Avaliação dos efeitos modulatórios da hematopoese no envelhecimento: Papel das células tronco mesenquimais medulares / Evaluation of the modulatory effects of hematopoiesis during aging: Role of bone marrow mesenchymal stem cells

O envelhecimento é um processo fisiológico que traz consigo uma série de alterações no organismo que se estendem até o nível molecular. Diante disto, este é um processo complexo que afeta diversos tecidos, sendo um deles o hematopoético, local onde, através de interações da Célula Tronco Hematopoética (CTH) com o ambiente ao seu redor, incluindo a Célula Tronco Mesenquimal (CTM), ocorre a hematopoese. Embora já sejam descritas na literatura algumas alterações na medula óssea consequentes do envelhecimento, os mecanismos por trás de tais mudanças permanecem elusivas, principalmente no âmbito das interações celulares ocorrentes na medula óssea. Portanto, este trabalho buscou investigar como o envelhecimento afeta a regulação hematopoética no contexto de sua relação com as CTM medulares. Para esta pesquisa, foram utilizados camundongos machos isogênicos da linhagem C57BL/6, dividindoos em grupos conforme sua idade: jovens (3 ­ 5 meses) e idosos (18 ­ 19 meses). Foi realizada a caracterização do modelo através de aspectos físicos como consumo proteico, variação de peso, entre outros, seguido de avaliação bioquímica e hematológica. Adicionalmente, foram coletadas células medulares e, posteriormente, realizado o isolamento das CTMs. Para estudar a relação destas células com a hematopoese, foram realizados ensaios in vitro utilizando a linhagem celular leucêmica C1498 (TIB-49™, ATCC®) mantidas em contato com o sobrenadante das CTMs isoladas. Quanto aos parâmetros bioquímicos, os animais idosos apresentaram menores níveis de albumina, aspartato alanina transferase (ALT) e de triglicerídeos quando comparados aos animais jovens. Contrariamente, os animais idosos apresentaram um maior nível de colesterol. Na avaliação hematológica, foi constatado pelo hemograma que os animais idosos apresentaram valores comparáveis aos animais jovens, todavia, o mielograma mostrou menor celularidade geral, seguido de menor número de células da linhagem eritroide e maior número de precursores granulocíticos. Através da imunofenotipagem, foi revelado um maior número de CTHs e de precursores grânulosmonocíticos na medula de animais idosos quando comparado aos jovens, e uma menor frequência de progenitores linfoides. Na imunofenotipagem de sangue periférico de animais idosos houve uma redução no número de linfócitos B e de eritrócitos, e aumento na população de células natural killers. Na imunofenotipagem de CTMs, o marcador CD73 apresentou menor expressão nos animais idosos. Avaliando o secretoma destas células estromais, foram encontrados no sobrenadante de CTMs de animais idosos aumentos significativos nas concentrações de CXCL12 e SCF e redução de IL-11. No âmbito molecular, as CTMs de animais idosos apresentaram aumento na expressão de Akt1, Nos e Ppar-γ, e redução na expressão de Csf3 e Cdh2. Adicionalmente, quando comparado a ação das CTMs de animais idosos em relação as CTMs de animais jovens, observou-se que CTMs de animais idosos foram capazes de aumentar a expressão de Sox2, Pou5f1 e Nanog e diminuir a expressão de Cdkn1a de células da linhagem C1498. O sobrenadante de CTMs de animais idosos também resultou na maior proliferação e migração de células da linhagem C1498. Portanto, levando em consideração a importância das CTMs sobre a regulação do sistema hematopoético, pode-se concluir que, no envelhecimento, as CTMs criam um ambiente propício para a proliferação celular no qual a manutenção da pluripotência é estimulada, o que pode acarretar em uma desregulação do sítio hematopoético quando habitado por células malignas

