Comparação das características in vitro e perfil de expressão gênica entre células-tronco mesenquimais derivadas de pólipos nasais e da medula óssea
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Data
2018-11-07
Autores
Oliveira, Pedro Wey Barbosa De [UNIFESP]
Orientadores
Gregorio, Luis Carlos [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Introduction: Chronic rhinosinusitis (CRS) is clinically defined as persistent inflammation of the nasal mucosa and paranasal sinuses lasting at least 12 weeks;; Chronic rhinosinusitis with nasal polyposis is a disease with its pathophysiological mechanism not yet fully known;; it is believed that nasal polyps are formed by an imbalance in the inflammatory response and an imbalance of tissue remodeling. Classically, we observe a decrease in TGF beta and Treg determining a low immune response and an intense inflammatory response, especially an eosinophilic TH2 response. At the same time, we have an altered tissue repair mechanism with decreased fibrosis formation and intense mucosal edema, resulting in an altered extracellular matrix with elevation of hydrostatic pressure and possibly the formation of polyps. Mesenchymal stem cells (MSCs) are progenitor adult stem cells with the primary goal of supporting the tissue function in which they are in, but they also exhibit immunomodulation and tissue repair characteristics in the healing process. Therefore, we believe that it is fundamental to understand the behavior of the MSCs, especially
the the MSC of the nasal polyp, in an attempt to elucidate the mechanism of its formation. Objective: To compare the in vitro characteristics and gene expression profile of mesenchymal stem cells of the nasal polyp (PO-MSC) with the mesenchymal stem cells of the bone marrow (BM-MSC). Materials and methods: We isolated the PO-MSC and BM-MSC and submitted the two groups to in vitro cell differentiation, immunophenotyping, proliferation and co-culture with lymphocytes and finally gene expression profile analysis of the two groups. Results and Discussion: The two groups showed fibroblastoid morphology and a similar potential for osteogenic / adipogenic differentiation, immunophenotyping showed that CTM-PN had a lack of molecules associated with the immune system. Co-cultures of peripheral blood and
CTMs also showed a lower ability of CTM-PN to modulate the immune response. We detected in CTM-PN a distinct gene expression profile compared to CTM-MO. CTM-
PN expressed higher levels of specific markers of progenitor stem cells (eg, CD133 and ABCB1), whereas the CTM-MO showed high expression of cytokines and growth factors (eg, FGF10, KDR and GDF6). Gene ontology analysis showed that the most expressed genes in the CTM-PN were related to the matrix remodeling process, hexose and glucose transport. CTM-MO showed highly expressed genes related to a
distinct biological behavior such as angiogenesis, blood vessel morphogenesis, cell-cell signaling, and regulation of response to external stimuli. Conclusion: CTM-PN
and CTM-MO are different sub-populations of CTMs, with distinct transcription profiles
that reflect specific biological properties, compatible with the anatomical location of the tissue from which they were extracted. CTM-PN clearly has a lower immunomodulation capacity when compared to CTM-MO;; resulting in a reduced ability to control the local
inflammatory process. The genes most significantly expressed in the CTM-PN are partially related to the process of tissue remodeling, extracellular matrix metabolism and tissue regeneration process;; physiopathological basis of RSCcPN. CTM-PN plays an important role in the development of nasal polyps.
Introdução: A Rinossinusite Crônica (RSC) é definida, clinicamente, como uma inflamação persistente da mucosa nasal e dos seios paranasais com duração igual ou maior a 12 semanas. A RSCcPN é uma doença com seu mecanismo patofisiológico ainda não totalmente conhecido;; acredita-se que os pólipos nasais se formam por um desequilíbrio na resposta inflamatória e um desbalanço da remodelação tecidual. Classicamente, observamos uma diminuição do TGF beta e do Treg, determinando uma baixa resposta imune e uma intensa resposta inflamatória, principalmente uma resposta TH2 eosinofílica. Ao mesmo tempo em que temos uma reparação tecidual alterada com diminuição da formação de fibrose e intenso edema de mucosa, resultando em uma matriz celular alterada com elevação da pressão hidrostática e, possivelmente, formação de pólipos. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas progenitoras com a função primordial de dar suporte à função do tecido onde se encontram, mas também exibem características de imunomodulação e de reparação no processo de cicatrização. Portanto, acreditamos que seja fundamental entender o comportamento da célula-tronco mesenquimal do pólipo nasal na tentativa de se elucidar o mecanismo de sua formação. Objetivos: Comparar as características in vitro e perfil de expressão gênica das células-tronco mesenquimais do pólipo nasal (CTM-PN) com as células-tronco mesenquimais da medula óssea (CTM-MO). Materiais e Métodos: Isolamos as CTM-PN e CTM-MO e submetemos os dois grupos a diferenciação celular in vitro, imunofenotipagem, proliferação e cocultura com linfócitos e, finalmente, análise do