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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.5.2021.tde-29032022-123502
Documento
Autor
Nome completo
João Paulo Cortez de Sant'Anna
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Fernandes, Tiago Lazzaretti (Presidente)
Almeida, Adriano Marques de
Bueno, Daniela Franco
Hernandez, Arnaldo Jose
Título em português
Avaliação por imagem de composto de engenharia tecidual para o reparo da cartilagem em modelo pré-clínico
Palavras-chave em português
Bioengenharia
Cartilagem articular
Célula-tronco mesenquimal
Engenharia tecidual
Imagem por ressonância magnética
Pesquisa médica translacional
Terapia baseada em transplante de células e tecidos
Resumo em português
INTRODUÇÃO: A lesão condral articular causa limitações funcionais, dor e pode progredir para osteoartrite, o que causa elevado custo financeiro para o tratamento. As células-tronco mesenquimais (CTM) apresentam capacidade de expansão, diferenciação condrogênica, e de imunorregulação local, mostrandose úteis para o tratamento das lesões condrais. O composto desenvolvido por engenharia tecidual (CET) é formado por células mesenquimais e matriz extracelular, sendo uma estratégia que evita a necessidade de arcabouço sintético ou de origem animal. O tratamento da lesão condral pode ser avaliado de forma não invasiva com a ressonância magnética (RM), que permite a análise da morfologia e da composição do tecido de reparo. OBJETIVOS: o objetivo primário desse estudo foi avaliar por ressonância magnética o reparo da lesão da cartilagem, utilizando o CET. E o secundário foi avaliar o tratamento por histologia e correlacionar com a avaliação por ressonância. MÉTODOS: O CET foi desenvolvido em centro de tecnologia celular tipo 2, certificado pela ANVISA, com células-tronco mesenquimais, seguindo as boas práticas em laboratório. Um defeito de cartilagem de 6mm de diâmetro foi realizado nos dois joelhos (membros posteriores) em 14 porcos em miniatura (BR1). O CET foi aplicado no defeito em um dos joelhos de cada animal. Após 6 meses, foi realizada eutanásia e ressonância magnética dos joelhos operados para avaliação da morfologia, com o sistema de pontuação MOCART 3D, e da composição de água e fibras de colágeno do tecido de reparo, pelo mapeamento em T2. O valor médio do T2 foi calculado na região em que foi realizado o defeito e em região adjacente com cartilagem saudável. Em cada região, o valor médio do T2 foi calculado na zona profunda e superficial. Por último, o reparo da cartilagem foi avaliado através de histologia pelo escore ICRS-2. RESULTADOS: O valor médio do MOCART no grupo submetido ao defeito sem tratamento foi de 46,2 ± 13,4, enquanto o grupo tratado com o CET teve valor médio da pontuação de 62,3 ± 12,3 (p < 0,001). A avaliação por mapeamento em T2 no grupo sem tratamento mostrou haver diferença estatística entre o valor médio do T2 da região do defeito condral (50,9 ± 2,4) e da região da cartilagem saudável (54,4 ± 1,7), (p < 0,05) o que indica diferença na composição entre as duas regiões. No grupo com tratamento, o valor médio do T2 na região que recebeu o CET foi de 53,4 ± 2,1 e não apresentou diferença em relação ao valor médio do T2 da cartilagem adjacente saudável, que foi de 54,7 ± 2,2 (p=0,7). A avaliação histológica do reparo da cartilagem com o sistema ICRS-2 mostrou um valor médio de 43,5 ± 4,3 na avaliação geral do grupo submetido apenas ao defeito da cartilagem e um valor médio de 57,8 ± 5,1 no grupo submetido ao tratamento com o CET (p < 0,05). CONCLUSÃO: A avaliação da morfologia e composição por ressonância magnética e análise histológica mostraram que o defeito de cartilagem tratado por composto de engenharia tecidual foi responsável por uma cobertura maior e de melhor qualidade do defeito em relação ao grupo sem tratamento
Título em inglês
Imaging evaluation of tissue engineering construct for cartilage repair in a preclinical model
Palavras-chave em inglês
Cartilage articular
Cell and tissue-based therapy
Magnetic resonance imaging
Mesenchymal stem cells, Bioengineering
Tissue engineering
Translational medical research
Resumo em inglês
INTRODUCTION: The chondral joint damage causes functional limitations, pain and can progress to osteoarthritis, which causes a high financial cost for the treatment. Mesenchymal stem cells (MSC) are capable of expansion, chondrogenic differentiation, and local immunoregulation, proving to be useful for the treatment of chondral lesions. The compound developed by tissue engineering (TEC) is formed by mesenchymal cells and extracellular matrix, being a strategy that avoids the need for a synthetic framework or of animal origin. The treatment of chondral injury can be evaluated non-invasively with magnetic resonance imaging (MRI), which allows the analysis of the morphology and composition of the repair tissue. OBJECTIVES: The primary objective of this study was to evaluate by magnetic resonance the repair of cartilage damage using TEC. And the secondary was to evaluate the treatment by histology and correlate with the evaluation by resonance. METHODS: The TEC was developed in a type 2 cell technology center, certified by ANVISA, with mesenchymal stem cells, following good laboratory practices. A 6mm diameter cartilage defect was performed in both knees (hind limbs) in 14 miniature pigs (BR1). TEC was applied to the defect in one of the knees of each animal. After 6 months, euthanasia and MRI of the operated knees were performed to assess the morphology, with the MOCART 3D scoring system, and the composition of water and collagen fibers of the repair tissue, by T2 mapping. The mean T2 value was calculated in the region where the defect was made and in an adjacent region with healthy cartilage. In each region, the mean T2 value was calculated in the deep and superficial zone. Finally, cartilage repair was evaluated through histology using the ICRS-2 score. RESULTS: The mean value of MOCART in the group submitted to the defect without treatment was 46.2 ± 13.4, while the group treated with CET had a mean score of 62.3 ± 12.3 (p < 0.001). The T2 mapping evaluation in the untreated group showed a statistical difference between the mean T2 value of the chondral defect region (50.9 ± 2.4) and the healthy cartilage region (54, 4 ± 1.7), (p < 0.05) which indicates a difference in composition between the two regions. In the treatment group, the mean T2 value in the region that received the TSC was 53.4 ± 2.1 and showed no difference in relation to the mean T2 value of the healthy adjacent cartilage, which was of 54.7 ± 2.2 (p=0.7). The histological evaluation of cartilage repair with the ICRS-2 system showed a mean value of 43.5 ± 4.3 in the general evaluation of the group submitted only to the cartilage defect and a mean value of 57.8 ± 5.1 in the group submitted to treatment with the CET (p < 0.05). CONCLUSION: The evaluation of morphology and composition by magnetic resonance and histological analysis showed that the cartilage defect treated with tissue engineering construct was responsible for greater coverage and better quality of the defect compared to the untreated group
 
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Data de Publicação
2022-03-30
 
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