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Authors
Abstract(s)
The central nervous system (CNS) has a limited auto-regeneration capacity, which makes it challenging for the development of new therapies. Previous studies from our lab have demonstrated the applicability of mesenchymal stem cells (MSCs) as a possible therapeutic too for CNS, in which their secretome (e.g. the secretion of trophic factors and vesicles) has been described as the most probable mechanism of their therapeutic action, due to its ability to stimulate/modulate neurogenesis. Glial cells as astrocytes are important players in neural activity and in the modulation of neurotransmission, thereby being crucial elements in neurogenesis. Thus, in the present project, we aimed to evaluate the impact of astrocytes on the effects promoted by the application of MSCs secretome as a therapeutic tool for the modulation and generation of new neurons. For this, MSCs secretome was injected into the dentate gyrus (DG) of the hippocampus of a transgenic animal model (with the SNARE complex blocked) without astrocytic transmission, and therefore with their function partially depleted. Additionally, morphological features of astrocytes were assessed. As controls wild type Black 6 mice, in which the astrocytic function has not been depleted were used. One week after secretome treatment, animals were sacrificed, and brains collected for molecular and histological analysis. Pre-frontal cortex tissue was used to perform a transgene analysis in order to divide the experimental groups in wild type (Wt), Snare high and Snare low (animals presenting different patterns of gene expression). Brains were immuno-stained for GFAP and Ki-67 and assessed under a confocal microscope for proliferations levels at the SGZ of the hippocampus, at the hilus, for counting of radial glial cells at the SGZ and for GFAP+ densities at the DG. Confocal images were also employed for morphological analysis.
Results demonstrated increased levels of proliferation for Wt and Snare high animals at the SGZ when compared to Snare low when treated with secretome, furthermore, secretome increased levels of proliferating radial glial cell in Snare high animals. Morphological assessments revealed increased process hypertrophy and complexity in snare animals treated with secretome. The results could be attributed to trophic factors present in the secretome, previously shown to increase proliferation at the DG and also to alter astrocyte morphology. The impact of transgene expression is harder to explain, nevertheless, impaired exocytosis from astrocytes could have implications for the response to a proliferative stimulus given the established autocrine signaling trough this mechanism.
A capacidade de regenereação do sistema nervoso (SNC) central é limitada, gerando um desafio para a produção de novas terapias. Estudos recentes do nosso laboratório evidenciaram um potencial interessante para a aplicação de células estaminais mesenquimatosas (MSC) como um potencial agente terapêutico para o SNC no qual o seu secretoma (secreção de fatores tróficos e vesiculas) tem sido descrito como o principal mecanismo de ação, capaz de estimular neurogénese e a sobrevivência de células gliais. Neste contexto, astrócitos tem grande importância na homeostase do SNC modulando importantes funcões como neurotransmissão, fluxo sanguíneo e neurogénesis. Portanto, este projeto teve o objetivo de investigar o papel dos astroócitos nos efeitos modulatórios promovidos pelo secretoma de MSC’s nomeadamente nos seus níveis de proliferação e nas densidades gliais. Para isso, foi utilizado um modelo animal transgénico que possui o complexo SNARE bloqueado, reduzindo desta forma a transmissão astrocítica. Adicionalmente, a morfologia destes astrócitos foi estudada. Como controlos, foram usados murganhos C57BL/6. Uma semana após a injeção com o secretoma, procedeu-se a avaliações histológicas, os tecidos foram marcados para Ki-67 e GFAP e contramarcados para DAPI. O secretoma apresentou um papel estimulatório sob os níveis de proliferação evidenicados pelo maior número de células positivas para Ki-67 na zona sub-granular do hipocampo nos animais wild type e nos SNARE high, sendo a transmissão astrocitica importante para tal processo tendo em vista que, em comparação com animais SNARE low, os níveis de proliferação foram reduzidos, adicionalmente, o secretoma elevou a proliferação de celulas gliais radiais (RGC) apenas nos animais Snare High, mostrando um possível efeito compansatório sob a redução da transmissão glial. Adicionalmente, os animais tratados com secretoma que possuiam expressão do transgene, apresentaram morfologia hipertrófica e mais complexa quando comparados com animais wild type. Os resultados encontrados devem ser considerados com parcimónia pela natureza exploratória do presente estudo, vale a pena reasaltar que é a primeira vez que este tipo de abordagns experimentais e análises é desenvolvido neste modelo animal.
A capacidade de regenereação do sistema nervoso (SNC) central é limitada, gerando um desafio para a produção de novas terapias. Estudos recentes do nosso laboratório evidenciaram um potencial interessante para a aplicação de células estaminais mesenquimatosas (MSC) como um potencial agente terapêutico para o SNC no qual o seu secretoma (secreção de fatores tróficos e vesiculas) tem sido descrito como o principal mecanismo de ação, capaz de estimular neurogénese e a sobrevivência de células gliais. Neste contexto, astrócitos tem grande importância na homeostase do SNC modulando importantes funcões como neurotransmissão, fluxo sanguíneo e neurogénesis. Portanto, este projeto teve o objetivo de investigar o papel dos astroócitos nos efeitos modulatórios promovidos pelo secretoma de MSC’s nomeadamente nos seus níveis de proliferação e nas densidades gliais. Para isso, foi utilizado um modelo animal transgénico que possui o complexo SNARE bloqueado, reduzindo desta forma a transmissão astrocítica. Adicionalmente, a morfologia destes astrócitos foi estudada. Como controlos, foram usados murganhos C57BL/6. Uma semana após a injeção com o secretoma, procedeu-se a avaliações histológicas, os tecidos foram marcados para Ki-67 e GFAP e contramarcados para DAPI. O secretoma apresentou um papel estimulatório sob os níveis de proliferação evidenicados pelo maior número de células positivas para Ki-67 na zona sub-granular do hipocampo nos animais wild type e nos SNARE high, sendo a transmissão astrocitica importante para tal processo tendo em vista que, em comparação com animais SNARE low, os níveis de proliferação foram reduzidos, adicionalmente, o secretoma elevou a proliferação de celulas gliais radiais (RGC) apenas nos animais Snare High, mostrando um possível efeito compansatório sob a redução da transmissão glial. Adicionalmente, os animais tratados com secretoma que possuiam expressão do transgene, apresentaram morfologia hipertrófica e mais complexa quando comparados com animais wild type. Os resultados encontrados devem ser considerados com parcimónia pela natureza exploratória do presente estudo, vale a pena reasaltar que é a primeira vez que este tipo de abordagns experimentais e análises é desenvolvido neste modelo animal.
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Keywords
Astrócitos Célula Estaminal Mesenquimatosa Morfologia Proliferação Secretoma