Avaliação de biointegração e resposta inflamatória a vasos sanguíneos produzidos por engenharia de tecidos – modelo experimental em coelho
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Data
2021-09-01
Autores
Secondo, Mariana Thais Silva
Título da Revista
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Introdução: Na prática cirúrgica cardiovascular é bem estabelecido que, para determinadas situações, o tratamento da doença obstrutiva aterosclerótica requer a realização de by-pass. Usam-se preferencialmente como substitutos vasculares veias autólogas ou próteses sintéticas. No entanto, nem todos os pacientes possuem veias autólogas passíveis de se utilizar como substituto vascular e nem todas as pontes arteriais têm patência satisfatória quando confeccionadas com próteses. Assim, na limitação do uso de próteses ou veias autólogas, a engenharia de tecidos com a produção de neovasos pode ser uma opção promissora. Estudos têm demonstrado ser possível a diferenciação in vitro de células tronco adultas em tecidos da parede vascular, como endotélio e músculo liso. Estudos experimentais prévios também demonstraram que as veias cavas de coelho podem ser descelularizadas e servem como arcabouço para receber células tronco mesenquimais (CTMs), com posterior diferenciação em células endoteliais in vitro. Objetivo: Produzir uma estrutura 3D utilizando arcabouços de veia cava inferior de coelho descelularizada com o repovoamento celular a partir de CTMs obtidas de tecido adiposo; testar sua interação com o organismo receptor e avaliar a indução da resposta inflamatória. Métodos: Trata-se de um trabalho experimental realizado em 6 etapas descritas a seguir: obtenção de veias cava de coelho para produção de arcabouço; obtenção, expansão e caracterização das CTMs derivadas de tecido adiposo; preparação do arcabouço para implante (autólogo e alogênico); experimento in vivo, com implante no dorso de 12 coelhos de veias cava alogênicas in natura (n=3), de veias cava descelularizadas (n=3), de veias cava descelularizadas + CTM alogênicas (n=3) e de veias cava descelularizadas + CTM autólogas (n=3); obtenção de amostras de sangue para análise da resposta inflamatória aos implantes; avaliação histomorfológica dos implantes após 60 dias da implantação e análise da resposta inflamatória diretamente no macerado dos explantes. Resultados: Os dados da análise das interleucinas (ILs) séricas não revelaram diferenças estatísticas entre os grupos. Já os dados da análise das ILs do homogenato do tecido congelado do explante permitiram concluir que, através da dosagem de fator de necrose tumoral alfa (TNFα), o implante da veia descelularizada apresentou a maior reação inflamatória, enquanto que, através da dosagem de IL-10, o grupo veia descelularizada + CTM autóloga apresentou menor atividade pró-inflamatória. Quanto a avaliação histomorfológica dos implantes coletados após 60 dias, observou-se alta taxa de endotelização, com boa evolução tecidual associada a notável taxa de celularidade, sendo que o grupo veia descelularizada + CTM autóloga foi o que apresentou menor reação inflamatória dentre os grupos analisados. A análise em microscopia de fluorescência revelou a presença das CTM nos explantes. Conclusão: O uso de CTM autóloga no arcabouço de veia cava inferior descelularizada foi o protocolo que apresentou maior organização celular, melhor diferenciação e menor resposta inflamatória do hospedeiro.