Aging is a physiological process in which occurs a series of alterations in an organism that extend to a molecular level. It is a complex process that affects various tissues, one of them being the bone marrow, wherethrough the interactions of the hematopoietic stem cell (CTH) with its surrounding environment, including with the mesenchymal stem cell (CTM), hematopoiesis takes place. Although some aging-associated alterations in the bone marrow can be found described in the literature, the mechanisms behind said changes remain elusive, especially when regarding the cellular interactions present inside the bone marrow. Therefore, this research aimed to investigate how aging affects the regulation of hematopoiesis in the context of its interactions with bone marrow-derived CTMs. For this investigation, male isogenic C57BL/6 mice were used as animal models. These were separated in two groups according to their age: young (3 ­ 5 months) and aged (18 ­ 19 months). The animal models were characterized by their physical properties such as protein intake and weight variation, followed by biochemical and hematological evaluation. Bone marrow cells were obtained and identified through immunophenotyping, thus isolating different cell populations, including the CTMs. To study the relationship between these cells and hematopoiesis, in vitro assays were conducted utilizing the leukemic cell lineage C1498 (TIB-49™, ATCC®) maintained in contact with the supernatant of isolated CTMs. By their biochemical profile, aged mice showed lower levels of albumin, alanine-aspartate transferase (ALT) and triglycerides compared to the young group. In contrast, aged mice had a higher cholesterol level. Hematological evaluation by total blood count showed similar results between the two groups, however, the myelogram revealed that the aged animals had lower cellularity, with less frequent cells from the erythroid lineage, with an increase in granulocytic precursors. Through immunophenotyping, it was also revealed that aged mice have higher numbers of hematopoietic stem cells, while also being noted a reduced population of lymphoid progenitors. An increase in the granulomonocytic progenitors was also found. Immunophenotyping peripheral blood cells of aged mice revealed reduced numbers of B lymphocytes and erythrocytes, and an increased natural killer cell population. Additionally, the cell surface marker CD73 was found to be less expressed in aged mice CTMs. The secretome of these stromal cells obtained from aged mice showed higher levels of CXCL12 and SCF, and lower levels of IL-11when compared to the young counterparts. At a molecular level, CTMs obtained from aged mice expressed more Akt1, Nos and Ppar-γ, while the expression of Csf3 and Cdh2 was reduced. Additionally, when comparing the effects of aged mice CTMs with young mice CTMs, it was observed that the first expressed were capable of increasing the expression of Sox2, Pou5f1 and Nanog, while decreasing Cdkn1a expression in the C1498 cell lineage. The supernatant obtained from aged mice also favored the proliferation and cell migration of the C1498 cell line. Thus, considering the importance that CTMs have over the hematopoietic system, we can conclude that, in aging, CTMs create a special environment which favors cell proliferation and maintenance of pluripotency, which can result in a dysregulation of the hematopoietic tissue when malignant cells are present

Identification of new human mesenchymal stem cell biomarker by aptamers / Identificação de novos biomarcadores de células tronco mesenquimais de origem humana por meio de aptâmeros

Stem cells are undifferentiated cells that can be distinguished from others by their ability to self-renew and to differentiate into new specific cell types. Mesenchymal stem cells (MSC) are adult stem cells that can be obtained from different sources, such as adipose tissue, bone marrow, dental pulp, and umbilical cord. They can either replicate, originating new identical cells, or differentiate into cells of mesodermal origin and from other germ layers. MSC have been studied as new tools for regenerative therapy. Although encouraging results have been demonstrated, MSC-based therapies still face a great barrier: the difficulty of isolating these cells from heterogeneous environments. MSC are currently characterized by immunolabelling through a set of multiple surface membrane markers, including CD29, CD73, CD90 and CD105, which are also expressed by other cell types. Hence, the present work aimed to identify new specific biomarkers for the characterization of human MSC using DNA aptamers produced by the SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichment) technique. Our results showed that MSC from different origins bound to DNA candidate aptamers, that is, DNA or RNA oligonucleotides selected from random libraries that bind specifically to biological targets. Aptamer-bound MSC could be isolated by fluorescenceactivated cell sorting (FACS) procedures, enhancing the induction of differentiation into specific phenotypes (chondrocytes, osteocytes and adipocytes) when compared to the whole MSC population. Flow cytometry analyses revealed that candidate aptamers bound to 50% of the MSC population from dental pulp and did not present significant binding rates to human fibroblasts or lymphocytes, both used as negative control. Moreover, immunofluorescence images and confocal analyses revealed staining of MSC by aptamers localized in the surfacemembrane of these cells. The results also showed internal staining of human monocytes by our investigated aptamers. A non-specific control aptamer (CNTR APT) obtained from the random pool was then utilized to compare the specificity of the aptamers bound to the analyzed non-apoptotic cells, showing no staining for MSC. However, 40% of the monocytes bound to the CNTR APT. Normalized data based on the cells bound to candidate aptamers compared to those bound to the CNTR APT, revealed a 10 to 16-fold higher binding rate for MSC against 2-fold for monocytes. Despite its low specificity, monocyte-aptamer binding occurs probably due to the expression of shared markers with MSC, since monocytes are derived from hematopoietic stem cells and are important for the immune system ability to internalize/phagocyte external molecules. Given that, we performed a pull-down assay followed by mass spectrometry analysis to detect which MSC-specific protein or other target epitope not coexpressed by monocytes or the CNTR APT would bind to the candidate aptamer. Distinguishing between MSC and monocyte epitopes is important, as both cells are involved in immunomodulatory effects after MSC transplantations. ADAM17 was found to be a target of the APT10, emerging as a possible biomarker of MSC, since its involvement in the inhibition of the TGF signaling cascade, which is responsible for the differentiation of MSC. Thus, MSC with a higher stemness profile should overexpress the protein ADAM17, which presents a catalytic site with affinity to APT10. Another target of Apt 10 is VAMP3, belonging to a transmembrane protein complex that is involved in endocytosis and exocytosis processes during immune and inflammatory responses. Overall, proteins identified as targets of APT10 may be cell surface MSC biomarkers, with importance for MSC-based cell and immune therapies

