Linhas de pesquisa
Avaliação morfofisiológica de células-tronco da medula óssea em modelo experimental de obesidade e seu impacto para a terapia celular
Considerando que a obesidade está envolvida em um grande número de patologias de diferentes órgãos e tecidos, resolvemos investigar a influência da obesidade na medula óssea em modelo experimental. A relevância dessa investigação está na expectativa sobre terapias com células-tronco de medula óssea (CMO), para o tratamento de várias doenças na pesquisa básica e na prática clínica.
Recentemente foi demosntrado que células-tronco mesenquimais obtidas de tecido adiposo de pacientes obesos com diabetes tipo 2 apresentaram um reduzido potencial de viabilidade e proliferação. Em nossos estudos preliminares já avaliamos alguns dos impactos da obesidade sobre o microambiente da medula óssea, onde é realizada a hematopoiese.
Este processo depende das células-tronco hematopoiéticas e é muito bem regulado por fatores de um microambiente especializado (nicho), importantes para a sobrevivência, proliferação e diferenciação em células maduras.
Já demonstramos que o pool de células obtidas de medula óssea de camundongos obesos, apresentam dano mitocondrial, além de um metabolismo energético prejudicado, aumento dos níveis de apoptose e diminuição da capacidade proliferativa, o que por sua vez, pode diminuir a capacidade das células se diferenciarem, comprometendo a capacidade regenerativa dessas células.
A partir desses resultados, resolvemos refinar a avaliação funcional das células de medula óssea e investigar a eficácia terapêutica destas células obtidas de camundongos obesos quando transplantadas em animais que desenvolvem diabetes tipo 2. Nesse contexto, acreditamos que seja de suma importância o entendimento dos mecanismos celulares que regem o potencial terapêutico das células-tronco.
Professora responsável: Alessandra Thole
Estudo das células progenitoras cardíacas residentes em modelo experimental de obesidade
A obesidade é considerada uma epidemia mundial, cujos índices têm aumentado intensamente em todo o mundo, sendo um fenômeno importante para a saúde pública, com graves impactos econômicos.
O advento global da obesidade aumenta o risco de desenvolvimento de doenças metabólicas crônicas, incluindo doenças cardiovasculares, diabetes mellitus tipo 2, alterações hematológicas, câncer, desordens musculares e liberação de moléculas inflamatórias que podem causar mudanças quantitativas e qualitativas em diversos tecidos.
Nesse cenário, as doenças cardiovasculares são a principal causa de mortalidade na obesidade. Diversos estudos têm demonstrado que a obesidade pode contribuir para o desenvolvimento de diferentes modificações fisiopatológicas que levam ao remodelamento cardíaco e função cardíaca anormal.
No entanto, tais mecanismos ainda precisam ser melhor elucidados. A insuficiência cardíaca é uma condição altamente prevalente e debilitante. Em uma quantidade significativa de casos, não há terapia eficaz para reverter o curso da doença além do transplante cardíaco. Entretanto, o transplante somente é possível para pequena fração de pacientes devido à escassez de doadores de órgãos.
Sabe-se, ainda, que o coração adulto possui limitada capacidade intrínseca de reparar lesões teciduais e fisiológicas. Portanto, o objetivo da medicina regenerativa cardíaca tem-se centrado em estratégias que promovam a regeneração funcional do coração doente.
A presença de uma população de células primitivas distribuídas pelo miocárdio, as células progenitoras cardíacas residentes, capazes de proliferação quando expostas aos estímulos específicos, foi aventada como um possível mecanismo de regeneração miocárdica. Entretanto, apesar do crescente avanço na compreensão dessas células, os mecanismos que regulam a sua sobrevivência em estados fisiopatológicos ainda não são claros.
Assim, o presente projeto busca compreender o impacto da obesidade sobre as células progenitoras cardíacas e sua relação com o desenvolvimento de doença cardiovascular, permitindo a determinação de alvos terapêuticos direcionados.
Professora responsável: Erika Cortez
Transplante de células-tronco de medula óssea em modelo experimental de hipertensão renovascular: impacto sobre o remodelamento do parênquima renal
A hipertensão renovascular (HR) é decorrente de uma isquemia renal causada por uma lesão obstrutiva das artérias renais, reduzindo o fluxo sanguíneo para o rim, o que pode causar doença renal em estágio final quando não tratada.
Os mecanismos responsáveis pela lesão renal envolvem a inflamação do tecido e estresse oxidativo no rim, o que resulta em fibrose e disfunção renal.
