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Transplante de Células-Satélite de Músculo Esquelético

Baseado em: Menasché P (2003) Skeletal muscle satellite cell transplantation. Cardiovascular Research. 58:351-357
by

Pedro Baptista

on 27 October 2013

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Transcript of Transplante de Células-Satélite de Músculo Esquelético

Essa melhoria está fortemente relacionada com o número de mioblastos injectados.
Terapia Génica
Terapia Génica
Transplante de Células-Satélite de Músculo Esquelético
Fundamento
O principal objetivo da terapia celular no tecido cicatrizado é a repovoação com células contrácteis funcionais, existindo três abordagens possíveis:
ESTRATÉGIA #1
Estimular a reentrada dos cardiomiócitos residuais no ciclo celular
PRÓS
estudos mostram que é possível cardiomiócitos de corações humanos enfartados entrarem em mitose
CONTRAS
capacidade regenerativa muito limitada

baixa proliferação

diferenciação terminal
ESTRATÉGIA #2
Aplicar a terapia génica com a transformação de fibroblastos do tecido cicatrizado em células contráteis por transfecção
ESTRATÉGIA #3
Utilizar células contrácteis exógenas como cardiomiócitos de substituição para a zona fibrosada do coração
ex: células-satélite de músculo esquelético
PORQUE CONSEGUEM OS MIOBLASTOS IMPLANTADOS MELHORAR A FUNÇÃO CARDÍACA?
HIPÓTESE #1
Os mioblastos enxertados contribuiriam para limitar a remodelação excessiva, que cria tecido fibroso no local da cicatriz
atuando como suporte estrutural para fortalecimento da parede ventricular, devido às suas propriedades elásticas;
produzindo fatores que levem a uma reorganização da matriz extracelular;
Outros tipos celulares para enxerto
Transplante Cardiaco
O único tratamento mais radical para as formas mais avançadas de falhas no coração
Contexto Experimental
Células Implantadas
cardiomiócitos fetais
e neonatais
mioblastos de músculo esquelético
Pré-requisito:
propriedades contráteis
Estudos com cardiomiócitos fetais e neonatais em modelos com lesões coronárias
Novas evidências mostraram que era possível detetar cardiomiócitos neonatais enxertados em tecidos enfartados até 6 meses após o transplante.
Descoberta de células fetais da zona sino-auricular capazes de exercer atividade de pacemaker em animais cujo sistema de condução cardíaco foi irreversivelmente lesado
Perspectiva Clínica
Estas células formam enxertos intracardíacos estáveis associando-se aos cardiomiócitos hospedeiros (por gap junctions) e melhoraram a função ventricular esquerda.
associados com...
espessamento da parede do ventrículo esquerdo
aumento do volume de ejeção
discinesia reduzida
Teoria de que células transplantadas podem fisiologicamente associar-se a um tecido hospedeiro.
Surgem questões importantes relacionadas com ética, disponibilidade e aplicabilidade deste método.
Hipótese alternativa:
Alternativas
Células Satélite
(mioblastos esqueléticos)
Remodelação do ventrículo esquerdo
Bomba de sangue
Ressincronização Cardiaca
Terapia Génica
Transplantação de Células
Observações Clínicas
No entanto, é pouco provável que enxertos de mioblastos consigam reverter um processo de remodelação já completo
HEALED MYOCARDIAL INFARTION
Ensaio de transplante de células mioblásticas esqueléticas
Permanecem num estado de repouso sob a membrana basal das fibras musculares esqueléticas.
Após lesão dos tecidos são rapidamente mobilizadas, proliferam e fundem-se, reparando e regenerando os tecidos danificados.
Critérios
1. Danificação do Ventrículo Esquerdo
2. História de Enfarte do Miocárdio com cicatriz viável, acinética e discreta
3. Revascularização

HIPÓTESE #2
As células implantadas contribuiriam diretamente para a melhoria da função cardíaca sistólica
Características de interesse:
Protocolo

1. Biópsia muscular é retirada da coxa com anestesia local.
2. O tecido muscular é perfurado e irá desenvolvolver-se durante 2-3 semanas.
por um lado ...
Origem autóloga;
Elevado potencial proliferativo;
Correlação com uma linhagem de células miogénicas bem diferenciadas;
Elevada resistência à isquemia.
400x10 celulas e 50% mioblastos
6
por outro lado ...
experiências laboratoriais já provaram que ratos knockout para a conexina-43, apesar de morrerem prematuramente devido a arritmias, tinham função cardíaca normal;
3. Células reimplantadas na zona do enfarte enquanto há uma revascularização nas zonas de isquemia
Operação
É segura, sem complicações
Efeito Adverso
Poderão existir outros mecanismos para a contração que não a propagação sincronizada de impulsos elétricos via gap junctions:
Taquicardias
os mioblastos enxertados não se encontram fisicamente ligados aos cardiomiócitos através de gap-junctions de conexina-43, que sofre downregulation nas células implantadas;
Os mioblastos injetados diferenciam-se nos típicos miotúbulos multinucleados que tendem a repovoar as áreas fibrosadas.
Mecanismos de Reentrada
Células Inflamatórias
Áreas transplantadas
invadem
Não foram detetadas alterações morfológicas das células injetadas em cardiomiócitos.
a contração dos cardiomiócitos normais levaria a uma contração das células implantadas
induzida por estiramento
Reduzir as Taquicadias
Proporção de fibras com um padrão de isoformas de miosina estava aumentada.
Mas...
as correntes elétricas geradas pelos cardiomiócitos seriam canalisadas via membranas (
field effect
) para evocar potenciais de ação nas células esqueléticas implantadas
Profilaxia:

