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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.9.2024.tde-22072024-093443
Document
Author
Full name
Rosana Lopes Rodrigues Amon
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2024
Supervisor
Committee
Fock, Ricardo Ambrosio (President)
Akamine, Eliana Hiromi
Gamero, Edgar Julian Paredes
Martins, Joilson de Oliveira
Title in Portuguese
Células-tronco mesenquimais irradiadas: influência do efeito espectador sobre os controles da hematopoese
Keywords in Portuguese
Célula-tronco mesenquimal
Efeito espectador
Hematopoese
Abstract in Portuguese
O processo de hematopoese compreende a produção de células sanguíneas e tem como protagonista o microambiente hematopoético (MH). No MH tem-se a participação do sistema hematopoético, compreendido principalmente pelas célulastronco hematopoéticas (CTH), e o sistema estromal, de sustentação e suporte para a hematopoese, com seu principal representante: a célula-tronco mesenquimal (CTM). Dentro desse contexto, caracteriza-se a CTM como reguladora de outros tipos celulares, sendo de suma importância na modulação das CTH. Com isso, faz-se importante relatar que malignidades hematopoéticas podem afetar o MH e a radiação é uma importante ferramenta terapêutica. Neste âmbito, o processo de radioterapia não atinge somente as células neoplásicas presentes no MH, como também as CTM saudáveis, que podem sofrer alterações e modularem, através do efeito espectador, as CTH. Este efeito se caracteriza por células não irradiadas que apresentam alterações em sua fisiologia promovidas por células diretamente irradiadas. Desta forma, CTH, que têm como objetivo reestabelecer a hematopoese após o tratamento radioterápico, podem sofrer modificações na proliferação e diferenciação devido ao efeito espectador. Tendo isso, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar a influência direta da radiação nas CTM e se estas células modulariam, através do efeito espectador, o processo de hematopoese. Para tal, foram realizadas culturas de linhagem mesenquimal (C3H10T1/2) que foram submetidas a irradiação, e, posteriormente, após suas avaliações, foram realizadas culturas condicionadas com os sobrenadantes irradiados e células de linhagem hematopoética (C1498). Como metodologias, a cultura 3D, a citometria de fluxo para viabilidade e ciclo celular, o PCR e imunofenotipagem, foram utilizados para caracterizar as alterações nas C1498 frente ao efeito espectador. E, através da citometria de fluxo, foi possível caracterizar que as CTM sofrem alteração a partir da dose de 6Gy, pela avaliação do ciclo celular e viabilidade. A modulação gênica apontou aumento da expressão de Bax e Cdkn1a em CTM irradiadas a partir de 6Gy. O marcador γ-H2AX também se mostrou alterado em CTM irradiadas. Dentre os fatores solúveis produzidos pelas CTM irradiadas, apenas a IL-6 apresentou diminuição de sua síntese quando estas células eram irradiadas, principalmente, com 6Gy. Frente a modulação espectadora, as células C1498 tiveram diminuição da capacidade clonogênica em cultura 3D em relação a quantidade de colônias formadas e sua densidade, diminuição da expressão gênica de Ccnd1 e Gata-3, bem como diminuição destas células nas fases S/G2/M do ciclo celular, e alteração das suas características imunofenotípicas com diminuição de células marcadas com CD3, sendo todas estas modulações nas C1498 promovidas pelas CTM irradiadas com 6Gy, em ambiente estimulado com G-CSF. Por conseguinte, haja vista a importância das CTM em modular as células hematopoéticas, em uma situação de irradiação, CTM modulam negativamente células hematopoéticas, diminuindo proliferação e diferenciação linfoide destas células.
Title in English
Irradiated mesenchymal stem cells: influence of the bystander effect on hematopoiesis controls
Keywords in English
Bystander effect
Hematopoiesis
Mesenchymal stem cell
Abstract in English
Process of hematopoiesis involves the production of blood cells and has the hematopoietic microenvironment (HM) as its protagonist. In the HM there is the participation of the hematopoietic system, comprised of hematopoietic stem cells (HSC), and the stromal system, which sustains and supports hematopoiesis, with its main representative: the mesenchymal stem cell (MSC). Within this context, the MSC is characterized as a regulator of other cell types, being of paramount importance in the modulation of HSCs. It is therefore important to note that hematopoietic malignancies can affect HM and that radiation is an important therapeutic tool. In this context, the radiotherapy process not only affects the neoplastic cells present in the HM, but also the healthy MSC, which can undergo alterations and modulate the HSC through the bystander effect. This effect is characterized by non-irradiated cells showing changes in their physiology caused by directly irradiated cells. In this way, HSCs, which aim to re-establish hematopoiesis after radiotherapy treatment, can undergo changes in proliferation and differentiation due to the bystander effect. The general aim of this study was to assess the direct influence of radiation on MSCs and whether these cells modulate the process of hematopoiesis through the bystander effect. To this end, mesenchymal lineage cultures (C3H10T1/2) were subjected to irradiation and then, after their evaluation, conditioned cultures were made with the irradiated supernatants and hematopoietic lineage cells (C1498). As methodologies, 3D cultures, flow cytometry for viability and cell cycle, PCR and immunophenotyping were used to characterize the alterations in C1498 cells in the face of the bystander effect. And, through flow cytometry, it was possible to characterize that the MSC undergo changes from the dose of 6Gy, by evaluating the cell cycle and viability. Gene modulation showed a increase in the expression of Bax and Cdkn1a in MSCs irradiated after 6Gy. The γ-H2AX marker was also altered in irradiated MSCs. Among the soluble factors produced by irradiated MSC, only IL-6 showed a decrease in its synthesis when these cells were irradiated, with 6Gy. Faced with bystander modulation, C1498 cells showed a decrease in clonogenic capacity in 3D culture in relation to the number of colonies formed and their density, a decrease in Ccnd1 and Gata-3 gene expression, as well as a decrease in these cells in the S/G2/M phases of the cell cycle, and alterations in their immunophenotypic characteristics with a decrease in CD3-labeled cells, all of which were promoted by 6Gy-irradiated MSCs in an environment stimulated with G-CSF. Therefore, given the importance of MSC in modulating hematopoietic cells, in a situation of irradiation, MSC negatively modulate hematopoietic cells, decreasing proliferation and lymphoid differentiation of these cells.
 
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Publishing Date
2024-07-23
 
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