Células tronco são células indiferenciadas que podem ser distinguidas de outros tipos celulares por meio da habilidade de se auto renovarem e de se diferenciarem em novos tipos celulares. Células tronco mesenquimais (MSC) são células tronco adultas encontradas em diferentes tecidos como tecido adiposo, polpa de dente e cordão umbilical. Estas células podem se autodividir em células idênticas ou se diferenciarem em células de origem mesodermal. Estas células têm sido estudadas em novas aplicações que envolvem terapia regenerativas. Embora resultados encorajadores tenham sido demonstrados, terapias que utilizam MSC ainda encontram uma grande barreira: a dificuldade no isolamento destas células a partir de um ambiente heterogêneo. MSC são caracterizadas por populações positivas em ensaios de imunomarcação para os epítopos membranares CD29, CD73, CD90 e CD105, presentes também em outros tipos celulares. Assim, o presente trabalho tem o objetivo de identificar novos biomarcadores de MSC de origem humana, utilizando aptâmeros de DNA produzidos pela técnica SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential Enrichment) como ferramenta. Nossos resultados mostraram que MSC de diferentes origens ligam-se a aptâmeros (oligonucleotídeos de DNA ou RNA que atuam como ligantes específicos de alvos moleculares) de DNA candidatos que atuam no isolamento de MSC por meio da técnica FACS de separação celular, promovendo uma maior indução de diferenciação em células específicas (condrócitos, osteócitos e adipócitos) comparada com a população total de MSC. Análises de citometria de fluxo mostraram que os aptâmeros candidatos se ligam a 50% das MSC de polpa de dente e não apresentam taxa de ligação significante para fibroblastos e linfócitos de origem humana - utilizados como controles negativo. Além domais, imagens de imunofluorescência e confocal mostraram ligação na superfície da membrana de MSC e a marcação interna de monócitos a estes aptâmeros. Portanto, um aptâmero controle (CNTR APT) foi utilizado para comparar a especificidade dos aptâmeros ligados a células viáveis, mostrando a não ligação deste aptâmero a MSC. Porém, 40% da população de monócitos ligou-se ao CNTR APT. Uma normalização baseada na comparação entre as taxas de ligação entre células ligadas com aptâmeros candidatos e o aptâmero controle gerou uma taxa de especificidade entre 10-16 vezes maior para MSC contra 2,5 vezes para os monócitos. Deste modo, embora os resultados tenham mostrado uma taxa de ligação entre monócitos e aptâmeros, as MSC ligadas aos aptâmeros candidatos possuem uma maior taxa de especificidade devido a uma maior presença de antígenos que são expressos em ambas as células. Um ensaio de Pull Down seguido de espectrometria de massas foi utilizado para a identificação de biomarcadores que se ligariam aos aptâmeros candidatos, e que não seriam co-expressos por monócitos e por antígenos ligados ao aptâmero controle. Deste modo, a proteína ADAM17 foi identificada nas amostras de APT10 ligadas às MSC. Tal proteína está relacionada à inibição de uma cascata de sinalização da família de proteínas TGF, responsável pela diferenciação de MSC. Assim, MSC com maior potencial tronco deveriam expressar ADAM17 em maior quantidade. Tal proteína apresenta um sítio catalítico que demonstra interagir com o APT10, de acordo com predição Docking entre proteína e DNA. Foi identificada também, a proteína VAMP3, que pertence a um complexo proteico transmembranar responsável pelos processos de endocitose e exocitose, e que podem ter um papel importante na liberação de citocinas e outras moléculas relacionadas às respostas imune e inflamatórias. Deste modo, o APT10 identificou proteínas importantes que devem estar relacionas com a melhora de imunoterapias que utilizam MSC

