca de todos os ratos sobreviventes foi determinada por ecocardiografia. Resultados: Nenhum rato do grupo SHAM foi a óbito ou teve fração de ejeção ventricular esquerda menor que 40%. Nove dos 16 ratos sobreviventes do G1 (56,3%) e seis dos 20 ratos sobreviventes do G2 (30%) tiveram uma fração de ejeção ventricular esquerda inferior a 40%. Conclusão: Os resultados indicam uma tendência da técnica utilizada no G1 ser melhor do que a do G2. Esta melhora deve-se provavelmente à maior duração do tórax aberto, o que reduz a pressão de tempo sobre o cirurgião, permitindo uma oclusão da artéria coronária descendente anterior esquerda com maior acurácia. .

Morphology and morphometry of feline bone marrow-derived mesenchymal stem cells in culture / Morfologia e morfometria das células-tronco mesenquimais isoladas de medula óssea de gato

Mesenchymal stem cells (MSC) are increasingly being proposed as a therapeutic option for treatment of a variety of different diseases in human and veterinary medicine. Stem cells have been isolated from feline bone marrow, however, very few data exist about the morphology of these cells and no data were found about the morphometry of feline bone marrow-derived MSCs (BM-MSCs). The objectives of this study were the isolation, growth evaluation, differentiation potential and characterization of feline BM-MSCs by their morphological and morphometric characteristics. in vitro differentiation assays were conducted to confirm the multipotency of feline MSC, as assessed by their ability to differentiate into three cell lineages (osteoblasts, chondrocytes, and adipocytes). To evaluate morphological and morphometric characteristics the cells are maintained in culture. Cells were observed with light microscope, with association of dyes, and they were measured at 24, 48, 72 and 120h of culture (P1 and P3). The non-parametric ANOVA test for independent samples was performed and the means were compared by Tukey's test. On average, the number of mononuclear cells obtained was 12.29 (±6.05x106) cells/mL of bone marrow. Morphologically, BM-MSCs were long and fusiforms, and squamous with abundant cytoplasm. In the morphometric study of the cells, it was observed a significant increase in average length of cells during the first passage. The cell lengths were 106.97±38.16µm and 177.91±71.61µm, respectively, at first and third passages (24 h). The cell widths were 30.79±16.75 µm and 40.18±20.46µm, respectively, at first and third passages (24 h).The nucleus length of the feline BM-MSCs at P1 increased from 16.28µm (24h) to 21.29µm (120h). However, at P3, the nucleus length was 26.35µm (24h) and 25.22µm (120h). This information could be important for future application and use of feline BM-MSCs.(AU)

As células tronco mesenquimais são utilizadas na terapia de várias doenças na medicina humana e veterinária. As células tronco foram isoladas da medula óssea de gato, entretanto, existem poucos dados referentes a morfologia e não existem informações sobre a morfometria das células tronco isoladas da medula óssea. Os objetivos do presente estudo foram o isolamento, avaliação do crescimento, potencial de diferenciação e caracterização morfológica e morfométrica das células mesenquimais de gato isoladas de medula óssea. A diferenciação in vitro foi realizada para confirmar a multipotencialidade das células mesenquimais de gato (diferenciação em osteoblastos, condrócitos, adipócitos). As células mesenquimais foram mantidas em cultivo para avaliações morfológica e morfométrica. As células foram coradas e observadas em microscopia ótica. As mensurações foram realizadas com 24, 48, 72 e 120h de cultura (primeira e terceira passagens). O teste não paramétrico ANOVA foi utilizado e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey. O número médio de células mononucleares obtido foi de 12,29 (±6,05x106) células/mL de medula óssea. As células mesenquimais são longas e fusiformes, e escamosas com citoplasma abundante. No estudo morfométrico, observou-se aumento no comprimento médio das células durante a primeira passagem. As medidas de comprimento das células foram: 106,97±38,16µm e 177,91±71,61µm, respectivamente, na primeira e terceira passagens (24 horas). As medidas de largura das células foram: 30,79±16,75 µm e 40,18±20,46 µm, respectivamente, na primeira e terceira passagens (24 horas). O comprimento do núcleo na primeira passagem aumentou de 16,28µm (24h) para 21,29µm (120h) e na terceira passagem foi de 26,35µm (24h) para 25,22µm (120h). As informações são importantes para futuras aplicações e uso da célula mesenquimal de gato.(AU)

