Secretoma de células-tronco mesenquimais dentárias: uma abordagem intrigante para neuroproteção e neurorregeneração Parte 2

É importante notar que a idade do doador e as condições microambientais in vitro também podem influenciar a composição do secretoma. Foi relatado que DPSC-CM obtido em condições normóxicas é enriquecido em moléculas com propriedades antiinflamatórias, de reparo tecidual e regenerativas em comparação com CM obtido em condições hipóxicas [44].

Na aprendizagem, memória e cognição humanas, o microambiente in vitro desempenha um papel vital. Viver em um bom microambiente in vitro pode nos ajudar a manter melhor a memória, melhorar os efeitos de aprendizagem e promover a saúde física geral.

Primeiro, um bom microambiente in vitro pode promover a formação e manutenção de conexões neuronais. Os neurônios são um tipo de célula do cérebro responsável pela transmissão de sinais e pela formação de memórias. Quando aprendemos coisas novas, as conexões entre os neurônios continuarão a se fortalecer, o que auxilia na formação de novas memórias. Um bom ambiente pode ajudar as conexões neuronais a permanecerem estáveis ​​sem serem perturbadas.

Em segundo lugar, o microambiente in vitro pode afetar o metabolismo e a função das células cerebrais. Oxigênio, nutrição e água suficientes podem melhorar o nível metabólico das células cerebrais, evitar a morte e o envelhecimento das células cerebrais e, assim, beneficiar o desenvolvimento da memória e das habilidades cognitivas. Ao mesmo tempo, um ambiente tranquilo ou moderadamente confortável pode ajudar as pessoas a concentrarem-se e promover a melhoria da aprendizagem e da eficiência no trabalho.

Além disso, um ambiente in vitro saudável também tem um impacto positivo em outros aspectos da saúde física. Esforços em aspectos como sono adequado, confiança em escolhas alimentares saudáveis ​​e exercícios moderados podem melhorar a memória e a capacidade cognitiva. Um estilo de vida saudável que integra corpo e mente pode reduzir emoções negativas como ansiedade, depressão e estresse, ajudando assim a melhorar a eficiência do trabalho do cérebro e a vitalidade do pensamento.

Em resumo, existe uma ligação inseparável entre o microambiente in vitro e a memória. Um ambiente otimizado pode ajudar a fortalecer a ligação entre os neurônios e melhorar a função metabólica das células cerebrais, promovendo assim a formação e manutenção da memória, sendo também uma garantia de saúde física e mental. Vamos trabalhar juntos para construir um ambiente in vitro saudável e positivo para contribuir melhor para a nossa saúde e sucesso. Homem Laranja:

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Além disso, o secretome coletado de DPSCs cultivadas com 5% de O2 mostrou maiores efeitos estimuladores na proliferação e migração de células NIH3T3 de fibroblastos embrionários de camundongo e na diferenciação neuronal de células SH-SY5Y (45).
A quantidade e o tamanho dos EXOs e sua expressão de tetraspanina podem variar dependendo do meio utilizado para cultura [46]. O secretoma de SHEDs e DPSCs jovens continha mais fatores de crescimento e níveis mais baixos de citocinas pró-inflamatórias em comparação com DPSCs obtidos de indivíduos idosos.

O potencial de diferenciação também foi maior em SHEDs e jovens DPSCs [47].

CM pode ser obtido por PDLSCs saudáveis, mas também por PDLSCs inflamados. CM obtido por inflamados aumentou a proliferação de PDLSCs saudáveis ​​e inflamados, mas reduziu a diferenciação em direção a osteoblastos. CM saudável resgatou a diferenciação osteogênica prejudicada [48].

O tratamento com diferentes substâncias também pode influenciar o secretoma celular. O tratamento das DPSCs com 2,3,5,40-tetrahidroxistilbeno-2-O- -D-glicosídeo (THSG), um componente bioativo de Polygonum multiflorum Thunb., induziu alterações na secreção de proteínas associadas ao crescimento em CM, aumentando algumas delas, como AKT2 e receptor de NGF [49].

Em vez disso, CM de GMSCs-2-modificados com FGF continham mais VEGF-A, FGF-2 e TGF- [50]. O tratamento com ácido ascórbico de SHEDs aumentou a liberação de fatores de crescimento necessários para a regeneração e homeostase dos tecidos, incluindo VEGF, SCF, IGF-1, HGF, bFGF, Ang-1 e EGF, e citocinas antiinflamatórias, como como NO, indolamina 2,3-dioxigenase (IDO), PGE-2, IL-10 e IL-6.

