RESUMEN
ABSTRACT Various approaches have been taken to improve our knowledge of the microenvironmental regulation of limbal epithelial stem cells. Researchers have extensively investigated the roles of growth factors, survival factors, cytokines, enzymes, and permeable molecules secreted by the limbal cells. However, recent evidence suggests that stem cell fate (i.e., self-renewal or differentiation) can also be influenced by biophysical and mechanical cues related to the supramolecular organization and the liquid crystalline (mesophase) nature of the stromal extracellular matrix. These cues can be sensed by stem cells and transduced into intracellular biochemical and functional responses, a process known as mechanotransduction. The objective of this review is to offer perspectives on the supramolecular microenvironmental regulation of limbal epithelial stem cells and the differentiation of their progeny.
RESUMO Muitas abordagens têm sido utilizadas para ampliar entendimentos sobre a regulação microambiental das células tronco epiteliais limbais. Neste contexto, pesquisadores têm exaustivamente investigado a participação de fatores de crescimento, fatores de sobrevida, citocinas, enzimas e moléculas permeáveis secretadas pelas células limbais. Entretanto, evidências recentes sugerem que o destino (ie. autorrenovação ou recrutamento para a via de diferenciação) das células tronco também sofre influência de estímulos biofísicos ou mecânicos relacionados à organização supramolecular e à natureza liquido-cristalina (mesofases) da matriz extracelular estromal. Esses estímulos podem ser percebidos e traduzidos pelas células tronco em sinais bioquímicos que geram respostas funcionais, através de um processo designado de mecanotransdução. Objetiva-se, com a presente revisão, oferecer ao leitor perspectivas supramoleculares sobre a regulação microambiental das células tronco epiteliais limbais e a diferenciação de sua progênie.
Asunto(s)
Humanos , Células Madre/fisiología , Diferenciación Celular/fisiología , Limbo de la Córnea/citología , Epitelio Corneal/citología , Mecanotransducción Celular/fisiología , Matriz Extracelular/fisiología , Epitelio Corneal/fisiología , Nicho de Células Madre/fisiologíaRESUMEN
No final do século 19, o neurônio foi descrito como a unidade funcional básica do sistema nervoso e sua formação era considerada inexistente na fase adulta, explicando a ausência de recuperação significativa em doenças neurológicas. Evidências de geração de neurônios em mamíferos adultos surgiram na década de 1960 e foram confirmadas três décadas depois. Atualmente, predomina a visão de que mamíferos adultos possuem dois nichos neurogênicos independentes: a zona subventricular (ZSV) e a zona subgranular (ZSG) do giro denteado. No entanto, a existência de nichos neurogênicos em humanos adultos é controversa. Nossa hipótese foi de que o mapeamento de nichos neurogênicos no lobo temporal humano poderia esclarecer aspectos sobre a neurogênese adulta. A detecção destes nichos foi buscada em 28 lobos temporais através de imuno-histoquímica para nestina, o marcador mais comum de células-tronco neurais, que são aquelas capazes de se autorrenovar e de gerar novas células neurais. A neurogênese foi pesquisada no hipocampo pelo uso de DCX (do inglês "doublecortin"), o principal marcador de neuroblastos e neurônios imaturos. Nestina foi observada em uma camada contínua formada pela ZSV, zona subpial do lobo temporal medial e ZSG, terminando no subículo. A partir do subículo, uma intensa expressão de DCX ocorreu através da principal via eferente do hipocampo até a fímbria. A visão panorâmica das marcações por nestina e DCX mostrava em conjunto uma linha que circundava as estruturas límbicas do lobo temporal. Por isto, foi denominada linha externa de células do sistema límbico (LECEL). Uma possível explicação para os resultados é que a LECEL seja um nicho neurogênico no qual a ZSV, a zona subpial do lobo temporal medial e a ZSG formam uma unidade contendo células-tronco neurais que se diferenciam em neurônios no subículo. Curiosamente, a área identificada previamente como sendo a corrente migratória rostral humana (formada por células neurais imaturas migrando a partir da...