Padronização e avaliação histológica de um modelo experimental de lesão medular / Standardization and histological evaluation of an experimental model of spinal cord injury

A lesão medular é incapacitante, irreversível e de custo econômico e social elevado. Neste estudo, objetivou-se padronizar um modelo de lesão medular, que produza paraplegia, com o uso de cateter e avaliar histologicamente a efetividade da lesão para estudos com terapia celular. Foram realizadas as lesões medulares em ratos Wistar, utilizando-se o cateter Fogarty n.3 e compressão na região toracolombar (T8-T9) durante 5 minutos. Foram estudados três grupos: grupo A, animais controle sem lesão medular; grupo B, animais submetidos à lesão, utilizando-se 50µL de compressão; grupo C, animais submetidos à lesão, utilizando-se 80µL de compressão. Foi realizada avaliação motora pela aplicação da escala BBB, antes da compressão, após recuperação anestésica, 24 e 72 horas depois da compressão e sete dias após a compressão. Após o sétimo dia da lesão, os animais foram submetidos à eutanásia, foi feita a retirada da medula espinhal, fígado e rins e realizada a análise histológica com a coloração hematoxilina-eosina. A mortalidade variou entre os grupos, com 0% no grupo A, 38,5% no B e 48% no C. Nesses dois últimos grupos, a causa da morte foi edema pulmonar neurogênico, confirmado clínica e histologicamente. As medulas espinhais histologicamente apresentaram diferentes graus de edema, congestão vascular e hemorragia, enquanto que os fígados e os rins apresentaram diferentes graus de congestão vascular e necrose. Em relação à recuperação dos movimentos, no grupo A, verificou-se 100% de escore 21; no B, 25% de escore 21; 37,5% de escore 11; e 37,5% de escore 0; enquanto, no grupo C, verificou-se 100% de escore 0. Conclui-se que o procedimento realizado utilizando-se 80µL de solução salina para preencher o balão do cateter foi mais eficiente, apesar de maior mortalidade, pois apresentou maior porcentagem de animais com lesão completa (paraplegia).

Spinal cord injury is disabling, irreversible and with high economic and social cost. This study aimed to standardize a model of spinal cord injury to induce paraplegia, with a catheter and to evaluate the effectiveness of the histological lesion for further studies with cell therapy. Cord lesions were performed in Wistar rats using the Fogarty catheter n.3 and compression in the thoracolumbar region (T8-T9) for 5 minutes. We studied three groups: A control group without spinal cord injury, B group subjected to 50?L compression injury, C group with animals subjected to 80?L compression injury. Motor evaluation was performed by applying the BBB scale, before compression, after recovery from anesthesia, 24 and 72 hours after compression and 7 days after compression. At the seventh day after injury, the animals were euthanized. The spinal cord, liver and kidneys were removed and a histological analysis was performed with hematoxylin-eosin staining. Mortality varied among groups, it was 0% in group A, 38.5% in group B and 48% in group C. In the latter two groups the cause of death was neurogenic pulmonary edema, clinically and histologically confirmed. Histologically the spinal cord showed different degrees of edema, hemorrhage and vascular congestion, while the liver and kidneys showed different degrees of vascular congestion and necrosis. Regarding movement recovery, in group A it was found a 100% score 21, in group B 25% of score 21, 37.5% score 11 and 37.5% of score zero, whereas in group C there was a 100% of score zero. It is concluded that the procedure performed using 80?L of saline to fill the balloon catheter was more efficient because, although the higher percentage of mortality, it induced a higher percentage of animals with complete injury (paraplegia).

