CÉLULAS TRONCO E REGENERAÇÃO 07/06/2016

Transcrição

1 CÉLULAS TRONCO E REGENERAÇÃO 07/06/2016

2 Desenvolvimento pós-natal regeneração

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4 RÁPIDA REVISÃO

5 célula-tronco célulasprogenitoras célulasdiferenciadas

6 Tipos de regeneração REATIVAÇÃO do desenvolvimento em período pós-embrionário Regeneração mediada por células-tronco Epimorfismo Morfolaxia Regeneração compensatória

7 Tipos de regeneração EPIMORFISMO Desdiferenciação de células adultas para um estado mais indiferenciado. Crescimento do tecido remanescente e padronização deste. MORFOLAXIA Redefinição dos segmentos axiais no tecido remanescente. REGENERAÇÃO COMPENSATÓRIA Células diferenciadas se dividem, dando origem a novas células

8 Revisão proximal distal

9 Regeneração na salamandra Ambystoma maculatum 1.O membro regenera só a região amputada 2. O membro regenera essas partes na ordem certa (proximal distal) 3. Todos os componentes do membro são regenerados: músculo, cartilagem, osso etc..

10 O estágios da regeneração: formação do coto desdiferenciação regeneração AEC - apical ectodermal cap bs -blastema

11 Regeneração na salamandra Ambystoma maculatum 2 dias 5 dias 7 dias retração da epiderme e dos músculos Células da epiderme migram para o ápice, dando origem ao cap ectodérmico apical proliferação

12 Regeneração na salamandra Ambystoma maculatum DESDIFERENCIAÇÃO Início da REDIFERENCIAÇÃO 8 dias 9 dias 10 dias A: mesênquima apical U e R: tecido pré-cartilaginoso que dará origem à ulna e radio C: ossos do carpo D: dígitos H: húmero P: coto M: músculo

13 v

14 Lo et al, 1993 Proc Natl. Acad Sci, 90, 7230

15 9 dias após a implantação das células marcadas cartilagem Lo et al, 1993 Proc Natl. Acad Sci, 90, 7230

16 13 dias após a implantação das células marcadas as células marcadas foram encontradas espalhadas pelo membro regenerando Lo et al, 1993 Proc Natl. Acad Sci, 90, 7230

17 Trombina é liberada na amputação Células musculares voltam a proliferar em resposta à trombina Células musculares de camundongos não respondem à trombina, embora sejam capazes de desdiferenciar quando colocados em contato com o blastema de salamandra

18 Como as células do blastema proliferam? Como elas sabem em quais tipos celulares elas vão diferenciar? Como elas reconhecem o eixo proximaldistal?

19 Tweedy John Todd, 1823 On the Process of Reproduction of the Members of the Aquatic Salamander Primeira descrição da dependência do nervo na regeneração do membro de salamandras

20 A DENERVAÇÃO impede a regeneração Marcus Singer, 1940s-1950s

21 nag = newt anterior gradient protein

22 Kumar e colaboradores identificaram nag através da técnica de duplo híbrido em levedura (yeast two hybrid system)

23 isca (nesse estudo a isca foi Prod-1) presa (a ser fisgada pela isca) A presa aqui foi uma biblioteca de cdna de blastema de membro amputado de salamandra

24 Regeneração depende de nag secretada pelos nervos nag = newt anterior gradient protein control nag Kumar et al, 2007 Science 318:

25 Inervação é necessária, mas não é suficiente Só inervação formação de uma saliência, que Logo regride Endo et al. Dev Biol Jun 1;270(1):135-45

26 Fibroblastos da derme migram para a região da lesão migração dos fibroblastos independe de inervação Dil - corante D distal P proximal Endo et al. Dev Biol Jun 1;270(1):135-45

27 A inervação ectópica + explante de pele é SUFICIENTE para criar um membro ectópico Qual é o papel do explante de pele na regeneração do membro?