Influência da Delfinidina como potencial modulador da capacidade imunorregulatória das Células-Tronco Mesenquimais / Influence of Delphinidin as a potential modulator of the immunoregulatory capacity of Mesenchymal Stem Cells

As Células-Tronco Mesenquimais (CTMs), são células multipotentes, presentes em diversos tecidos, sendo bastante estudada devido sua capacidade imunorregulatória por meio da liberação de fatores solúveis. Fatores estes que atuam sobre as funções de células do sistema imunitário. Simultaneamente, estudos indicam que os compostos flavonoides, em destaque a Delfinidina, presente em alguns frutos e flores, possuem atuação anti-inflamatória e inibitória sobre células do sistema imunitário. Todavia, são escassos os estudos em relação entre a capacidade imunorregulatória da CTM e a influência da Delfinidina, sendo este o objetivo deste estudo. Inicialmente, a Delfinidina 3-O-ß-D-glicosídeo foi escolhido, devido a sua maior estabilidade e a dose de 50 µM foi selecionada após análise por citometria de fluxo que mostrou aumento da fase proliferativa do ciclo celular. Posteriormente ao realizar análise da produção de fatores solúveis pelas CTM, os resultados mostraram aumento da produção de IL-10, TGF-ß e Oxido nítrico pelas CTM tratadas com Delfinidina. Bem como, diminuição da expressão de p-NF-κB/NF-κB pelas CTMs tratadas com Delfinidina, quando avaliadas por Wersten Blot. Adicionalmente, para analisar a Delfinidina sobre os efeitos imunorregulatórios da CTM sob macrófagos (RAW 264.7), célula esta, importante no sistema imune inato. Foram realizadas culturas condicionadas, com posterior análise da produção de fatores solúveis, os resultados mostraram aumento da produção de IL-10, e diminuição da produção de TNF-α, IL-1α e IL-12 pelos macrófagos, nas culturas condicionadas. Assim como, diminuição da expressão do fator p-NF-κB/NF-κB pelos macrófagos nas culturas condicionadas, quando avaliadas por Wersten Blot. Ademais, ao analisar a atividade metabólica dos macrófagos por ensaio de MTT, os resultados mostraram que as culturas condicionadas e a Delfinidina per si foi capaz de diminuir a atividade metabólica, sem alterar os efeitos anti-inflamatórios sobre a célula. Em síntese, a Delfinidina mostrou acentuar a atuação imunorregulatória da CTM sobre a linhagem macrofágica, célula esta, de grande importância para o sistema imune inato

