Avaliação de células-tronco mesenquimais murinas órgão-específicas quanto à capacidade de diferenciação in vitro em células produtoras de insulina

Abstract

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma síndrome auto-imune órgão-específica caracterizada pela destruição seletiva de células β produtoras de insulina nas ilhotas pancreáticas. A busca por alternativas terapêuticas para o DM1, voltadas à preservação e/ou regeneração da massa de células β e, consequentemente, à reconstituição do padrão fisiológico de secreção de insulina, tem sido exaustivamente realizada. Dentre as estratégias de tratamento estudadas, destaca-se a terapia celular baseada na utilização de células-tronco mesenquimais. Na busca por um produto que mimetize qualitativamente e quantitativamente as características das células β pancreáticas, protocolos devem ser aperfeiçoados e a capacidade de (trans)diferenciação de novas fontes celulares tecido-específicas devem ser exploradas. Assim, o objetivo deste trabalho foi comparar a capacidade de expansão e diferenciação in vitro de células-tronco mesenquimais murinas, isoladas do rim, pâncreas e medula óssea, avaliando sua capacidade de diferenciação em células produtoras de insulina. Evidenciou-se que estas populações celulares são capazes de se (trans) diferenciar em células com fenótipo pancreático endócrino, quando cultivadas em meio rico em indutores, incluindo morfologia esférica, formação de clusters, secreção de insulina (com a conseqüente coloração positiva para ditizona) e expressão in vitro do gene e da proteína da insulina-1. Além disso, células produtoras de insulina (CPIs) derivadas de células-tronco mesenquimais pancreáticas reverteram o estado hiperglicêmico quando transplantadas em cápsula renal de camundongos diabéticos, indicando que são capazes de diferenciarem-se in vitro em CPIs funcionais e de manterem esta funcionalidade in vivo.

Type I diabetes mellitus (DM1) is an organ-specific autoimmune syndrome characterized by the selective destruction of insulin-producing β cells in the pancreatic islets. The search for therapeutic alternatives for DM1, the β cell mass and consequently the reconstitution of physiological secretion of insulin have been extensively done. Among different treatments strategies studied, cell therapy based on mesenchymal stem cells is one of the most extensively studied. Searching for a product that mimics qualitative and quantitatively the characteristics of pancreatic β cells, protocols must be improved and the capacity of (trans) differentiation of new sources of tissue-specific must be explored. In this way, the aim of this work was to compare the capacity of expansion and differentiation in vitro of murine mesenchymal stem cells, isolated from kidney, pancreas and bone marrow, evaluating its capacity of differentiation into insulin-producing cells (IPCs). From the results, it was evident that these cell populations were able to (trans) differentiate into the pancreatic endocrine cell-like phenotype. When cultured in vitro in a rich inducing-media, cells were characerized by cluster formation with spherical morphology, positive dithizone staining and expression of insulin-1 at the mRNA and protein level. Moreover, IPCs derived from mesenchymal stem cells reversed the pancreatic hyperglycemic state when transplanted into the kidney capsule of chemically induced diabetic mice, indicating that in vitro they are able to differentiate into functional IPCs.