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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.17.2018.tde-28052018-145934
Documento
Autor
Nome completo
Kalil William Alves de Lima
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2013
Orientador
Banca examinadora
Farias, Kelen Cristina Ribeiro Malmegrim de (Presidente)
Câmara, Niels Olsen Saraiva
Passos Junior, Geraldo Aleixo da Silva
Título em português
Análise da expressão gênica global de células estromais mesenquimais e de células tronco hematopoéticas isoladas da medula óssea de pacientes com diabetes mellitus do tipo 1
Palavras-chave em português
Autoimunidade
Células tronco hematopoéticas
Células tronco mesenquimais
Diabetes mellitus do tipo 1
Expressão gênica
Terapia celular
Transplante autólogo de células tronco hematopoéticas
Resumo em português
O diabetes mellitus do tipo 1 (T1D) é uma doença autoimune mediada por células T e caracterizada pela destruição seletiva das células ? pancreáticas produtoras de insulina. Células estromais mesenquimais (MSCs) e células tronco hematopoéticas (HSCs) são os principais componentes do nicho hematopoético na medula óssea. Estas células vêm sendo utilizadas nos últimos anos em transplantes autólogos para tratamento do T1D. O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar o perfil de expressão gênica global de MSCs e HSCs de pacientes com T1D e compará-lo com células isoladas de indivíduos saudáveis através da técnica de microarray e programas específicos de bioinformática. As MSCs e HSCs foram isoladas da medula óssea de pacientes com T1D antes e após o tratamento com imunossupressão em altas doses seguida pelo transplante autólogo de células tronco hematopoéticas (AHSCT). As MSCs apresentaram valor elevado de expressão absoluta de diversas moléculas potencialmente relacionadas com suas funções de suporte à hematopoese. MSCs de pacientes diabéticos apresentaram perfil de expressão gênica global distinto das isoladas de indivíduos saudáveis, com hiper-regulação da sinalização via proteína G e hiporregulação da atividade transcricional. O receptor ?3 adrenérgico, assim como a sinalização simpática, foram hiper-expressos nas células dos pacientes. Genes que codificam moléculas que suportam a hematopoese e regulados pelo sistema nervoso simpático, VCAM1 e CXCL12, foram hiporregulados em nossa análise. Após o AHSCT, houve atenuação do perfil de expressão diferencial das MSCs dos pacientes, entretanto elas permaneceram com hiperatividade da sinalização via proteína G e déficit da atividade transcricional. As HSCs apresentaram altos níveis de expressão absoluta de diversas integrinas e receptores de citocinas e fatores de crescimento, potencialmente relacionados com funções na hematopoese. HSCs de pacientes com T1D apresentaram perfil de expressão gênica global distinto das de indivíduos saudáveis, com hiper-regulação de genes associados com a atividade transcricional. Os fatores de transcrição TCFL2 e p53, que têm papel fundamental na regulação do ciclo celular das HSCs, foram diferencialmente expressos entre as HSCs de pacientes diabéticos e controles. Assim, nossos resultados de expressão gênica global apontaram alterações intrínsecas nas HSCs e MSCs de pacientes diabéticos que podem estar relacionadas com a falha terapêutica dos transplantes autólogos. A implicação dessas alterações no desenvolvimento e patogênese do T1D permanece desconhecida e a realização de ensaios funcionais poderá esclarecer o significado biológico das mesmas.
Título em inglês
Global gene expression analysis of mesenchymal stromal cells and hematopoietic stem cells isolated from bone marrow of type 1 diabetes patients
Palavras-chave em inglês
Autoimmunity
Autologous hematopoietic stem cells transplantation
Cell therapy
Gene expression
Hematopoietic stem cells
Mesenchymal stem cells
Type 1 diabetes mellitus
Resumo em inglês
Type 1 diabetes mellitus (T1D) is a T cell-mediated autoimmune disease, characterized by selective destruction of insulin-producing pancreatic ? cells. Mesenchymal stromal cells (MSCs) and hematopoietic stem cells (HSCs) are the main components of hematopoietic niches. In the last years, these cells are being used in autologous transplantation settings for T1D treatment. The main goal of this study was to evaluate the global gene expression profile of MSCs and HSCs from T1D patients, by using microarrays and bioinformatics specific programs. MSCs and HSCs were isolated from bone marrow of T1D patients before and after treatment with high dose immunossupression followed by hematopoietic stem cell transplantation. MSCs showed high absolute expression values of several molecules potentially related to their function of hematopoiesis support. MSCs from T1D patients exhibited distinct gene expression profile from control MSCs and presented up-regulation of the G protein-coupled receptor signaling pathway and down-regulation of transcriptional activity. The ?3 adrenergic receptor, as well the sympathetic nervous system signaling were up-regulated on patient´s cells. Genes that codify molecules which support hematopoeisis and are regulated by the symphatic nervous system, VCAM1 and CXCL12, were downregulated on our analysis. After AHSCT, there was an attenuation of the differential expression profile of MSCs from T1D patients, however they remained with G proteincoupled receptor signaling pathway hyperactivity and transcriptional activity deficit. HSCs exhibited high absolute expression values of integrins, cytokine receptors and growth factors, molecules potencially related to hematopoietic functions. HSCs from T1D patients showed distinct expression profile from control HSCs and demonstrated up-regulation of genes related to transcriptional activity. The transcription factors TCFL2 and p53, which have important role in regulating HSC cycle, were differentially expressed between HSCs from T1D patients and controls. Thus, our global gene expression analysis has revealed intrinsic alterations on MSCs and HSCs from T1D patients that could be related to the autologous transplant therapeutic failures. The implications of these alterations on the development and pathogenesis of T1D remain unknown and functional assays could unravel their biological meaning.
 
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kalil.pdf (6.61 Mbytes)
Data de Publicação
2018-07-19
 
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