Mesenchymal Stem Cells (MSCs) are multipotent cells present in various tissues, being widely studied due to their immunoregulatory capacity through the release of soluble factors. These factors act on the functions of cells of the immune system. Simultaneously, studies indicate that flavonoid compounds, especially Delphinidin, present in some fruits and flowers, have anti inflammatory and inhibitory effects on immune system cells. However, there are few studies on the relationship between the immunoregulatory capacity of MSC and the influence of Delphinidin, which is the objective of this study. Initially, Delphinidin 3-O-ß-D-glycoside was chosen due to its greater stability and the 50 µM dose was selected after analysis by flow cytometry which showed an increase in the proliferative phase of the cell cycle. Subsequently, when analyzing the production of soluble factors by MSCs, the results showed an increase in the production of IL-10, TGF-ß and nitric oxide by MSCs treated with Delphinidin. As well as decreased expression of p-NF-κB/NF-κB by MSCs treated with Delphinidin, when evaluated by Wersten Blot. Additionally, to analyze Delphinidin on the immunoregulatory effects of MSC on macrophages (RAW 264.7), this cell is important in the innate immune system. Conditioned cultures were performed, with subsequent analysis of the production of soluble factors, the results showed an increase in the production of IL-10, and a decrease in the production of TNF-α, IL-1α and IL-12 by macrophages, in the conditioned cultures. As well as decreased expression of p-NF-κB/NF-κB factor by macrophages in conditioned cultures, when evaluated by Wersten Blot. Furthermore, when analyzing the metabolic activity of macrophages by MTT assay, the results showed that conditioned cultures and Delphinidin itself was able to decrease the metabolic activity, without altering the anti-inflammatory effects on the cell. In summary, Delphinidin has shown to enhance the immunoregulatory action of MSC on the macrophage lineage, a cell that is of great importance for the innate immune system

Purificação de células troco de lipoaspirado humano por aptâmeros de DNA, seguida da caracterização dos fenótipos obtidos da diferenciação neuronal / Human adipose mesechymal stem cell separation by DNA aptamers followed by the characterization of the obtained phenotypes from neuronal differentiation

Células tronco mesenquimais de tecido adiposo, são uma promissora ferramenta para aplicações clínicas em terapias celular e regenerativa, em vista da facilidade de sua extração e da maior quantidade de células por unidade de massa de tecido quando comparado a outras fontes clássicas de células mesenquimais como medula óssea. O protocolo clássico de extração e purificação dessas células, depende de sua adesão em plástico e xeno-materiais demandando muito tempo para ser utilizado por médicos para auxiliar pacientes em procedimentos de emergência. Estas células são capazes se diferenciar em diversos tipos celulares, o que as torna boas candidatas para terapia celular, embora sua capacidade de transdiferenciação para fenótipos neuronais seja ainda discutida. Neste trabalho demonstramos um novo processo para isolar essas células na base de epitopos específicos expressos (assinatura molecular de superfície) utilizando aptâmeros como ligantes de alta afinidade para estes sitios. Aptâmeros, moléculas de DNA simples fita identificadas a partir de uma biblioteca combinatória de sequencias de DNA simples-fita foram identificados por ciclos reiterativos de seleção in vitro (SELEX) utilizando células tronco do lipoaspirado como alvo. Dois aptâmeros isolados, denominados APT9 e APT11, foram capazes de identificar subpopulações (15,8 e 23,7% respectivamente) dentre as células tronco mesenquimais (classicamente CD29+/CD90+/CD45-) e separá-las usando nano-partículas magnéticas acopladas aos aptâmeros. Além disso, seguindo uma indução para diferenciação neuronal, as células tronco mesenquimais passam a apresentar morfologia neuronal e apresentam expressão e atividade de diversos receptores de neurotransmissores, avaliados por PCR real-time e imageamento de variações da concentração de cálcio intracelular ápos stimulação com vários agonistas de receptores metatrópicos e ionotrópicos. Ao longo da diferenciação, os níveis transcricionais de mRNA de receptores de cininas (B1 e B2), nicotínicos (alfa 7), muscarínicos (M1, M3 e M4), glutamatérgicos (AMPA2 e mGluR2), purinérgicos (P2Y1 e P2Y4) e GABAergicos (GABA-A, subunidade 3) e da óxido nítrico sintase neural aumentaram quando comparados aos níveis das células não diferenciadas, enquanto que os níveis de expressão de outros receptores incluindo purinérgicos P2X1, P3X4, P2X7 e P2Y6 e muscarínico M5 diminuíram. Os níveis de atividade das classes dos receptores estudados, por imageamento de variações da concentração de cálcio intrac, aumentaram para a maioria dos agonistas analisados durante a diferenciação neuronal com exceção para respostas induzidas por glutamato e NMDA. Células diferenciadas expressavam altos níveis de antígenos específicos de neurônios como ß3-tubulina, NF-H, NeuN e MAP-2 indicando uma diferenciação em fenótipo neuronal bem sucedida. Desta maneira, esta tese, ao identificar aptâmeros, prove uma inovadora solução para médicos usarem as células tronco mesenquimais dentro de uma sala de cirurgia, através de um método que é capaz de purificar essas células em um tempo clínico viável, com pureza e sem contato com contaminantes. Além disso, nós mostramos aqui que com um protocolo como o proposto para diferenciação neuronal, nós poderíamos induzir essas células para se diferenciar em neurônios, através da ativação de fatores de transcrição específicos, levando às células tronco mesenquimais a serem possivelmente utilizadas em terapias celulares de reparo neuronal

