Degeneração do disco intervertebral: da neovascularização ao potencial regenerativo de células-tronco mesenquimais em hidrogel fotopolimerizável
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Introdução: Doenças da coluna vertebral relacionadas à degeneração do disco intervertebral representam uma questão de saúde pública mundial devido à limitação física e social e substanciais perdas econômicas. A degeneração discal está intimamente associada ao surgimento de fissuras seguidas de processo de neovascularização na região do ânulo fibroso. O crescimento vascular na direção do interior do disco intervertebral é considerado patológico, pois o disco normal do adulto é substancialmente avascular. A neovascularização se dá pela migração e organização das células endoteliais na direção do núcleo do disco intervertebral, criando um microambiente no qual células do ânulo fibroso estarão expostas aos produtos das células endoteliais. A comunicação mediada por micropartículas, pequenas vesículas ou exossomos que contém componentes subcelulares das células originais, estão entre os mecanismos de comunicação celular recentemente identificados. Micropartículas endoteliais, produzidas e liberadas pelas células endoteliais, estão associadas a várias doenças e possuem mecanismos de ação sobre a matriz extracelular pouco elucidados. A literatura é ampla no que diz respeito às terapias regenerativas incluindo uso de células-tronco mesenquimais. A terapia celular é considerada uma das mais promissoras opções de tratamento da degeneração discal. O uso de células-tronco requer o emprego de carregador para entrega e manutenção deste material dentro do núcleo pulposo do disco. Objetivos: Investigar a comunicação celular entre células do disco intervertebral células endoteliais e avaliar o potencial regenerativo de terapia com células-tronco mesenquimais de medula óssea em hidrogel fotopolimerizável no tratamento da degeneração do disco intervertebral. Métodos: Culturas de células de disco intervertebral foram expostas a micropartículas celulares e proteínas solúveis provenientes do meio de cultura de linha de células endoteliais com análise da regulação da expressão gênica e proteica dos fatores da matriz extracelular do disco. Outra parte desta pesquisa utilizou unidades funcionais da coluna, que contém um disco intervertebral inteiro de coelhos New Zealand, cultivados
extra vivo e tratados com células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea em hidrogel fotopolimerizável. Entre os desfechos analisados estão imagens de microscopia confocal, expressão gênica e protéica das células do disco intervertebral, atividade de metaloproteinases, análise da viabilidade celular. Resultados: As células do ânulo fibroso tratadas com subprodutos das células endoteliais apresentaram aumento da expressão gênica de metaloproteinases em relação aos controles, MMP-1 (50,3 vezes), MMP-3 (4,5 vezes) e MMP-13 (5,5 vezes), suportado pelos resultados de expressão proteica obtidos através de técnica de Western Blot. Supressão de fatores chave na formação da matriz como o agrecan (0,79 vezes). Presença de atividade de metaloproteinases detectada somente no grupo tratado com micropartículas endoteliais. Por outro lado, as células-tronco mesenquimais injetadas nos discos das unidades funcionais da coluna cultivados extra vivo, aumentaram a expressão gênica de agrecan e inibidores de agrecanases (TIMPs) além de apresentar boa taxa de sobrevivência destas células após 7 dias de aplicação em hidrogel fotopolimerizável. Conclusões: As células endoteliais promoveram um perfil catabólico nas células do anulo fibroso, podendo levar à quebra da matriz extracelular e consequente degeneração discal. Quanto à terapia com células-tronco e hidrogel fotopolimerizável, mostrou-se uma técnica aplicável, com potencial regenerativo
através de técnica menos invasiva.
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