Pelo contrário, as citocinas inflamatórias CCL2 e TGF- 1 foram reduzidas [51].

A exposição ao meio de diferenciação também poderia induzir alterações em EVs de RNA não codificantes e EXOs de PDLSCs.

Especificamente, 69–557 RNA circulares (circRNAs) e 2907–11.581lncRNAs foram encontrados em EVs isolados de PDLSCs e PDLSCs expostos ao meio de diferenciação osteogênica em diferentes momentos.

Em comparação com PDLSCsEVs indiferenciados, 3 circRNAs e 2 lncRNAs foram regulados positivamente e 39 circRNAs e 5 lncRNAs foram regulados negativamente após 5 e 7 dias de exposição ao meio de diferenciação (52).

Além disso, 72 miRNAs foram regulados positivamente, enquanto 35 foram regulados negativamente em EXOs de PDLSCs após a indução osteogênica [53]. Um resumo dos principais fatores encontrados no secretoma das diferentes MSC dentárias pode ser encontrado na Tabela 1.

Ang, angiopoietina; BDNF, fator neurotrófico derivado do cérebro; BMP, proteína morfogenética óssea; BMSCs, MSCs de medula óssea; circRNA, RNA circular; CM, meio condicionado; CUL7, cullina 7; CXCL, quimiocinaligante do motivo CXC; DACCs, desenvolvendo células complexas apicais; DFSCs, células-tronco do folículo dentário; DPSCs, células-tronco da polpa dentária; MEC, matriz extracelular; EGF, fator de crescimento epidérmico; MEC, matriz extracelular; EVs, vesículas extracelulares; EXOs, exossomos; FGF, fator de crescimento de fibroblastos; G-CSF, fator estimulador de colônias de granulócitos; GDNF, fator neurotrófico derivado de células gliais; GM-CSF, fator estimulador de colônias de granulócitos-macrófagos; GMSCs, MSCs gengivais; HGF, fator de crescimento de hepatócitos; ICAM, Molécula de Adesão Intercelular; IDO, indoleamina2,3-dioxigenase; IFN, interferon; IGF, fator de crescimento semelhante à insulina; IL, interleucina; lncRNA, RNA não codificante longo; MCP, proteína quimioatrativa de monócitos; miRNA, microRNA; MMP, metaloproteinase de matriz; NGF, fator de crescimento nervoso; NT, neurotrofina; PDGF, fator de crescimento derivado de plaquetas; PDLSCs, células-tronco do ligamento periodontal; piRNA, RNAs que interagem com PIWI; PSMA1, subunidade do Proteassoma, tipo alfa; SCAPs, células-tronco da papila apical; SDF, fator derivado de células estromais; SHEDs, células-tronco de dentes decíduos esfoliados humanos; TGF, fator transformador de crescimento; THSG, 2,3,5,40-tetrahidroxistilbeno-2-O- -D-glicosídeo; TIMP, inibidor tecidual de metaloproteinase; TNF, fator de necrose tumoral; UC-MSCs, células-tronco mesenquimais do cordão umbilical; VEGF, fator de crescimento endotelial vascular ↑, aumento/melhoria; ↓, redução.

3. Potencial neuroprotetor e neurorregenerativo do secretoma de células-tronco dentárias em modelos pré-clínicos

Para avaliar o potencial neurodegenerativo e neuroprotetor do secretoma das MSC dentárias, os efeitos de CM e EVs foram avaliados em modelos pré-clínicos de doenças neurodegenerativas e neurológicas e modelos de dano neuronal, como lesão medular (LM).

Além disso, também foram avaliados os efeitos mediados pelo secretoma no crescimento neuronal, sua capacidade de estimular a diferenciação neuronal e seus efeitos nas células gliais.

Realizamos uma pesquisa no PubMed em busca de estudos que mostrassem o potencial neurodegenerativo e neuroprotetor do secretoma de MSCs dentárias em modelos in vitro e in vivo.

3.1. Secretoma de células-tronco da polpa dentária

O secretoma de DPSCs foi um dos mais estudados. Diferentes estudos avaliaram sua eficácia na indução do crescimento de neurites. Foi relatado que o DPSC-CM promoveu o crescimento de neuritos nos neurônios do gânglio da raiz dorsal (DRG).

