PROJETOS

Desenvolvimento de um gel hidrofílico estimulante do processo de homing de células-tronco mesenquimais
Development of a hydrophilic gel for the stimulation of the regenerative process through homing of mesenchymal stem cells

Aluno(a): Franco Kraiselburd
Prof.(a) Orientador(a): Carolina Lavini Ramos
Professora Coorientadora: Sandra M. Rudella Tonidandel

Ano: 2018

Premiações

Resumo

A cicatrização é um processo fundamental na homeostase do organismo. Existem fatores que influenciam no andamento da cicatrização, como o tempo de coagulação e o tamanho da ferida e as células-tronco presentes no local. Uma deficiência num dos fatores mencionados pode retardar a cicatrização da ferida, comprometendo o organismo. As células-tronco mesenquimais (CTMs) são células capazes de diferenciar-se, formando diversos tipos celulares, incluindo condrócitos, osteócitos e adipócitos. Ao serem estimuladas por substâncias quimioatratoras, CTMs exercem o processo de homing, onde migram para o local onde a substância está sendo expressada. Na cicatrização, substâncias quimioatratoras que estimulam a migração de CTMs para o local da ferida são liberadas, como alguns fatores de crescimento. O Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) e o Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) são fatores de crescimento cujas funções são fundamentais na angiogênese, na proliferação de células endoteliais e na quimiotaxia de células-tronco mesenquimais. Existem soluções para a cicatrização feitas de bases hidrofílicas que prometem acelerar o processo de cicatrização de feridas pequenas. No entanto, apenas contribuem para a hidratação do tecido, não contribuindo no restabelecimento do tecido lesado. O projeto propõe o desenvolvimento de um gel hidrofílico à base de alginato de cálcio com a combinação das proteínas PDGF e VEGF, com o objetivo de aumentar a incidência de CTMs na ferida. Na minha hipótese, a combinação das ações dos fatores de crescimento VEGF e PDGF numa base de alginato de cálcio irá estimular uma maior presença de CTMs na região da ferida e, consequentemente, reduzirá o tempo de cicatrização. Produzimos o gel e aplicamos as misturas em incisões feitas em dorsos de ratos nudes Rowett NIH como grupo experimental; como grupo controle, ao invés de alginato de cálcio, utilizamos uma solução tampão fosfato-salina (0,9% cloreto de sódio) num volume de 20 uL. Foram 4 incisões por rato, em 2 grupos de 3 ratos. As amostras de tecido cicatrizado foram coletadas após 7 dias, nas quais será feita uma imunohistoquímica onde as amostras serão analisadas quanto ao tamanho da ferida, estrutura do novo tecido e reorganização do colágeno.

Palavras-chave: células-tronco mesenquimais, homing; platelet-derived growth factor; vascular endothelial growth factor; cicatrização

Abstract

The cicatricial process is fundamental for the homeostasis of an organism. Factors that influence the cicatricial process include coagulation time, wound size and presence of stem cells in the wound. A deficiency in any factors mentioned can implicate a retardation in the healing of the wound, hindering the wounded organism. Mesenchymal stem cells (MSCs) are cells capable to differentiate in numerous cell types, such as condrocytes, osteocytes and adipocytes. When stimulated by chemoattractant substances, MSCs execute the homing process, in which they migrate to the location where the substance is being expressed. In the cicatricial process, chemoattractant substances such as Platelet Derived Growth Factor (PDGF) and Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) are expressed in the wound, which stimulate the migration of MSCs to the wound. PDGF and VEGF are growth factors with fundamental functions in angiogenesis, endothelial cell proliferation, and have chemoattractant properties for MSCs. A variety of calcium alginate-based hydrogels that promise to accelerate the healing of the wound do exist, however, most only contribute to the hydration of the wound, not necessarily contributing to the cicatricial process. The aim of the project is to develop a calcium alginate-based hydrogel, combining PDGF and VEGF in order to increase the incidence of MSCs in the wound. In my hypothesis, the combination of PDGF and VEGF in a calcium alginate base will stimulate an increased number of CTMs in the wound, which will reduce the healing time. To assess the efficiency of the application of the growth factors on a calcium alginate base, we mixed 3 uG of rhPDGF- BB with 3uG of rhVEGF-A in a volume of 25 uL of calcium alginate, with 5% of alginate powder as an experimental group, and instead of the calcium alginate, we used 20 uL of phosphate-saline buffer (0.9% Sodium Chloride) as a control group. We then applied these mixtures in incisions made on the dorsal of nude Rowett NIH rats. 4 incisions were made on a total of 6 rats (3 rats per group). The samples were collected after 7 days, which will go through immunohistochemistry and will later be analyzed in terms of wound size, the new tissue’s structure and the organization of collagen.

Key-words: mesenchymal stem cells; homing; platelet-derived growth factor; vascular endothelial growth factor; wound healing