Adipose mesenchymal stem cells are promising tools for clinical applications in cellular and regeneration therapies, in view of easiness of extraction and higher amount of isolated stem cells per mass of tissue when compared to other classical mesenchymal stem cell sources including bone marrow. The classical protocol to extract and purify these cells, depending on plastic adherence and xeno-materials, is too time consuming to be used by physicians to help patients at emergency procedures. These cells are able to differentiate into various cell types, making them good candidates for cell therapy, however their capability for transdifferentiation into neural phenotypes is yet discussed. Here we show a novel process to isolate these cells using their surface molecular signature and aptamers, ssDNA molecules identified through the SELEX technique, denominated APT9 and APT11 that are able to identify subpopulations (15,8 and 23,7% respectively) within the mesenchymal stem cells (classically CD29+/CD90+/CD45-) and separate them using magnetic nano-particles attached to the aptamers. Moreover, following induction to neural differentiation, mesenchymal cells presents neuronal morphology and present expression and activity of several neurotransmitter receptors, as evaluated by real-time PCR and calcium imaging. During this process, mRNA transcription levels of bradykinin (B1 and B2), cholinergic (alpha 7), muscarinic (M1, M3 and M4), glutamatergic (AMPA2 and mGlu2), purinergic (P2Y1 and P2Y4) and GABAergic (GABA-A, subunit 3) receptors and neuronal nitric oxide synthase were augmented when compared to levels of undifferentiated cells, while the expression levels of other receptors including purinergic P2X1, P2X4, P2X7 and P2Y6 and muscarinic M5 receptors were down-regulated. Activity levels of the studied receptor classes, as studied by calcium imaging, increased for most of the agonists analyzed during the neuronal differentiation with the exception for glutamate- and NMDA-induced receptor responses. Differentiated cells expressed high levels of neuron-specific antigens such as ß3-tubulin, NF-H, NeuN and MAP-2, indicating a successful differentiation into neuronal phenotypes. This thesis, by identifying aptamers, provides a novel solution for physicians to use mesenchymal stem cells inside a surgery room, by using a method that are able to purify the cells in a clinical viable time, with purity and no contact with contaminats. Furthermore, we show here that with a protocol as provided for neuronal differentiation, we could induce these cells to differentiate into neurons, by activating specific transcription factors,making mesenchymal stem cells to possibly be used in neuronal repair cell therapies

Semi-automatic grading system in histologic and immunohistochemistry analysis to evaluate in vitro chondrogenesis / Establecimiento de un sistema de puntaje semi-automático para ensayos histoquímicos e inmunohistoquímicos con el fin de evaluar diferenciación condrogénica in vitro / Estabelecimento de um sistema de pontuação semi-automático para ensaios histoquímicos e imuno-histoquímicos para avaliar diferenciação condrogênica in vitro

Durante el desarrollo embriológico las extremidades surgen de la condensaciónde células mesenquimales y su diferenciación a condrocitos en un proceso llamado condrogénesis. Estos condrocitos sintetizanglicosaminoglicanos, jugando un papel importante durante este proceso. Existe un sistema de condrogénesis in vitro utilizandocélulas mesenquimales generalmente evaluado mediante histoquímica. Objetivo. Establecer un sistema de puntaje semi-automáticopara ensayos histoquímicos e inmunohistoquímicos. Materiales y métodos. Para condrogénesis las células fueron cultivadas conmedio inductor en agregados por tres semanas. Los glicosaminoglicanos totales fueron determinados mediante azul de dimetileno.Para el análisis histológico los agregados fueron teñidos con azul de alcian e inmunohistoquímica para detección de agrecán. Lapuntuación semi-automática fue obtenida utilizando el programa ImageJ. Resultados. Las células mesenquimales cultivadas enmedio de diferenciación condrogénica tuvieron una concentración de proteína comparable durante las tres semanas de cultivo,sugiriendo una celularidad similar. La concentración de glicosaminoglicanos fue superior para los agregados cultivados en mediocondrogénico. La misma tendencia fue observada para la tinción de azul de alcian mediante puntajes del observador ciego y análisiscon ImageJ. Finalmente, los resultados de inmunohistoquímica de puntajes asignados por el observador y los del análisis porImageJ revelaron una tendencia decreciente con el tiempo para agregados en medio condrogénico. Conclusión. Desarrollamos un sistema funcional para generación de puntaje semi-automático para diferenciación condrogénica. Corroboramos estos resultadosmediante análisis bioquímico con resultados comparables. En nuestro saber este es el primer reporte en evaluar esta metodología,la cual puede ser útil para otras aplicaciones en el campo biológico o médico...