Após episódios de lesão renal aguda, os rins são capazes de restaurar sua função, porém lesões repetitivas ou crônicas levam ao acúmulo progressivo e irreversível de tecido fibroso não funcional, caracterizando a doença renal crônica (DRC), resultando em perda absoluta da função do órgão.
A hipertensão arterial está presente em mais de 80% dos pacientes com DRC, sendo conhecida como um fator de risco que colabora para uma rápida progressão da doença renal, seguida de falência dos rins.
A DRC é um problema de saúde pública mundial que afeta milhares de pessoas. Até o momento, não existe tratamento específico e um dos maiores desafios é conseguir interromper o processo ou, pelo menos, prolongar ao máximo o tempo de evolução para a perda funcional total.
Nas fases avançadas, a alternativa é a terapia com diálise ou transplante renal. De acordo com os dados da Associação Brasileira de Transplante de Órgãos, mais de 20 mil pacientes estão na lista de espera para transplante de rim, entretanto, a carência de órgãos, limita esse tratamento e leva à necessidade de novas terapias.
Nos últimos anos, a terapia celular com células-tronco tem sido muito utilizada como uma estratégia terapêutica para introduzir novas células em órgãos lesionados, com o objetivo de tratar diferentes doenças. As células-tronco mesenquimais (CTM) obtidas da medula óssea tem demonstrado grande potencial para uso clínico, devido ao seu fácil isolamento, sem perda de fenótipo ou da capacidade de diferenciação.
Além disso, o fato de CTM migrarem para as áreas de lesões tem incentivado a investigação destas células como ferramenta terapêutica.
No caso da DRC, o tratamento com as CTM tem demonstrado estimular a recuperação renal por vários mecanismos e, embora esses mecanismos tenham sido bastante estudados, ainda não se sabe como esta renoproteção acontece exatamente.
Portanto, o estudo do transplante de CTM de medula óssea em modelos experimentais (ratos) com lesão renal, permitirá obter mais conhecimentos acerca dos mecanismos de interação das CTM no ambiente lesionado, contribuindo para o avanço da terapia celular.
Professora responsável: Laís de Carvalho
Terapia celular em doenças crônicas do fígado e do pâncreas
Este projeto de pesquisa busca inserir-se na necessidade de diversificar e aprimorar as atuais abordagens terapêuticas para doenças crônicas de incidência crescente na população mundial, como aquelas que afetam o fígado (cirrose) e o pâncreas (diabetes).
Hábitos alimentares relacionados à ingesta da dieta ocidental e de álcool, bem como o perfil genético tem favorecido o surgimento de esteatose e cirrose hepática e diabetes, doenças crônicas que causam grande impacto na saúde pública.
Recentemente, o produto de secreção das células-tronco mesenquimais (CTMs) de tecido adiposo tem demonstrado efeitos terapêuticos em diversos modelos experimentais dessas doenças. A facilidade de obtenção dessas células e suas características biológicas como baixa imunogenicidade e perfil secretor anti-inflamatório tem despertado grande interesse em seu potencial terapêutico. Entretanto, os meios pelos quais essas melhoras ocorrem são pouco conhecidos, e estudos indicam que é preciso aprimorar as técnicas de cultivo dessas células-tronco a fim de obter aproveitamento máximo na regeneração desses órgãos.
Para que esse modelo possa ser convertido em uma abordagem clínica futuramente, é necessário caracterizar o secretoma das CTMs e seus efeitos nos órgãos-alvo.
Portanto, neste estudo utilizaremos técnicas de aprimoramento de cultivo das CTMs desenvolvidas no Laboratório de Pesquisa em Células-Tronco (LPCT), como o cultivo tridimensional a partir de diversos substratos, para obter e caracterizar seu secretoma por análises moleculares.
O secretoma será inoculado em camundongos com fibrose hepática colestática induzida por ligadura do ducto biliar ou diabetes tipo I induzida por estreptozotocina. Os animais serão avaliados quanto a parâmetros plasmáticos e os fígados ou pâncreas serão investigados por análises morfológicas e moleculares, tendo suas subpopulações celulares, taxa de apoptose/necrose, estresse oxidativo e perfil de citocinas caracterizados por citometria de fluxo no LPCT.
Além disso, através das culturas de hepatócitos da linhagem HepG2 e modelo de lesão in vitro semelhante à colestática, poderemos analisar diretamente os efeitos do secretoma sobre o metabolismo de hepatócitos.
A partir desses resultados, esperamos elaborar protocolos mais definidos e avançados de dose, tempo e via de administração do secretoma de CTMs, identificado os pontos-chave de análise dos efeitos desta terapia em nossos modelos experimentais, como etapa fundamental de ensaios pré-clínicos futuramente.
Professora responsável: Simone Nunes