Mechanomodulation of chondrogenic differentiation of msesenchymal stem cells

• Main Author: Caramelo, Inês Isabel Nunes
• Publication Date: 2017
• Format: Master thesis
• Language: eng
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10773/22537
• topic: Bioquímica; Células estaminais mesenquimais; Diferenciação celular; Transdução de sinal celular; Doenças dos ossos - Terapêutica

A cartilagem hialina, cujas células especializadas são os condrócitos, encontra-se maioritariamente presente nas articulações. A degeneração deste tecido está associada a envelhecimento e a diversas doenças como artrite reumatóide e osteoartrite. Recentemente, tem sido investigada a possibilidade de desenvolver terapias celulares para o tratamento destas patologias, utilizando células estaminais mesenquimais (MSCs). As MSCs têm capacidade para se diferenciar em várias linhagens, incluindo condrócitos, apresentando-se como um dos mais promissores tipos celulares em medicina regenerativa. Nos últimos anos as vias de sinalização iniciadas pelos estímulos mecânicos do meio envolvente – mecanotransdução - tem sido alvo de estudo. Apesar dos mecanismos de diferenciação condrogénica não serem completamente conhecidos, tem-se tornado evidente que a mecanotransdução desempenha um papel crucial neste processo. Foi recentemente demonstrado que as MSCs têm “memória mecânica” e que, se cultivadas por mais de 10 dias num substrato rígido perdem a multipotência. Vários estudos utilizando células primárias ou MSCs apontam a rigidez ótima para diferenciação condrogénica deste 1 kPa até 320 MPa, dependendo do tipo de células e plataforma utilizados. Este estudo propôs-se então a clarificar qual a rigidez ótima para diferenciação condrogénica de MSCs. No presente estudo, foram preparados vários substratos de PDMS e caracterizados por reologia, apresentando módulos de Young que variam entre 21 kPa e 0.9 kPa. A diminuição da área nuclear nos substratos menos rígidos permitiu validar que estes substratos são capazes de induzir um estímulo mecânico. Somente células de baixa passagem foram induzidas a diferenciar diminuir o impacto da memória mecânica. A coloração de Safranin O (SO) permitiu evidenciar que a formação de aglomerados celulares – típica da condrogénese – é favorecida pelo substrato de 1 kPa. Recorrendo à fluorescência deste corante, foi possível estabelecer um método semi-quantitativo para avaliar diferenciação condrogénica de MSCs. Este ensaio indica que o substrato de 1 kPa potencia a diferenciação condrogénica de MSCs. Apesar dos resultados de SO requererem uma validação mais exaustiva por RT-PCR, os resultados preliminares apontam o que a rigidez ótima para diferenciação condrogénica de MSCs é de 1 kPa