Characterization of astrocyte subpopulations after hypoxia in vitro
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Data
2023-12-13
Autores
Courbassier, Natália Rodrigues [UNIFESP]
Orientadores
Porcionatto, Marimélia Aparecida [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Astrocytes become reactive after a Central Nervous System (CNS) injury, passing by phenotypic changes (mainly hypertrophy and gene expression modifications), which can include proliferation and dedifferentiation. Physiologically, astrocytes are very heterogenous cells, they can vary according to region, layer location, morphology, age,and others. Given their heterogeneity, a growing body of literature has been sought to unravel astrocytespecific functions and signatures. Such heterogeneity extends to their reactive state, which is not a uniform response but rather possesses high complexity varying according to stimulus nature and intensity. Previously, our Lab described Notch signaling activation on astrocyte reactivity in vivo and in vitro of brain damage by traumatic brain injury. In addition, we studied the influence of several biomaterials' stiffness on astrocyte reactivity and their morphological response in vitro. In both studies reactive astrocytes showed an aggregation pattern characterized by nonhomogeneous distribution at culture dish. Here, we sought to evaluate whether hypoxia would promote astrocyte reactivity and induce their aggregation in vitro. Further, we characterized astrocyte subpopulation profiles considering their maturity state and expression of reactive protein markers. The brain is one of the most sensitive organs to hypoxia due to its high energy supply required to maintain its proper function. Hypoxia/ischemia have been extensively used as an experimental target in a wide range of studies. However, there is a lack of hypoxia outcome itself, a condition observed in perinatal hypoxia. Here, we observed morphological changes after hypoxia. However, gene expression of the main reactivity markers of astrocytes remained unaltered. For the first time we described an astrocytes aggregation pattern in vitro in response to hypoxia. The molecular and cellular characterization of astrocytes in physiological and pathological conditions can provide higher comprehension about their role in health and disease, such knowledge can uncover mechanisms that underlies its response to achieve regenerative medicine advances.
Após lesão no Sistema Nervoso Central (SNC), os astrócitos se tornam reativos desencadeando transformações fenotípicas, tais como hipertrofia e alterações da expressão genica, podendo incluir proliferação e desdiferenciação. Mesmo em condições fisiológicas os astrócitos são células heterogêneas, e os tipos de astrócitos variam dependendo da região do SNC, camada cortical em que estão localizados, idade e outros. A heterogeneidade dos astrócitos tem despertado um crescente interesse de diferentes grupos de pesquisa que buscam descrever funções específicas dos astrócitos. A heterogeneidade também se aplica ao estado reativo dos astrócitos, que também não é uma resposta uniforme. O processo de reativação astrocitária apresenta alta complexidade podendo variar de acordo com a natureza e intensidade do estímulo. Anteriormente, utilizando modelos in vivo e in vitro de traumatismo crânio encefálico, nosso grupo descreveu a participação da via de sinalização por Notch na reativação de astrócito. Além disso, estudamos a influência do grau de rigidez do substrato na reativação astrocitária e mudanças morfológicas in vitro. Em ambos os estudos, os astrócitos reativos apresentaram um padrão de agregação, que consiste em uma distribuição celular não homogênea na placa de cultura. Nesta tese, buscamos avaliar se a hipóxia promoveria reativação astrocitária e induziria agregação celular in vitro. Nós também caracterizamos o perfil das subpopulações de astrócitos tendo em conta o estado de maturação e a expressão de marcadores de reativação. O cérebro é um dos órgãos mais sensíveis à hipóxia devido à alta demanda energética para manutenção do funcionamento adequado. Hipóxia/isquemia tem sido alvo experimental em diversos estudos, porém, o efeito produzido somente pela hipóxia é pouco investigado, condição observada na hipóxia perinatal. Neste trabalho, nós observamos alterações morfológicas dos astrócitos após hipóxia, porém, a expressão dos principais genes relacionados à reativação não foi alterada. Pela primeira vez descrevemos um padrão de agregação astrocitária in vitro, provocado por hipóxia. A caracterização celular e molecular dos astrócitos em condições fisiológicas e patológicas pode aumentar a compreensão do seu papel em contextos de saúde e doença, tal conhecimento pode revelar os mecanismos envolvidos na resposta astrocitária e promover avanços para medicina regenerativa.
Após lesão no Sistema Nervoso Central (SNC), os astrócitos se tornam reativos desencadeando transformações fenotípicas, tais como hipertrofia e alterações da expressão genica, podendo incluir proliferação e desdiferenciação. Mesmo em condições fisiológicas os astrócitos são células heterogêneas, e os tipos de astrócitos variam dependendo da região do SNC, camada cortical em que estão localizados, idade e outros. A heterogeneidade dos astrócitos tem despertado um crescente interesse de diferentes grupos de pesquisa que buscam descrever funções específicas dos astrócitos. A heterogeneidade também se aplica ao estado reativo dos astrócitos, que também não é uma resposta uniforme. O processo de reativação astrocitária apresenta alta complexidade podendo variar de acordo com a natureza e intensidade do estímulo. Anteriormente, utilizando modelos in vivo e in vitro de traumatismo crânio encefálico, nosso grupo descreveu a participação da via de sinalização por Notch na reativação de astrócito. Além disso, estudamos a influência do grau de rigidez do substrato na reativação astrocitária e mudanças morfológicas in vitro. Em ambos os estudos, os astrócitos reativos apresentaram um padrão de agregação, que consiste em uma distribuição celular não homogênea na placa de cultura. Nesta tese, buscamos avaliar se a hipóxia promoveria reativação astrocitária e induziria agregação celular in vitro. Nós também caracterizamos o perfil das subpopulações de astrócitos tendo em conta o estado de maturação e a expressão de marcadores de reativação. O cérebro é um dos órgãos mais sensíveis à hipóxia devido à alta demanda energética para manutenção do funcionamento adequado. Hipóxia/isquemia tem sido alvo experimental em diversos estudos, porém, o efeito produzido somente pela hipóxia é pouco investigado, condição observada na hipóxia perinatal. Neste trabalho, nós observamos alterações morfológicas dos astrócitos após hipóxia, porém, a expressão dos principais genes relacionados à reativação não foi alterada. Pela primeira vez descrevemos um padrão de agregação astrocitária in vitro, provocado por hipóxia. A caracterização celular e molecular dos astrócitos em condições fisiológicas e patológicas pode aumentar a compreensão do seu papel em contextos de saúde e doença, tal conhecimento pode revelar os mecanismos envolvidos na resposta astrocitária e promover avanços para medicina regenerativa.
Descrição
Citação
COURBASSIER, Natália Rodrigues. Characterization of astrocyte subpopulations after hypoxia in vitro. 2023. 58 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Molecular) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São (UNIFESP). São Paulo, 2023.