Genetic evaluation of mesenchymal stem cells by G-banded karyotyping in a Cell Technology Center

OBJECTIVE: To present the initial results of first three years of implementation of a genetic evaluation test for bone marrow-derived mesenchymal stem cells in a Cell Technology Center. METHODS: A retrospective study was carried out of 21 candidates for cell therapy. After the isolation of bone marrow mononuclear cells by density gradient, mesenchymal stem cells were cultivated and expanded at least until the second passage. Cytogenetic analyses were performed before and after cell expansion (62 samples) using G-banded karyotyping. RESULTS: All the samples analyzed, before and after cell expansion, had normal karyotypes, showing no clonal chromosomal changes. Signs of chromosomal instability were observed in 11 out of 21 patients (52%). From a total of 910 analyzed metaphases, five chromatid gaps, six chromatid breaks and 14 tetraploid cells were detected giving as total of 25 metaphases with chromosome damage (2.75%). CONCLUSION: The absence of clonal chromosomal aberrations in our results for G-banded karyotyping shows the maintenance of chromosomal stability of bone marrow-derived mesenchymal stem cells until the second passage; however, signs of chromosomal instability such as chromatid gaps, chromosome breaks and tetraploidy indicate that the long-term cultivation of these cells can provide an intermediate step for tumorigenesis. .

Brazilian minipig as a large-animal model for basic research and stem cell-based tissue engineering. Characterization and in vitro differentiation of bone marrow-derived mesenchymal stem cells

Stem cell-based regenerative medicine is one of the most intensively researched medical issues. Pre-clinical studies in a large-animal model, especially in swine or miniature pigs, are highly relevant to human applications. Mesenchymal stem cells (MSCs) have been isolated and expanded from different sources. Objective: This study aimed at isolating and characterizing, for the first time, bone marrow-derived MSCs (BM-MSCs) from a Brazilian minipig (BR1). Also, this aimed to validate a new large-animal model for stem cell-based tissue engineering. Material and Methods: Bone marrow (BM) was aspirated from the posterior iliac crest of twelve adult male BR1 under general anesthesia. MSCs were selected by plastic-adherence as originally described by Friedenstein. Cell morphology, surface marker expression, and cellular differentiation were examined. The immunophenotypic profile was determined by flow cytometry. The differentiation potential was assessed by cytological staining and by RT-PCR. Results: MSCs were present in all minipig BM samples. These cells showed fibroblastic morphology and were positive for the surface markers CD90 (88.6%), CD29 (89.8%), CD44 (86.9%) and negative for CD34 (1.61%), CD45 (1.83%), CD14 (1.77%) and MHC-II (2.69%). MSCs were differentiated into adipocytes, osteoblasts, and chondroblasts as demonstrated by the presence of lipidic-rich vacuoles, the mineralized extracellular matrix, and the great presence of glycosaminoglycans, respectively. The higher gene expression of adipocyte fatty-acid binding protein (AP2), alkaline phosphatase (ALP) and collagen type 2 (COLII) also confirmed the trilineage differentiation (p<0.001, p<0.001, p=0.031; respectively). Conclusions: The isolation, cultivation, and differentiation of BM-MSCs from BR1 makes this animal eligible as a useful large-animal model for stem cell-based studies in Brazil. .

Expansão de células-tronco da medula óssea e do sangue de cordão umbilical humano / Expansion of stem cells from bone marrow and human umbilical cord blood

