Condrogenese a partir de celulas Mesenquimais do cordão umbilical humano estimuladas com IGF-1, TGF- beta 3, BMP-6 e BMP-2 em sistema de cultura monolayer e micromass / Chondrogenesis from Human Umbilical Cord Blood Mesenchymal Cells stimulated with TGF-beta3, IGF-1, BMP-2 and BMP-6

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O sangue do cordão umbilical contem células tronco mesenquimais (CTM) indiferenciadas que tem potencial condrogênico e podem ser usadas para reparo de lesão articular. Durante o processo de condrogênese, a atuação de fatores de crescimento ainda não está totalmente elucidada. Este estudo teve como objetivo avaliar a formação de condrócitos, matriz cartilaginosa e colágeno tipo II a partir de células do sangue do cordão umbilical humano, expondo-as a quatro diferentes fatores de crescimento: TGF-ß3, IGF-1, BMP-2 e BMP-6 e cultivando-as em micromass e monolayer. Métodos: Sangue do cordão umbilical foi obtido de gestantes a termo. Células mononucleares foram separadas e colocadas em cultura, para expansão, caracterizadas por citometria de fluxo com anticorpos específicos para CTM e induzidas a diferenciação condrogênica, com TGF-ß3, IGF-1, BMP-2 e BMP-6 em micromass e monolayer. O fenótipo das células foi avaliado após 21 dias por RT-PCR e Western Blotting para identificação de Colágeno tipo II, Sox-9 e Agrecano. Resultados: As células expandidas foram caracterizadas como mesenquimais. A expressão do mRNA para colágeno tipo II e agrecano foi expresso a partir do 14º dia, nas células estimuladas com TGF-ß3, IGF-1, BMP-2 e BMP-6. O fator de transcrição SOX-9 foi expresso pelas células estimuladas com TGF-ß3, IGF-1 e BMP-2, o que mostra que estes fatores de crescimento estão associados com a condrogênese de condrócitos articulares, enquanto que a BMP-6 esta associada a condrogênese de condrócitos hipertróficos. No Western Blotting, nós encontramos colágeno tipo II em todos os grupos e a maior expressão foi observada no 14º dia nas células estimuladas com TGF-ß3 em sistema de cultura em micromass. Estes resultados mostram que o TGF-ß3 usado em micromass é o melhor fator de crescimento para promover a diferenciação e proliferação celular das células mesenquimais do sangue do cordão umbilical. Embora mais estudos sejam necessários, este fato nos aproxima de uma alternativa para transplantes autólogos Abstract. Umbilical cord blood contains undifferentiated mesenchymal stem cells (MSCs) with chondrogenic potential that may be used for the repair of joint damage. The role of growth factors during the process of chondrogenesis is still not entirely understood. The objective of this study was to evaluate the formation of chondrocytes, cartilaginous matrix and type II collagen from human umbilical cord blood stem cells exposed to four different growth factors, TGF-ß3, IGF-1, BMP-6 and BMP-2, while being cultured as a micromass or a monolayer. Umbilical cord blood was obtained from full-term deliveries, and then mononuclear cells were separated and cultured for expansion. Afterwards, these cells were induced to chondrogenic differentiation in micromass and monolayer cultures supplemented with TGF-ß3, IGF-1, BMP-2 and BMP-6. Cellular phenotype was evaluated after 7, 14 and 21 d by RT-PCR and western blot analysis to identify type II collagen, Sox- 9 and Aggrecan. The expanded cells displayed surface antigens characteristic of mesenchymal progenitor cells and were negative for hematopoietic differentiation antigens. Type II collagen and aggrecan mRNAs were expressed from day 14 in cells stimulated with TGF-ß3, IGF-1, BMP-2 or BMP-6. The Sox-9 transcription factor was expressed in cells stimulated with TGF-ß3, IGF-1 and BMP-2, which demonstrates those are associated with chondrogenesis in joint chondrocytes while BMP-6 is associated with the chondrogenesis of hypertrophic chondrocytes. Type II collagen was demonstrated by western blotting in all groups, and the greatest expression was observed 14 d after cells were stimulated with TGF. The results of this study demonstrate that TGF-ß3 used in micromass culture is the best growth factor for promoting the proliferation and differentiation of mesenchymal cells from UCB during chondrogenesis. Although more studies are needed, this approach may provide an alternative to autologous grafting

ASSUNTO(S)

celulas-tronco osteoarthritis osteoartrite moleculas de adesão celular cell adhesion molecules colageno stem cells collagen condrocitos chondrocytes

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