Desenvolvimento de matriz extracelular temporária para gênese de mucosa urotelial

Abstract

Propósito: Os avanços obtidos pela engenharia de tecidos propiciaram o desenvolvimento de substitutos biológicos para tecidos urinários permanentemente danificados. O objetivo deste estudo é gerar um modelo para investigar as etapas fundamentais da formação de uma mucosa urotelial in vitro. Materiais e Métodos: Quatro tipos de matrizes foram produzidos com uma mistura de gelatina e diferentes combinações de ácido hialurônico e gelatina. Elas foram caracterizadas com o objetivo de verificar o efeito da modificação na composição sobre propriedades físico- -químicas relacionadas com a interação celular. As células utilizadas no estudo foram extraídas de segmentos do sistema urinário descartados após cirurgias. Após o período de cultura, tanto as células uroteliais quanto células-tronco derivadas de tecido adiposo foram semeadas nas matrizes manufaturadas. Cotes histológicos avaliaram a integração das células às matrizes. O multipotencial de diferenciação das células-tronco e a expressão de citoqueratina 7 pelo urotélio também foram investigados. Resultados: A maior interação da heparina com as moléculas da gelatina provocou uma redução na densidade de cargas eletrostáticas das matrizes. Este efeito também se refletiu na hidrofilicidade da superfície e na capacidade de absorção das matrizes em que a heparina estava presente. As células-tronco e o urotélio expandidos em culturas primárias demonstraram capacidade de proliferar em todas as matrizes. As células-tronco confirmaram seu multipotencial de diferenciação in vitro. As células uroteliais mantiveram a expressão de citoqueratina 7 ao serem cultivadas nas matrizes. Conclusão: Todas as matrizes produzidas suportaram a adesão e proliferação celulares.

Purpose: Advances in culture techniques and production of temporary matrices have allowed the development of biological substitutes to injured urinary tissues. The aim of this work is to generate a model to study the fundamental steps required to produce a urothelial mucosa in vitro. Materials and Methods: Four types of matrices were manufactured based on a mixture of gelatin and different combinations of heparin and hyaluronic acid. They were characterized in order to evaluate the effect of composition on physicochemical properties related to cellular integration. Adipocyte-derived stem cells and urothelium were isolated from urinary tissues and expanded in culture. Mesenchymal stem cells were investigated so as to verify their multilineage potential. Each cellular type was seeded in matrices and after two weeks of culture the specimens were histologically analyzed. Additionally, urothelial cells expression of cytokeratin 7 was tested. Results: The addition of heparin to scaffolds decreased their electrostatic charges density, surface hydrophilicity and absorption capacity. Both cellular types were expanded in primary cultures and grew in all matrix types. Adipocyte-derived stem cells confirmed their multilineage potential. Urothelial cells maintained the cytokeratin 7 expression when cultured in matrices. Conclusion: Despite differences in composition and physicochemical properties, all matrices were able to support cellular attachment and proliferation.