Background: Cardiovascular surgical practice is well established that, for certain conditions, the treatment of atherosclerotic obstructive disease requires a bypass. Autologous veins or Dacron or PTFE prostheses are preferably used as vascular substitutes. However, not all patients have autologous veins that can be used as a vascular substitute, and not all arterial bridges have satisfactory patency when made with prostheses. Thus, in limiting the use of prostheses or autologous veins, tissue engineering with the production of new vessels may be a promising option. Studies have made possible the in vitro differentiation of adult stem cells into vascular wall tissues, such as endothelium and smooth muscle. Previous experimental studies have also shown that rabbit vena cava can be decellularized and serve as a scaffold to receive mesenchymal stem cells (mesenchymal stem cells - MSC), with subsequent differentiation into endothelial cells in vitro. Objective: To produce a 3D structure using decellularized rabbit inferior vena cava scaffolds with cell repopulation from adipose tissue basic MSC; test its interaction with the recipient organism and assess the induction of the inflammatory response. Methods: This is an experimental work carried out in 6 previous stages, as follows: presentation of rabbit vena cava for the production of a framework; expansion, expansion, and characterization of adipose tissue-derived MSCs; preparation of the implant framework (autologous and allogeneic); in vivo experiment, with an implant in the back of 12 rabbits of allogeneic in natura vena cava (n = 3), decellularized vena cava (n = 3), decellularized vena cava + allogeneic MSC (n = 3) and decellularized vena cava + Autologous MSC (n = 3); blood decanter for analyzing the inflammatory response to implants; histomorphological evaluation of the implants 60 days after implantation and analysis of the inflammatory response directly in the explant macerate. Results: Data from the analysis of serum interleukins (ILs) did not reveal statistical differences between groups. The data from the analysis of ILs from the frozen tissue homogenate of the explant allow that, through the dosage of tumor necrosis factor-alpha (TNFα), the implant of the decellularized vein presents the greatest inflammatory reaction, while, through IL-10, the decellularized vein + autologous MSC group presented less pro-inflammatory activity. As for the histomorphological evaluation of the implants collected after 60 days, a high rate of endothelialization was observed, with good tissue evolution associated with the cellularity rate, and the decellularized vein + autologous MSC group had the lowest inflammatory reaction of the groups. An analysis under fluorescence microscopy revealed the presence of MSC in the explants. Conclusion: The use of autologous MSC in the decellularized inferior vena cava framework was the protocol that presented greater cellular organization, better differentiation, and lesser inflammatory response of the host.
Background: Cardiovascular surgical practice is well established that, for certain conditions, the treatment of atherosclerotic obstructive disease requires a bypass. Autologous veins or Dacron or PTFE prostheses are preferably used as vascular substitutes. However, not all patients have autologous veins that can be used as a vascular substitute, and not all arterial bridges have satisfactory patency when made with prostheses. Thus, in limiting the use of prostheses or autologous veins, tissue engineering with the production of new vessels may be a promising option. Studies have made possible the in vitro differentiation of adult stem cells into vascular wall tissues, such as endothelium and smooth muscle. Previous experimental studies have also shown that rabbit vena cava can be decellularized and serve as a scaffold to receive mesenchymal stem cells (mesenchymal stem cells - MSC), with subsequent differentiation into endothelial cells in vitro. Objective: To produce a 3D structure using decellularized rabbit inferior vena cava scaffolds with cell repopulation from adipose tissue basic MSC; test its interaction with the recipient organism and assess the induction of the inflammatory response. Methods: This is an experimental work carried out in 6 previous stages, as follows: presentation of rabbit vena cava for the production of a framework; expansion, expansion, and characterization of adipose tissue-derived MSCs; preparation of the implant framework (autologous and allogeneic); in vivo experiment, with an implant in the back of 12 rabbits of allogeneic in natura vena cava (n = 3), decellularized vena cava (n = 3), decellularized vena cava + allogeneic MSC (n = 3) and decellularized vena cava + Autologous MSC (n = 3); blood decanter for analyzing the inflammatory response to implants; histomorphological evaluation of the implants 60 days after implantation and analysis of the inflammatory response directly in the explant macerate. Results: Data from the analysis of serum interleukins (ILs) did not reveal statistical differences between groups. The data from the analysis of ILs from the frozen tissue homogenate of the explant allow that, through the dosage of tumor necrosis factor-alpha (TNFα), the implant of the decellularized vein presents the greatest inflammatory reaction, while, through IL-10, the decellularized vein + autologous MSC group presented less pro-inflammatory activity. As for the histomorphological evaluation of the implants collected after 60 days, a high rate of endothelialization was observed, with good tissue evolution associated with the cellularity rate, and the decellularized vein + autologous MSC group had the lowest inflammatory reaction of the groups. An analysis under fluorescence microscopy revealed the presence of MSC in the explants. Conclusion: The use of autologous MSC in the decellularized inferior vena cava framework was the protocol that presented greater cellular organization, better differentiation, and lesser inflammatory response of the host.
Descrição
Palavras-chave
Doença Arterial Periférica, Engenharia de Tecidos, Endotélio, Células tronco mesenquimais, Inflamação, Diferenciação celular, Peripheral arterial disease, Tissue engineering, Endothelium