28 A expressão de FGF8 pela AEC durante a regeneração em salamandras se assemelha a do desenvolvimento Desenv. Sem FGF o blastema regride Regeneração

29 Modelo:

30 O blastema é semelhante à zona de progressão mesenquimal do membro em desenvolvimento

31 O blastema exibe uma programação anteroposterior: O blastema distal gera estruturas distais

32 Células do blastema mantém a sua especificação transplante de cartilagem membro expressando GFP membro selvagem blastema MHCI muscle-specific-myosin heavy chain Kragl et al, 2009 Nature 460: 60-65

33 Existe uma memória da origem das células que repopulam.

34 Amputação de membro de embrião de camundongo modelo de regeneração de vertebrados superiores Msx-1 é essencial para a regeneração do coto Han et al. 2003, Development 130,

35 Expressão de BMP4 está diminuída em animais Msx1 -/- Adição de BMP4 resgatra o fenótipo Han et al. 2003, Development 130,

36 Semelhanças com o desenvolvimento de membros na embriogênese embrião expressão de Msx-1 coto regenerando Park et al., 2009, GENES & GENOMICS 31 (6) : (December 2009)

37 Conclusões: NERVOS, AEC são essenciais na proliferação do blastema Msx-1, FGF8, BMP4 e nga estão envolvidos no processo de regeneração

38 Como o blastema sabe em que nível do eixo proximal-distal o corte ocorreu?

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40 Controle O ácido retinóico pode reprogramar a identidade próximo-distal do membro doador

41 Efeito da vitamina A (um retinóide) na regeneração do membro de salamandra Controle Ac Retinoico amputação + ác retinóico regeneração Novo úmero, ulna, radio, ossos do carpo e dígitos!

42 Como o ác retinóico atua??

43 Hoxd4 Hoxb4 A sinalização da via do ácido retinóico é necessária para manter o padrão Hox no eixo Antero-posterior do embrião NORMAL Sem Ac Ret. Houle et al., Development Dec;130(26):

44 Os Hox do desenvolvimento são expressos durante a regeneração, mas de forma diferente Desenvolvimento Regeneração Hox A13 Hox A9 Gardiner et al., Development Jun;121(6):

45 Células do blastema eletroporadas com plasmídeo GFP ou plasmídeo que expressa Meis1+Pbx1+GFP Ác retinoico controla a expressão de Meis1 e Pbx1 Mercader et al, 2005 Development 132,

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47 Tipos de regeneração REATIVAÇÃO do desenvolvimento em período pós-embrionário Regeneração mediada por células-tronco Epimorfismo Morfalaxia Regeneração compensatória

48 Hydra No tronco as células migram e proliferam

49 A hidra regenera a cabeça e o pé na ausência de proliferação celular Após lesão, ocorre uma redefinição das células remanescentes. hs

50 Diferentes capacidades morfogenéticas do corpo da Hydra (Parte 1) Gradiente ativador de cabeça Gradiente ativador de pé

51 Diferentes capacidades morfogenéticas do hipostômio e do pé da Hydra (Parte 2)

52 Gradiente inibidor de cabeça

53 O hipostômio é um centro organizador Animal recipiente corado com tinta Tecido do hipostômio transplantado Tecido do sub-hipostômio transplantado

54 Conclusões: Existem DOIS gradientes ativadores (de cabeça e de pé) e UM gradiente inibidor (de cabeça); O hipostômio é um centro organizador

55 Expressão de Wnt no hipostômio Wnt GSK3 estabilização de β-catenina

56 Em uma hidra jovem a proximidade entre a cabeça e o pé não permite a formação de um novo broto

57 Tipos de regeneração REATIVAÇÃO do desenvolvimento em período pós-embrionário Regeneração mediada por células-tronco Epimorfismo Morfalaxia Regeneração compensatória

58 Os lobos removidos não regeneram A parte que não foi removida repõe a parte faltante até atingir o tamanho normal do fígado Mecanismo através do qual o fígado mantém o seu tamanho original após a regeneração é desconhecido (suspeito ács biliares)

59 Há 5 diferentes tipos de células no fígado: Hepatócios Células dos ductos Células Ito (armazenamento de gordura) Células endoteliais Células de Kupffer (macrófagos) NÂO HÁ DESDIFERENCIAÇÃO, essas células mantém a sua identidade diferenciada e entram no ciclo celular dessa forma, gerando novas células do mesmo tipo.

60 Tecido não lesionado não responde a HGF

61 PRÓXIMA AULA