During embryological limb formation mesenchymal cells condense and differentiate into chondrocytes, in a process known aschondrogenesis. These chondrocytes synthesize glycosaminoglycans (GAGs), thus playing an important role in this process.A simplified system in vitro chondrogenesis, using adult mesenchymal stromal cells (MSCs) has been demonstrated. Thisdifferentiation potential is usually assessed by histological staining. Objective. Establishment of a semi-automatic grading systemfor histochemistry stains and immunohistochemistry assays. Materials and methods. For chondrogenesis cells were culturedfor three weeks in aggregates with inducing media. Total GAGs were measured using dimethylmethylene blue (DMB) method.For histological analyses aggregates were stained with Alcian blue for total GAGs detection and immunohistochemistry (IHC)for aggrecan was performed. Semi-automatic grading for all slides was obtained after ImageJ analysis. Results. MSCs culturedas aggregates in chondrogenic differentiation media had similar protein concentrations for all time points, suggesting cellularityremained homogenous during culture. Total GAGs was higher for aggregates cultured in chondrogenic compared to complete media.The same trend was observed for Alcian blue stain grades by blinded observer and analysis using ImageJ software. Aggrecan’s IHCanalysis had a decreasing tendency with time for aggregates in chondrogenic media for blinded observer and ImageJ evaluation.Conclusion. We developed a functional system for semi-automatic slide grading. We corroborated these results by biochemicalanalysis with comparable results. To our knowledge, for in vitro chondrogenesis, this is the first report to evaluate stains usingthis methodology. This procedure might be useful for other applications in the field of Biology and Medical Sciences...

Durante o desenvolvimento embrionário os membros emergem a partir da condensação decélulas mesenquimais e sua diferenciação em condrócitos em um processo chamado condrogênese. Estes condrócitos sintetizamglicosaminoglicanos, desempenhando um papel importante neste processo. Existe um sistema de condrogénese in vitro utilizandocélulas mesenquimatosas, geralmente avaliado por histoquímica. Objetivo. Estabelecer um sistema de pontuação semi-automáticopara ensaios histoquímicos e imuno-histoquímicos. Materiais e métodos. Na condrogênese as células foram cultivadas commeio indutor em agregados, durante três semanas. Os glicosaminoglicanos totais foram determinados pelo azul de dimetileno.Para a análise histológica os agregados foram corados com Azul Alciano e imuno-histoquímica para detecção de agrecan. Apontuação semi-automática foi obtida utilizando o programa ImageJ. Resultados. As células mesenquimais cultivadas em meiode diferenciação condrogênica tiveram uma concentração de proteína comparável durante as três semanas de cultura, o que sugereuma celularidade similar. A concentração de glicosaminoglicanos foi maior para os agregados cultivados em meio condrogênico.A mesma tendência foi observada para a coloração com Azul Alciano segundo as pontuações do observador cego e a análisecom ImageJ. Finalmente, os resultados de imuno-histoquímica de pontuações dados pelo observador e aqueles dados pela análiseImageJ revelaram uma tendência decrescente ao longo do tempo para os agregados em meio condrogênico. Conclusão. Nósrealizamos um sistema funcional para gerar pontuação semi-automática para diferenciação condrogênica. Nós corroboramos essesresultados por análise bioquímica com resultados comparáveis. Segundo nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a avaliaresta metodologia, que pode ser útil para outras aplicações no campo biológico ou médico...