At the end of the 19th century, the neuron was described as the basic functional unit of the nervous system. The formation of neurons was thought to be absent in adulthood, thus explaining the lack of significant recovery from neurological diseases. Evidence for the generation of neurons in adult mammals was reported in the 1960s and confirmed three decades later. Currently, the prevailing view is that adult mammals harbour two neurogenic niches: the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus and the subventricular zone (SVZ). Nonetheless, the existence of these niches in adult humans is controversial. We hypothesised that mapping neurogenic niches in the human temporal lobe could clarify this issue. The presence of neurogenic niches was examined in 28 temporal lobes via immunostaining for nestin, the most common marker for neural stem cells, which are cells with the capacities of self-renewal and the generation of neural cells. The presence of neurogenesis was examined in the hippocampus with doublecortin (DCX), a prominent marker for neuroblasts and immature neurons. Nestin was observed in a continuous layer that was formed by the SVZ, the subpial zone of the medial temporal lobe and the SGZ, terminating in the subiculum. In the subiculum, remarkable DCX expression was observed through the principal efferent pathway of the hippocampus to the fimbria. A panoramic view of nestin and DCX staining collectively displayed a line that surrounded the limbic structures of the temporal lobe. Hence, we termed it the external line of cells of the limbic system (EXCEL). A possible explanation for the results is that the EXCEL is a neurogenic niche, in which the SVZ, the subpial zone of the medial temporal lobe and the SGZ form a unit containing neural stem cells that differentiate into neurons in the subiculum. Curiously, the area previously identified as the human rostral migratory stream (formed by immature neural cells that migrate from the SVZ of the frontal horn)...
Asunto(s)
Humanos , Masculino , Femenino , Adulto , Persona de Mediana Edad , Adulto , Humanos , Sistema Límbico , Neurogénesis , Nicho de Células Madre , Lóbulo TemporalRESUMEN
Niches are special microenvironments in tissue where stem cells are located. At these sites, which are a compound of stromal cells, extracellular matrix and soluble factors, complex molecular interactions that maintain the essential properties of stem cells occur, such as self-renewal and differentiation into multiple lineages, according to the organism?s needs. Some adult stem cell niches have already been described, but the majority of them remain unclear, including the dental pulp stem cell niches. Dental pulp stem cells have been isolated from deciduous and permanent teeth and have the potential to self-renew and differentiate. However, little is known about the exact anatomic location of these cells, and the relationship between stem cells and surrounding cells in dental pulp. Understanding how stem cells behave in the niche is extremely important in order to extract these cells from their natural habitat, expand them in vitro and transplant the stem cells back to the patient, to repair and/or regenerate tissues and organs, with no risks to the individual?s integrity. Likewise, the knowledge of stem cell biology is crucial to the development of stem cell therapies, based on tissue engineering applied to dentistry, seeking the regeneration of dental tissues damaged or lost by caries, trauma or genetic diseases.
Os nichos são microambientes especiais nos tecidos onde células-tronco de várias origens estão localizadas. Nestes sítios específicos, formados por vários tipos de células, matriz extracelular e fatores solúveis, complexas interações moleculares ocorrem para que a célulatroncomantenha sua capacidade de autorrenovação e permaneça no seu estado indiferenciado ou se especialize em determinada linhagemcelular, atendendo desta maneira as necessidades do organismo. Alguns nichos de células-tronco adultas já foram descritos, embora a maioriapermaneça desconhecida, como o das células-tronco pulpares. As células-tronco pulpares, já foram isoladas tanto de dentes decíduos comode permanentes e apresentam as características essenciais de uma célula-tronco, como capacidade de autorrenovação e multi-diferenciação.Apesar disso, pouco se sabe a respeito da localização anatômica destas células na polpa, assim como as possíveis interações funcionais entreas células-tronco pulpares e as células do estroma circundante. O entendimento de como as células-tronco interagem com o microambienteonde estão inseridas é essencial para que se possa extrair as mesmas do seu habitat natural, cultivá-las in vitro e aplicá-las em diferentessítios para que promovam o reparo e/ou regeneração de tecidos e órgãos, sem que isso represente um risco à integridade do organismo. Da mesma forma, o conhecimento de como estas células se comportam e respondem ao meio é fundamental para o desenvolvimento de terapias baseadas na utilização de células-tronco, que através da engenharia de tecidos aplicada à odontologia, visa à reestruturação de tecidos dentários danificados e/ou perdidos por cárie, trauma ou distúrbios genéticos.