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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.58.2014.tde-03022015-110025
Document
Author
Full name
Rodrigo Paolo Flores Abuna
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2014
Supervisor
Committee
Beloti, Márcio Mateus (President)
Dornelles, Rita Cássia Meneghatti
Rosa, Jose Cesar
Title in Portuguese
Análise do potencial osteogênico e adipogênico de células-tronco mesenquimais derivadas de medula óssea e de tecido adiposo
Keywords in Portuguese
adipócitos
células-tronco mesenquimais
diferenciação
medula óssea
osteoblastos
tecido adiposo
Abstract in Portuguese
Células-tronco mesenquimais derivadas de medula óssea (CTMs-MO) e de tecido adiposo (CTMs-TA) são uma ferramenta atrativa para a reparação do tecido ósseo baseada na terapia celular. No presente estudo, foi investigado o potencial osteogênico e adipogênico de CTMs-MO e CTMs-TA, assim como o efeito da intercomunicação entre osteoblastos e adipócitos na expressão do fenótipo celular. CTMs-MO e CTMs-TA de ratos foram cultivadas em meios de crescimento, osteogênico e adipogênico para avaliar a diferenciação osteoblástica e adipocítica. Adicionalmente, osteoblastos e adipócitos foram cocultivados de forma indireta para investigar o efeito dos adipócitos sobre os osteoblastos e vice versa. CTMs-MO e CTMs-TA apresentaram potencial tanto osteogênico quanto adipogênico em condições não indutoras de diferenciação. No entanto, quando expostas ao meio osteogênico, as CTMs-MO exibiram maior expressão gênica de RUNX2, fosfatase alcalina e osteocalcina, expressão proteíca de RUNX2 e maior formação de matriz extracelular mineralizada comparadas às CTMs-TA. Por outro lado, em condições adipogênicas, as CTMs-TA apresentaram maior expressão gênica de PPARγ, proteína adipocítica 2 e resistina, expressão proteíca de PPARγ e maior formação de acúmulo lipídico comparadas às CTMs-MO. A presença de adipócitos em coculturas indiretas inibiu a expressão do fenótipo osteoblástico, enquanto os osteoblastos não apresentaram um efeito marcante sobre a expressão do fenótipo adipocítico. Em conclusão, o presente estudo mostrou que as CTMs-MO são mais osteogênicas enquanto as CTMs-TA são mais adipogênicas. Adicionalmente, foi observado que a intercomunicação entre osteoblastos e adipócitos pode afetar negativamente o reparo ósseo. Assim, postulamos que o maior potencial osteogênico das CTMs-MO as tornam a escolha mais adequada para a indução do reparo ósseo baseado na terapia celular.
Title in English
Analysis of osteogenic and adipogenic potential of mesenchymal stem cells derived from bone marrow and adipose tissue
Keywords in English
adipocyte
adipose tissue
bone marrow
differentiation
mesenchymal stem cells
osteoblast
Abstract in English
Mesenchymal stem cells from bone marrow (BM-MSCs) and adipose tissue (AT-MSCs) are attractive tools for cell-based therapies to repair bone tissue. In the present study, we investigated the osteogenic and adipogenic potential of BM-MSCs and AT-MSCs as well as the effect of crosstalk between osteoblasts and adipocytes on cell phenotype expression. Rat BM-MSCs and AT-MSCs were cultured either in growth, osteogenic or adipogenic medium to evaluate osteoblast and adipocyte differentiation. Also, osteoblasts and adipocytes were indirectly cocultured to investigate the effect of adipocytes on osteoblast differentiation and vice versa. BM-MSCs and AT-MSCs exhibit osteogenic and adipogenic potential under non-differentiation-inducing conditions. However, when exposed to osteogenic medium, BM-MSCs exhibited higher gene expression of RUNX2, alkaline phosphatase and osteocalcin, RUNX2 protein expression and more extracellular matrix mineralization compared with AT-MSCs. Conversely, under adipogenic conditions, AT-MSCs displayed higher gene expression of PPARγ, fatty acid binding protein 4 and resistin, PPARγ protein expression and more lipid accumulation compared with BM-MSCs. The presence of adipocytes as indirect coculture repressed the expression of osteoblast phenotype while osteoblasts did not exert remarkable effect on adipocyte phenotype expression. In conclusion, the present study showed that BM-MSCs are more osteogenic while AT-MSCs are more adipogenic. Also, we observed that the crosstalk between osteoblasts and adipocytes may negatively impact bone repair. Thus, we postulate that the higher osteogenic potential of BM-MSCs makes them the first choice for inducing bone repair in cell-based therapies.
 
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Publishing Date
2015-11-12
 
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