amiodarone
Implatação de um desfibrilhador
HIPÓTESE #3
As células transplantadas comportar-se-iam como secretores de
factores de crescimento
e/ou
angiogénicos
60% das cicatrizes onde foram implantadas células
Espessamento sistólico
Fatores condicionantes
Amostra pequena
Falta de grupo controlo
Efeito confusão: revascularização do tecido
Verificou-se experimentalmente que não existe indução de angiogénese após o enxerto
É possível que os mioblastos implantados exerçam efeitos parácrinos nas células precursoras cardíacas, levando à sua diferenciação
Apesar das caraterísticas dos mioblastos esqueléticos tornarem estas células candidatos de primeira linha para transplantação celular, outras células podem ser consideradas para uso clínico:
Outro Ensaio...
Transplante de mioblastos esqueléticos pode realmente ter um impacto sobre a evolução dos pacientes pós-enfarte com disfunção ventricular esquerda avançada
Sugerindo que...
Fatores associados com o ambiente miocárdico podem causar uma adaptação fenotípica.
Angiogénese
Angiogénese
Outro Ensaio...
Terapia Celular
Células Estaminais Embrionárias
Células Estromais da Medula Óssea
Células Progenitoras Hematopoiéticas
Mioblastos esqueléticos de cultura expressam N-caderina e conexina-43.
O principal objetivo não é a melhorar a função cardíaca.

No alívio de sintomas nos pacientes que são candidatos inadequados para a forma mais convencional de revascularização (angioplastia e cirurgia de revascularização).
Após implante intramiocárdico esta expressão está inibida.
Contudo, verifica-se melhoria da função ventricular esquerda.
VEGF
bFGF
Proteínas
Recombiantes
Nova Vascularização
Métodos de Implantação
Desregulação de algumas vias de sinalização:
manipulação de cálcio
sinalização beta adrenergica
apoptose
Aumentar a contratilidade devido à expressão de SERCA2a
Bibliografia
2 vias
Menasché P (2003) Skeletal muscle satellite cell transplantation. Cardiovascular Research. 58:351-357
Menasché P (2011) Cardiac cell therapy: lessons from clinical trials. Journal of molecular and cellular cardiology. 50(2):258-65
Menasché P (2012) Embryonic stem cells for severe heart failure: why and how? Journal of cardiovascular translational research. 5(5):555-65
Nakamura Y, Asakura Y, Piras BA (2012) Increased Angiogenesis and Improved Left Ventricular Function after Transplantation of Myoblasts Lacking the MyoD Gene into Infarcted Myocardium. PloS one. 7(7):e41736
Roell W, et al (2007) Engraftment of connexin 43-expressing cells prevents post-infarct arrhythmia. Nature. 450(7171):819-24.
Usas A, et al (2011) Skeletal muscle-derived stem cells: implications for cell-mediated therapies. Medicina (Kaunas). 47(9): 469-79
Xin M, Olson EN, Bassel-Duby R (2013) Mending broken hearts: cardiac development as a basis for adult heart regeneration and repair. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14: 529-541
Injeções epicárdicas
Injeções endoventriculares
Solução
por exemplo:

transfeção com o gene MyoD, uma vez que é responsável pelo controlo do programa de diferenciação das células musculares esqueléticas
Independentemente da via utilizada
Elevada taxa de morte celular prematura associada ao transplante de células.
Tensão física durante as injeções
Inflamação
Isquemia
Apoptose
Para reduzir a taxa de morte celular prematura após transplante...
Fornecer suporte vascular às células enxertadas;
Submeter essas células a um choque térmico durante a fase final do processo de cultura.
Multipotent Muscle-Derived Stem Cells (MDSC)
Skeletal Muscle-Derived Myoendothelial Cells
Cardiomiócitos Embrionários
Menasché P (2003) Skeletal muscle satellite cell transplantation. Cardiovascular Research. 58:351-357

Inês Andrade

Joana Araújo

Pedro Baptista

Histologia Básica e Embriologia
2013/2014

Desorganização da matriz extracelular
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