Células-tronco/progenitoras frequentemente não estão disponíveis em quantidade suficiente para restauração de órgãos e tecidos danificados, sendo necessária sua expansão in vitro. Instalações físicas adequadas, pessoal técnico qualificado, reagentes de grau clínico e protocolos bem definidos de acordo com as condições de boas práticas de fabricação são imprescindíveis para assegurar a qualidade e segurança das células infundidas no paciente. A medula óssea e o sangue de cordão umbilical ainda são as fontes de células mais utilizadas em terapias. Protocolos bem sucedidos de expansão utilizando células-tronco hematopoéticas, células-tronco mesenquimais e células progenitoras endoteliais já têm sido empregados em estudos pré-clínicos e clínicos. A escolha do tipo celular adequado deve ser direcionada pelo tamanho da lesão ou natureza do tecido tratado e pelo efeito terapêutico desejado. Estudos recentes têm demonstrado que propriedades de diferentes células expandidas in vitro podem ser combinadas para obtenção de um resultado melhor no tratamento de algumas doenças. Células em culturas de longo termo precisam ser acompanhadas por meio de diversas técnicas de citogenética clássica e molecular para demonstrar que não há evidências de transformação espontânea ou sinais de imortalização. Ensaios utilizando a infusão de células expandidas através da barreira alogeneica e xenogeneica, apresentaram melhora funcional e foram alcançados sem imunossupressão e sem evidências de infiltrados celulares que indicariam resposta imune. Porém, mais estudos precisam ser realizados para avaliar a imunogenicidade destas células e garantir a segurança da terapia celular alogênica permitindo sua consolidação no uso clínico. Aqui apresentamos uma atualização sobre expansão celular associada com seu uso clínico.

Stem/progenitor cells are not frequently available in large enough amounts to repair damaged tissues and organs and so in vitro expansion is necessary. Appropriate facilities, qualified technicians, clinical-grade reagents and well defined protocols relating to good manufacturing products are essential to assure the quality and security of the cells injected in the patient. Bone marrow and human umbilical cord blood are still the best sources of cells for therapies. Successful expansion protocols using hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells and endothelial progenitor cells have already been used in clinical and pre-clinical trials. Adequate cell choice should consider the extent of injury or nature of the damaged tissue and the desired therapeutic effect. Recent studies have demonstrated that properties of different in vitro expanded cells can be combined aiming to improve the outcome of the treatment of some diseases. Long-term cell cultures need to be followed up by classical and molecular cytogenetic techniques to demonstrate that there is no evidence of spontaneous transformation or signs of immortalization. Assays using expanded cell infusions across both xenogeneic and allogeneic transplant barriers showed functional improvement and were achieved without immunosuppression and without evidence of a cellular infiltrate that would indicate an immune response. However, more research needs to be performed to evaluate the immunogenicity of these cells and to guarantee the safety of allogeneic cell therapy, allowing consolidation of their clinical use. Here, we present an update regarding cellular expansion associated with their clinical use.

Formação in vitro de túbulos capilares a partir de células de sangue de cordão umbilical humano com perspectivas para aplicação terapêutica / In vitro formation of capillary tubules from human umbilical cord blood cells with perspectives for therapeutic application

OBJETIVO: As células progenitoras endoteliais (CPE), caracterizadas pelo marcador CD133+, contribuem para a neovascularização, e o aumento no número dessas células pode ser uma ferramenta terapêutica promissora. O sangue de cordão umbilical humano contém um número significante de CPE, sugerindo a possibilidade do uso destas células para a revascularização de tecidos isquêmicos. O objetivo desse trabalho foi analisar a funcionalidade das células CD133+ diferenciadas in vitro. MÉTODOS: As células diferenciadas foram caracterizadas por citometria de fluxo; a expressão do mRNA de VEGF foi avaliada por RT-PCR e a funcionalidade, por meio de ensaios de formação de túbulos capilares. RESULTADOS: As células diferenciadas perderam os marcadores de CPE, mantiveram em níveis baixos os marcadores das linhagens hematopoética e monocíticas e aumentaram a expressão dos marcadores de células endoteliais adultas. As células diferenciadas apresentaram transcritos no mRNA de VEGF e mostraram-se capazes de formar túbulos capilares in vitro. CONCLUSÃO: As células CD133+ diferenciadas in vitro em células endoteliais demonstraram serem funcionalmente ativas, abrindo perspectiva para seu uso futuro em aplicações terapêuticas.

