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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2023.tde-03082023-151559
Documento
Autor
Nome completo
Jennifer Adriane dos Santos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Alencar, Adriano Mesquita (Presidente)
Amaral, Jonatas Bussador do
Freitas, Anderson Zanardi de
Laurindo, Francisco Rafael Martins
 
Título em português
Avaliação das propriedades fenotípicas de células cardíacas cultivadas em micropadrões
Palavras-chave em português
Cardiomiócitos
Célula-tronco pluripotente induzida
Fenótipo
Microscopia de força de tração
Microtecnologia
Reologia
Resumo em português
Dentre os diversos problemas considerados quando estudamos as propriedades reológicas de células vivas, podemos citar a caracterização mecânica e a resposta das células cardíacas, em especial, os cardiomiócitos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSC-CMs), tema com forte apelo científico e poucos trabalhos encontrados na literatura. É conhecido que a regulação ativa das forças celulares durante a adesão, desempenha um papel importante na determinação do tamanho, forma e estrutura interna das células. Para isso, foi criado um protocolo geral de aplicação, onde foram realizadas medidas de força de tração através de técnicas reológicas como a Microscopia de Força de Tração (TFM) e a aplicação de estimulação elétrica (EE) para sincronizar a contração dos hiPSC-CMs aderidos sobre os micropadrões (MPs), que consiste em um método de produção de padrões microscópicos para o confinamento de células, com o objetivo de entender os mecanismos funcionais nos quais as células comportam-se e respondem ao microambiente que a circunda. Para tanto, utilizamos substratos de poliacrilamida para produzir micropadrões de Geltrex (GTX) e Laminina (LAM), incorporados através de um molde de Polidimetilsiloxano (PDMS) para caracterizar o efeito desses estímulos aplicados nos hiPSC-CMs com o objetivo de avaliar a mecânica do fenótipo celular, através da determinação das propriedades de força de tração, poder de contração e morfologia dessas células. Neste estudo, foram estudadas um total de 72 células divididas em 8 grupos a seguir: (1) células cultivadas em MPs utilizando a matriz de LAM; (2) cultivadas em MPs utilizando GTX; (3) cultivadas em LAM sem MPs; (4) cultivadas em GTX sem MPs. Adicionalmente, foi utilizado o estimulador elétrico em cada grupo, perfazendo ao final, um total de 8 grupos estudados. O uso dos MPs ocasionou um aumento no grau de alinhamento dos hiPSC-CMs e após aplicar os estímulos elétricos a tração quadrática média dos hiPSC-CMs diminuiu em 87 % das células analisadas
 
Título em inglês
Evaluation of the phenotypic properties of cardiac cells cultured in micropatterns
Palavras-chave em inglês
Cardiomyocytes
Induced pluripotent stem cell
Microtechnology
Phenotype
Rheology
Traction force microscopy
Resumo em inglês
Among the various problems considered when studying the rheological properties of living cells, we can mention the mechanical characterization and response of cardiac cells, in particular, cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSC-CMs), a topic with strong scientific appeal and few papers found in the literature. It is known that the active regulation of cellular forces during adhesion plays an important role in determining the size, shape, and internal structure of cells. To this end, a general application protocol was created, where tensile force measurements were performed using rheological techniques such as Traction Force Microscopy (TFM) and the application of electrical stimulation (EE) to synchronize the contraction of the adhered hiPSC-CMs on micropatterns (MPs), which consists of a method of producing microscopic patterns for the confinement of cells, to understand the functional mechanisms in which the cell behaves and responds to the surrounding microenvironment. To this end, we used polyacrylamide substrates where Geltrex (GTX) and Laminin (LAM) micropatterns were produced and incorporated through a Polydimethylsiloxane (PDMS) mold to characterize the effect of these stimuli applied to hiPSC-CMs to evaluate the mechanics of the cell phenotype by determining the tensile strength properties, contraction power and morphology of these cells. In this study, a total of 72 cells divided into 8 groups were studied as follows: (1) cells cultured in MPs using LAM matrix; (2) cultured in MPs using GTX; (3) cultured in LAM without MPs; (4) cultured in GTX without MPs. In addition, the electrical stimulator was used in each group, making a total of 8 groups studied. The use of MPs caused an increase in the degree of alignment of hiPSC-CMs and after applying the electrical stimuli the mean quadratic traction of hiPSC-CMs decreased in 87 % of the analyzed cells
 
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Data de Publicação
2023-08-15
 
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