Análise molecular e citoquímica de genes e proteínas relacionados a osteodiferenciação em células tronco derivadas do tecido adiposo

Abstract

A descoberta das células tronco adultas tornou possível a sua aplicação clínica em protocolos de medicina regenerativa e de engenharia de tecidos para a reparação de órgãos danificados ou pouco funcionais. Neste sentido, são conhecidas muitas fontes diferentes de células tronco adultas, entre elas o tecido epitelial, o tecido muscular e a medula óssea. Recentemente, o tecido adiposo adulto foi reconhecido como uma fonte alternativa, acessível e rica em células tronco mesenquimais (MSCs), também denominadas de células tronco derivadas do tecido adiposo (hADSCs). As hADSCs são as células tronco adultas que apresentam a maior plasticidade, e são facilmente isoladas pela característica de aderência a substratos plásticos. Sob condições específicas de cultivo, as hADSCs podem diferenciar-se em células precursoras osteoblásticas. Dentre as proteínas necessárias para a diferenciação das hADSCs, o papel do complexo minichromosome maintenance (MCM) não é muito bem conhecido. A proteína MCM2 é parte do complexo MCM, fazendo parte do complexo pré-replicativo (pre-RC). Em células proliferativas, o gene MCM2 apresenta alta expressão, sendo que o seu produto gênico está relacionado com os mecanismos de reparação de DNA. Sendo assim, analisamos as mudanças na expressão do gene MCM2 durante a osteodiferenciação das hADSCs em diferentes meios de cultura, contendo BMP-4 ou OM. Os genes relacionados com a osteodiferenciação, como osteocalcina (OC), osteopontina (OP) e fosfatase alcalina (ALP) foram analisados por RT-PCR, por PCR em tempo real e citoquímica. Os dados obtidos pelas técnicas citoquímicas e de biologia molecular indicaram uma diminuição da expressão do gene MCM2 durante a osteodiferenciação, que pode estar relacionada com danos ao DNA ou senescência nas hADSCs.

The discovery of adult stem cells is a promise field in regenerative medicine and tissue engineering. There are many sources of adult stem cells among which of whom are the skin, muscle and bone marrow. Currently, the adipose tissue has been an alternative source of mesenchymal stem cells (MSCs), termed human adipose-derived stem cells (hADSCs). The MSCs are the most plastic adult stem cells known until now and are easily isolated by adherence in plastic substrates. Under specifics conditions of culture hADSCs can be differentiated in osteoblast cell precursors. Among proteins needed for hADSCs differentiation, the roles of minichromosome maintenance (MCM) complex remains poorly understood. The protein complex MCM2-7 is part of DNA pre-replicative complex (pre-RC), being abundant in proliferating cells and involved in DNA repair mechanisms. In this sense, the Mcm2 is essential for the activity of the MCM complex. Thus, we analysed MCM2 gene expression changes during osteoinduction by culturing hADSCs in different media containing BMP-4 or in osteogenic medium. Genes related to osteodifferentiation, like osteocalcin (OC), osteopontin (OP) and alkaline phosphatase (ALP) were analysed by molecular and cytochemistry approaches during osteodifferentiation. Interestingly, we observed a decrease in the MCM2 gene level osteoinduction of hADSCs in osteogenic medium, which could be related to an increase in genome damage and senescence in hADSCs.