OBJECTIVE: Endothelial progenitor cells (EPC) caracterized by the CD133+ marker, contribute to the neovascularization. Increasing EPC number in vitro could be a promising therapeutic tool. Human umbilical cord blood maintains a significant number of EPC, suggesting the possibility to use these cells to induce the revascularization of ischemic tissues. The aim of this study was to analize the in vitro function of differentiated CD133+ cells. METHODS: Cells were characterized by flow cytometry, VEGF mRNA expression was evaluated by the RT-PCR analysis and the functionally by essays of capillary tubes formation. RESULTS: Differentiated cells lost EPC markers, maintained low levels of markers for hematopoietic and monocytic cell lines and increased the expression of adult endothelial cell markers. Differentiated cells expressed VEGF mRNA and were capable to induce in vitro capillary tubules formation. CONCLUSION: CD133+ cells differentiated into endothelial cells in vitro are functionally active initiating the possibility of their use in future therapeutic applications.

A comparacão entre o transplante de células tronco mononucleares e mesenquimais no infarto do miocárdio / Comparison of mononuclear and mesenchymal stem cell transplantation in myocardium infarction

INTRODUÇAO: O transplante de células no miocárdio tem se mostrado tecnicamente reprodutível, entretanto, existem dúvidas em relacão a melhor fracão das células da medula óssea a ser utilizada. Desta forma, o objetivo deste estudo é analisar o resultado do transplante de células tronco mononucleares (MO) e mesenquimais (ME) no infarto do miocárdio. MÉTODO: Quarenta e dois ratos Wistar foram induzidos ao infarto do miocárdio. Após uma semana, os animais foram submetidos à ecocardiografia para avaliacão da fracão de ejecão (FE) e dos volumes diastólico (VDFVE) e sistólico (VSFVE) finais do ventrículo esquerdo. Após dois dias, os animais foram reoperados e divididos em grupos: 1) controle (n=21), que recebeu 0,15 ml de meio de cultura, 2) MO (n=8) e 3) ME (n=13), que receberam 3x10(6) células mononucleares e mesenquimais, respectivamente, no infarto. As MO foram obtidas a partir de uma puncão da medula e isoladas pelo método Ficoll-Hypaque, as ME, após o mesmo processo, foram cultivadas por 14 dias. Os animais foram submetidos à ecocardiografia após um mês. A histologia foi realizada pelo método Tricrômio de Gomery. RESULTADOS: Não houve diferenca entre os grupos na ecocardiografia de base. Entretanto, um mês após o transplante, observou-se uma diminuicão da FE no grupo controle e uma estabilizacão nos demais grupos. Os três grupos apresentaram dilatacão ventricular. A análise histológica do infarto identificou, no grupo ME, células endoteliais e musculares lisas, no grupo MO, apenas células endoteliais. CONCLUSÕES: Tanto o grupo MO, como o ME, apresentaram uma estabilizacão da FE após o infarto do miocárdio, uma regeneracão vascular, entretanto, com remodelamento ventricular.

O transplante em conjunto de células mioblásticas esqueléticas e mesenquimais (cocultivadas) na disfunção ventricular pós-infarto do miocárdio / Combined transplantation of skeletal myoblasts and mesenchymal cells (cocultivation) in ventricular dysfunction after myocardial infarction

