Potencial angiogênico de células tronco mesenquimais de medula óssea no transplante de ilhotas pancreáticas

Abstract

O diabetes mellitus têm se configurado como uma grave doença que acomete aproximadamente 415 milhões de pessoas no mundo. O transplante de ilhotas pancreáticas surge como uma alternativa terapêutica para esta doença. No entanto, a viabilidade reduzida das ilhotas após o isolamento, e a perda dos capilares sanguíneos que irrigam as ilhotas acarreta uma diminuição na sobrevivência das células e a rejeição imunológica ao enxerto. As células tronco mesenquimais (CTMs) surgem como uma opção interessante devido a sua capacidade de promover a vascularização por meio da liberação de fatores de crescimento e citocinas próangiogênicas. O objetivo desde estudo foi monitorar in vitro o potencial angiogênico do meio condicionado (MC) de CTMs provenientes de medula óssea sobre células endoteliais visando aperfeiçoar a revascularização e a viabilidade de ilhotas pancreáticas humanas. As CTMs de medula óssea foram caracterizadas pela expressão de marcadores moleculares, potencial de multi-linhagem e dobramento populacional. O MC de CTMs promoveu a migração, proliferação, viabilidade e angiogênese de células endoteliais da veia umbilical humana (HUVECs). O MC ativou a via de sinalização PI3K/Akt em HUVECs. PCR quantitativo em tempo real e array do perfil proteômico do MC demostraram que as células tronco expressam e secretam diversos fatores tróficos e citocinas sob condições de hipóxia. Ensaios in vitro demonstraram que o MC promoveu um aumento na viabilidade das ilhotas, assim como na manutenção da expressão de insulina e de CD31 nas células endoteliais intra-ilhotas. Com estes dados nós concluímos que o MC das CTMs em hipóxia demonstrou potencial angiogênico e contribuíram para a manutenção da viabilidade das ilhotas pancreáticas através da presença de fatores protéicos solúveis. Ainda, estes efeitos foram mediados através da via de AkT nas células endoteliais. Nossos dados corroboram o uso de MC de CTM para otimizar o transplante de ilhotas pancreáticas.

Diabetes mellitus has been characterized as a serious disease that affects approximately 415 million people worldwide. The islet transplantation emerged as an alternative treatment for diabetes. However, the reduced islet cell viability after the isolation and the loss of islet vasculature cause a decrease in the survival of the cells and the immunological graft rejection. Mesenchymal stem cells (MSCs) appear as an interesting option to reduce barriers for this therapy due to its ability to promote vascularization through the release of growth factors and pro-angiogenic cytokines. The goal of this study was investigate in vitro the angiogenic potential of contidioned medium derived from bone marrow on endothelial cells aiming to improve revascularization and viability of human pancreatic islets. MSCs from bone marrow was characterized by the expression of molecular markers, multi-lineage potential and population doubling. MSC derived conditioned medium showed ability to promote migration, proliferation, viability and angiogenesis of human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). Conditioned Medium activated the PI3K/Akt signaling pathway in HUVECs. q-PCR and proteome profiler array of conditioned medium fractions showed that the stem cells expressed and secrete several trophic factors and cytokines under hypoxic conditions. Insights in vitro proposed that conditioned medium promoted an increase in islet viability as well as increased in insulin secretion and maintenance of intra-islet endothelial cells. With this information we conclude that CM from MSCs in hypoxia showed angiogenic potential and contributed to maintaining the viability of pancreatic islets by the presence of soluble protein factors. Furthermore, these effects were mediated by Akt pathway in endothelial cells. Our data support the use of CM from CTM to optimize islet transplantation.