perfil de expressão genica dos dois grupos. Resultados e Discussão: Os dois grupos mostraram morfologia fibroblastoide e um potencial de diferenciação osteogênico / adipogênico similar, a imunofenotipagem mostrou que as CTM-PN apresentavam uma falta de moléculas associadas ao sistema imune. As co-culturas de CTMs com sangue periférico também mostraram uma menor capacidade da CTM-PN em modular a resposta imune. Detectamos nas CTM-PN um perfil distinto de expressão gênica em comparação com as CTM-MO. A CTM-PN expressou níveis mais elevados de marcadores específicos de células estaminais progenitoras (e. G., CD133 e ABCB1), enquanto as CTM-MO apresentaram uma expressão elevada de citoquinas e fatores de crescimento (e. G., FGF10, KDR e GDF6). A análise da ontologia dos genes mostrou que os genes mais expressos nas CTM-PN estavam relacionados com o processo de remodelação da matriz, transporte de hexoses e glicose. Já nas CTM- MO, os genes altamente expressos foram associados a um comportamento biológico distinto como angiogênese, morfogênese de vasos sanguíneos, sinalização célula- célula e regulação da resposta ao estímulo externo. Conclusão: As CTM-PN e CTM- MO são sub-populações de CTM diferentes, com distintos perfis de transcrição, que refletem propriedades biológicas específicas compatíveis com a localização anatômica do tecido do qual foram extraídas. As CTM-PN tem claramente uma menor capacidade de imunomodulação quando comparadas as CTM-MO;; resultando em uma menor capacidade de controlar o processo inflamatório local. Os genes mais significativamente expressos nas CTM-PN estão parcialmente relacionados ao processo de remodelação tecidual, metabolismo da matriz extracelular e processo de regeneração tecidual;; base fisiopatológica da RSCcPN. As CTM-PN tem importante papel no desenvolvimento dos pólipos nasais.
Introdução: A Rinossinusite Crônica (RSC) é definida, clinicamente, como uma inflamação persistente da mucosa nasal e dos seios paranasais com duração igual ou maior a 12 semanas. A RSCcPN é uma doença com seu mecanismo patofisiológico ainda não totalmente conhecido;; acredita-se que os pólipos nasais se formam por um desequilíbrio na resposta inflamatória e um desbalanço da remodelação tecidual. Classicamente, observamos uma diminuição do TGF beta e do Treg, determinando uma baixa resposta imune e uma intensa resposta inflamatória, principalmente uma resposta TH2 eosinofílica. Ao mesmo tempo em que temos uma reparação tecidual alterada com diminuição da formação de fibrose e intenso edema de mucosa, resultando em uma matriz celular alterada com elevação da pressão hidrostática e, possivelmente, formação de pólipos. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas progenitoras com a função primordial de dar suporte à função do tecido onde se encontram, mas também exibem características de imunomodulação e de reparação no processo de cicatrização. Portanto, acreditamos que seja fundamental entender o comportamento da célula-tronco mesenquimal do pólipo nasal na tentativa de se elucidar o mecanismo de sua formação. Objetivos: Comparar as características in vitro e perfil de expressão gênica das células-tronco mesenquimais do pólipo nasal (CTM-PN) com as células-tronco mesenquimais da medula óssea (CTM-MO). Materiais e Métodos: Isolamos as CTM-PN e CTM-MO e submetemos os dois grupos a diferenciação celular in vitro, imunofenotipagem, proliferação e cocultura com linfócitos e, finalmente, análise do perfil de expressão genica dos dois grupos. Resultados e Discussão: Os dois grupos mostraram morfologia fibroblastoide e um potencial de diferenciação osteogênico / adipogênico similar, a imunofenotipagem mostrou que as CTM-PN apresentavam uma falta de moléculas associadas ao sistema imune. As co-culturas de CTMs com sangue periférico também mostraram uma menor capacidade da CTM-PN em modular a resposta imune. Detectamos nas CTM-PN um perfil distinto de expressão gênica em comparação com as CTM-MO. A CTM-PN expressou níveis mais elevados de marcadores específicos de células estaminais progenitoras (e. G., CD133 e ABCB1), enquanto as CTM-MO apresentaram uma expressão elevada de citoquinas e fatores de crescimento (e. G., FGF10, KDR e GDF6). A análise da ontologia dos genes mostrou que os genes mais expressos nas CTM-PN estavam relacionados com o processo de remodelação da matriz, transporte de hexoses e glicose. Já nas CTM- MO, os genes altamente expressos foram associados a um comportamento biológico distinto como angiogênese, morfogênese de vasos sanguíneos, sinalização célula- célula e regulação da resposta ao estímulo externo. Conclusão: As CTM-PN e CTM- MO são sub-populações de CTM diferentes, com distintos perfis de transcrição, que refletem propriedades biológicas específicas compatíveis com a localização anatômica do tecido do qual foram extraídas. As CTM-PN tem claramente uma menor capacidade de imunomodulação quando comparadas as CTM-MO;; resultando em uma menor capacidade de controlar o processo inflamatório local. Os genes mais significativamente expressos nas CTM-PN estão parcialmente relacionados ao processo de remodelação tecidual, metabolismo da matriz extracelular e processo de regeneração tecidual;; base fisiopatológica da RSCcPN. As CTM-PN tem importante papel no desenvolvimento dos pólipos nasais.