Especificamente, o comprimento total e o número de neurites articulares aumentaram após o tratamento com CM. Além disso, DPSC-CM promove a viabilidade celular de Schwann e a formação de mielina [54]. DPSCs-CM melhorou a sobrevivência celular e induziu o crescimento de neuritos de células PC12, como mostrado pela proteína nuclear neuronal (NeuN), proteína 2 associada a microtúbulos (MAP -2 ) e III-tubulina.

Especificamente, DPSCs-CM foi mais eficaz na indução do crescimento de neurites PC12 em comparação com co-culturas DPSCs/PC12, indicando que as co-culturas celulares tiveram um atraso no tempo de produção de quantidades eficazes de factores tróficos.

DPSCs-CM também melhorou a migração celular. Curiosamente, o número de células PC12 sobreviventes foi reduzido quando o CM foi adicionado com anti-GDNF. Em vez disso, a adição de anticorpos anti-NGF, anti-GDNF e anti-BDNF atenua o crescimento de neurites PC12.

Esses dados demonstraram que NGF, BDNF e GDNF estão envolvidos na sobrevivência e diferenciação de PC12 [55]. O secretoma DPSC mostra um efeito quimioatraente nas células SH-SY5Y. Além disso, seu efeito na maturação neural foi avaliado. Com este objetivo, as células SH-SY5Y foram induzidas em direção às células neuronais após terem sido expostas ao secretoma DPSC.

Células SHSY5Y submetidas ao secretoma DPSC mostraram aumento do crescimento de neuritos, adquiriram características ultraestruturais de células neuronais e apresentaram aumento da reatividade imunológica para marcadores neuronais. Além disso, as células SH-SY5Y tratadas com CM desenvolveram características distintas, incluindo correntes sensíveis a Cd2+-, o que sugere que SH-SY5Y maturado por CM-DPSC adquiriu canais de Ca2+ dependentes de voltagem [56].

Em consonância com o estudo anterior, o CM obtido pela folha DPSC induziu a formação e crescimento de neurites em células de neuroblastoma SH-SY5Y neuronalmente diferenciadas. Estes efeitos foram aumentados quando as folhas DPSC foram cultivadas com FGF2.

Os efeitos de promoção de neurites foram abolidos quando os fatores neurotróficos foram inibidos, sugerindo que eles são necessários para o efeito positivo das folhas DPSC na atividade das células neuronais (57).

Recentemente, Chouaib et al. evidenciou que o aumento do DPSC-CM do crescimento de neuritos nos neurônios sensoriais é dependente da concentração. Os autores também descobriram que 48 horas de condicionamento com DPSC foi a melhor opção para obter CM com atividade eficiente, enquanto prolongar o tempo de condicionamento não melhorou os efeitos do DPSC-CM.

Curiosamente, o armazenamento congelado não influenciou os resultados experimentais. O CM continha alguns fatores conhecidos por seu papel na neurogênese e neuroproteção, mas também na angiogênese e na osteogênese. Além disso, o condicionamento de DPSCs com o suplemento B-27 potencializou os efeitos neurodegenerativos de seu secretoma, induzindo uma mudança em sua composição em fatores de crescimento.

Em particular, o CM foi mais eficaz quando B-27 foi adicionado aos DPSCs antes do condicionamento [58]. O CM dos DPSCs melhorou a neuritogênese e exerceu um efeito quimioatraente também nas células-tronco neurais (NSCs).

A preparação de DPSCs com fibrina rica em leucócitos e plaquetas (LPRF) aumentou a secreção de BDNF, mas não exerceu efeitos adicionais nos mecanismos de reparo mediados por parácrinos (59).

O CM derivado de DPSC também demonstrou ser capaz de proteger e regenerar células neuronais do gânglio trigeminal primárias isoladas (TGNC). De fato, o CM melhorou a sobrevivência do TGNC associada ao extenso crescimento e ramificação de neuritos.

Paralelamente, o DPSC-CM regulou significativamente a expressão dos marcadores neuronais NeuN, III-tubulina e sinapsina-I, bem como o TRPV1. Curiosamente, DPSC-CM continha NGF, BDNF, NT-3 e GDNF [60].