OBJETIVO: A terapia celular no miocárdio tem sido realizada fundamentalmente com dois tipos celulares: as células mioblásticas esqueléticas (miogênicas) e as mesenquimais (angiogênicas) com resultados satisfatórios. Foi analisado o resultado do transplante em conjunto destas células (CEM) em ratos infartados. MÉTODOS: Foram induzidos ao infarto do miocárdio, por meio de ligadura da coronária esquerda 26 ratos Wistar. Após uma semana, os animais foram submetidos à ecocardiografia para avaliação da fração de ejeção (FE, por cento) e dos volumes diastólico e sistólico finais do ventrículo esquerdo (VDF, VSF,ml). Após dois dias os animais foram reoperados e divididos em dois grupos: 1) controle (n=10) que recebeu 0,15 ml de meio de cultura e 2) CEM (n=16) que recebeu 7.5x106 células mioblásticas esqueléticas e mesenquimais, heterólogas, na região do infarto. As células foram obtidas a partir da punção da crista ilíaca e da biópsia do músculo esquelético, ambas submetidas à cultura celular in vitro. Após um mês, os animais foram submetidos a nova ecocardiografia. RESULTADOS: Não houve diferença significativa entre os dois grupos quanto a FE, VDF e VSF nos valores ecocardiográficos de base. Um mês após o transplante, foram observados diminuição da FE no grupo controle (29.31 ± 5.6 por cento para 23.54 ± 6.51 por cento p=0.048) e acréscimo da FE no grupo CEM (24.03 ± 8.68 por cento para 31.77 ± 9.06 por cento, p=0.011). Identificou-se a presença de neovasos e fibras musculares, nas regiões de fibrose miocárdica no grupo CEM. CONCLUSAO: O cocultivo das células mioblásticas esqueléticas e das células mesenquimais é funcionalmente efetivo.

Transplante celular: análise funcional, imunocitoquímica e histopatológica em modelo experimental de miocardiopatia isquêmica utilizando diferentes células / Cellular transplant: functional, immunocytochemical and histopathologic analysis in an experimental model of ischemic heat disease using different cells

OBJETIVO: Apresentar os resultados funcionais, imunocitoquímicos e histopatológicos, in vitro ou em espécimes cardíacas após isolamento, cultura e co-cultura de células tronco mesenquimais, células mioblásticas esqueléticas e transplantadas e co-transplantadas em animais de laboratório com miocardiopatia isquêmica e fração de ejeção do ventrículo esquerdo menor de 40 por cento. MÉTODO: Foram empregados 72 ratos Wistar, divididos em quatro grupos de acordo com o meio de cultura ou das células injetáveis: Grupo controle em que foi injetado apenas o meio de cultura (22 ratos); Grupo de células tronco mesenquimais (17 ratos); Grupo de células mioblásticas esqueléticas (16 ratos) e grupo co-cultura (17 ratos). Nos estudos imunocitoquímicos, as células foram marcadas com anti-vimentina, anti-desmina e anti-miosina. Nos estudos histopatológicos, as lâminas foram coradas com Tricômio de Gomori e identificados neovasos e tecido muscular. Na análise funcional, foi medida a fração de ejeção do ventrículo esquerdo em dois momentos do seguimento, uma semana após o infarto do miocárdio e um mês após a injeção. RESULTADOS: A fração de ejeção do ventrículo esquerdo entre os quatro grupos não apresentou diferença estatística significante (P=0,276), o ecocardiograma de seguimento demonstrou diferença estatística significante (P=0,001). Essa diferença ocorreu entre o grupo controle e o grupo de células mioblásticas esqueléticas (P=0,037), entre o grupo controle e o grupo co-cultura (P<0,001) e o grupo de células tronco mesenquimais e o grupo co-cultura (P=0,025). Quando se compararam as medidas obtidas dos dois ecocardiogramas em cada grupo, encontrou-se diferença no grupo controle (P=0,005) para pior e no grupo co-cultura (P=0,006) para melhor. No estudo imunocitoquímico in vitro, identificou-se células tronco mesenquimais quando marcou-se com anti-vimentina e células musculares, com anti-desmina. Nas espécimes cardíacas, identificou-se tecido muscular marcada com anti-desmina e células mioblásticas esqueléticas marcadas com anti-miosina rápida. No estudo histopatológico, observaram-se novos vasos no grupo de células tronco mesenquimais, no grupo de células mioblásticas esqueléticas, tecido muscular e angiogênese e miogênese no grupo co-cultura. CONCLUSAO: A fração de ejeção do ventrículo esquerdo melhorou no grupo em que foram injetadas células musculares, mais acentuadamente no grupo co-cultura.