DPSCs mobilizadas por G-CSF expressaram fatores neurotróficos mais elevados em comparação com DPSCs basais e seu secretoma mostrou um potencial aumentado de extensão de neurites. De fato, o DPSC CM mobilizado teve um efeito maior no crescimento de neuritos nas células TGW (61). Anteriormente, foi demonstrado que o CM do DPSC mobilizado melhorou a proliferação e a atividade migratória das células neuronais Schwann RT4-D6P2T [62].

Curiosamente, demonstrou-se que CM de SHEDs e DPSCs é capaz de promover a regeneração de neurônios granulares cerebrais, inibindo sinais inibidores de crescimento de axônios por mecanismos parácrinos (63). O secretoma de DPSCs também mostra efeitos superiores em comparação com outras MSCs.

Kumar et al. demonstraram que o secretoma derivado de DPSCs, SCAPs e DFSCs induziu diferenciação neural em células IMR -32, uma linhagem celular pré-neuroblástica, de forma mais eficiente que BMSCs.

Em particular, o comprimento das neurites foi maior quando as células IMR -32 foram tratadas com o secretoma DPSC. O secretoma DPSC continha GCSF, IFN- e TGF-, que podem promover a diferenciação neural (64).

DPSCs, BMSCs e AMSCs promoveram um aumento na sobrevivência de células retinalganglionares co-cultivadas. Em particular, o aumento na sobrevivência foi aumentado em culturas de retina tratadas com DPSC.

Curiosamente, a cocultura com DPSC induziu um aumento significativo tanto no número de células ganglionares da retina portadoras de neurites como no comprimento das neurites em comparação com coculturas com BMSCs e AMSCs. No entanto, esses efeitos foram bloqueados com bloqueadores dos receptores Fc dos receptores de fatores neurotróficos.

Os diferentes tipos de MSCs mostraram um padrão diferente de expressão do fator neurotrófico e, especificamente, as DPSCs liberaram níveis mais elevados de vários fatores de crescimento, como NGF, BDNF e VEGF, em comparação com BMSCs e AMSCs.

Em particular, o VGF pode mediar os efeitos neuroprotetores das DPSCs [65]. CM-DPSCs mostraram efeitos protetores na citotoxicidade induzida pela privação de oxigênio-glicose (OGD) em astrócitos de maneira dependente da dose.

Especificamente, tanto o pré quanto o pós-tratamento com CM-DPSCs, mas também CM-BMSCs, atenuaram a expressão de proteína ácida fibrilar glial induzida por OGD (GFAP), nestina e musashi-1 em astrócitos. O tratamento com CM também bloqueou a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) induzida por OGD e a regulação positiva de IL -1. Curiosamente, CM-DPSCs conferem citoproteção superior contra a morte celular em comparação com BMSCs (66).

Venugopal et al. compararam o potencial neuroprotetor de EXOs, CM ou sistema de co-cultura de neurônios-MSC contra a excitotoxicidade induzida por ácido caínico in vitro. Além disso, para identificar o tipo de MSC mais adaptado, foram testados EXOs e CM derivados de DPSCs e BMSCs.

Todas as três abordagens mostraram potencial neuroprotetor graças ao aumento da expressão do fator de crescimento e à inibição da apoptose através da ativação da via PI3K-Bcl-2.

É importante notar que os EXOs demonstraram melhores propriedades antinecróticas em comparação com a cocultura de neurônios-MSC ou CM. Em relação ao CM, apenas a fração contendo proteínas na faixa de 3 a 10 kDa apresentou neuroproteção e resgatou os neurônios da excitotoxicidade [67].

O secretoma das DPSCs também apresentou efeitos benéficos em modelos de doenças neurodegenerativas. O tratamento com secretoma DPSC reduziu a citotoxicidade da amiloide (A) em um modelo in vitro da doença de Alzheimer (DA), aumentando a viabilidade celular e reduzindo a apoptose.

Foi demonstrado que o secretoma DPSC contém níveis elevados de VEGF, Fractalkine, RANTES, proteína quimioatraente de monócitos-1 (MCP-1) e GMCSF em comparação com BMSCs e AMSCs.

Curiosamente, a neprilisina, uma protease capaz de degradar A, também foi encontrada no secretoma DPSC. O secretoma DPSC degrada proteoliticamente A 1–42 in vitro, resultando em degradação incompleta após 12 h (68).

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