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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Characterization of functional activity and gene expression of human peripheral sensory neurons generated from induced pluripotent stem cells for the use in preclinical in vitro models = Caracterização de atividade funcional e expressão gênica de neurônios sensoriais periféricos humanos gerados a partir de células-tronco de pluripotência induzida para uso em modelos pré-clínicos "in vitro" : Caracterização de atividade funcional e expressão gênica de neurônios sensoriais periféricos humanos gerados a partir de células-tronco de pluripotência induzida para uso em modelos pré-clínicos "in vitro"
Title Alternative: Caracterização de atividade funcional e expressão gênica de neurônios sensoriais periféricos humanos gerados a partir de células-tronco de pluripotência induzida para uso em modelos pré-clínicos "in vitro"
Author: De Vecchi, Rodrigo, 1980-
Advisor: Silva, Felipe Rodrigues da
Abstract: Resumo: Células-tronco de pluripotência induzida (iPSC) são capazes de se diferenciar em vários tipos celulares e teciduais durante o desenvolvimento embrionário, incluindo subtipos de neurônios sensoriais periféricos (PSNs). Alguns estudos têm demonstrado a geração de PSNs a partir de células-tronco humanas de pluripotência induzida (hiPSCs). No entanto, a maioria não demonstra uma funcionalidade robusta dos PSNs obtidos. Estas células poderiam ser ainda mais utilizadas para triagem de novos fármacos em modelos in vitro de doenças, não fosse a dificuldade de obtenção de neurônios humanos. Neste trabalho, hiPSCs foram diferenciadas em células progenitoras de crista neural (NCPC) utilizando um protocolo de diferenciação in vitro e meios quimicamente definidos. Após a diferenciação em NCPC, essas células foram tratadas com meio de indução neuronal até sua completa diferenciação em PSNs, seguida por um período de 10 dias de maturação, no qual os PSNs foram cultivados na presença de meio condicionado de queratinócitos epidérmicos humanos (HEK-CM). O perfil transcricional dos PSNs obtidos foi determinado por RNA-Seq e a análise transcriptômica dos marcadores neuronais sugere uma predominância de mecanoceptores do tipo C de baixo limiar (C-LTMR) nas culturas. Os PSNs obtidos apresentaram alta correlação com tecidos cerebrais e do sistema nervoso, e baixa correlação com células da pele como fibroblastos. A expressão de marcadores neuronais específicos foi confirmada por imunofluorescência e o aumento no comprimento de neuritos indicou que o tratamento com HEK-CM favorece a maturação neuronal. PSNs obtidos in vitro respondem aos agonistas de TRPV1 e CB1, resiniferatoxin e anandamida, respectivamente, através da liberação de substância P (SP). Os resultados sugerem funcionalidade celular suficiente para o uso de PSNs derivados de hiPSC em modelos pré-clínicos de nocicepção in vitro. A integração de PSNs em tecidos bioengenheirados pode aumentar o poder preditivo de modelos tridimensionais como a epiderme humana reconstruída (RHE) e ampliar as possibilidades de estudo da morfogênese, regeneração tecidual e investigação de mecanismos para a descoberta de novos fármacos e tratamentos

Abstract: Induced pluripotent stem cells (iPSC) are able to differentiate into various cell and tissue types during embryonic development, including subtypes of peripheral sensory neurons (PSNs). Some studies have demonstrated the generation of PSNs from human pluripotent induced stem cells (hiPSCs). However, most of these studies do not demonstrate a robust functionality of the obtained PSNs. These cells could be further used for screening of new drugs and in vitro models of diseases, were it not for the difficulty of obtaining human neurons. In this work, hiPSCs were differentiated into neural crest progenitor cells (NCPC) using an in vitro differentiation protocol and chemically defined media. After differentiation into NCPC, these cells were treated with neuronal induction medium until their complete differentiation into PSNs, followed by a 10-days maturation period, in which the PSNs were cultured in the presence of conditioned medium of human epidermal keratinocytes (HEK-CM). The transcriptional profile of the obtained PSNs was determined by RNA-Seq and the transcriptomic analysis of the main neuronal markers suggests a predominance of C-low threshold mechanoceptors (C-LTMR) in the cultures. The obtained PSNs showed high correlation with brain and nervous system tissues, and low correlation with skin cells like fibroblasts. The expression of specific neuronal markers was confirmed by immunofluorescence and the increase in neurite length indicated neuronal maturation after treatment with HEK-CM. The PSNs obtained in vitro were responsive to the TRPV1 and CB1 agonists, resiniferatoxin and anandamide, respectively, through the release of substance P (SP). The results suggest that sufficient cellular functionality for the use of hiPSC-derived PSNs in pre-clinical nociception in vitro models. The integration of PSNs into bioengineered tissues can increase the predictive power of three-dimensional models like the reconstructed human epidermis (RHE) and extend the possibilities of studying morphogenesis, tissue regeneration and the investigation of mechanisms for the new treatments and drug discovery
Subject: Células-tronco pluripotentes induzidas
Crista neural
Células receptoras sensoriais
Queratinócitos
Substância P
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: DE VECCHI, Rodrigo. Characterization of functional activity and gene expression of human peripheral sensory neurons generated from induced pluripotent stem cells for the use in preclinical in vitro models = Caracterização de atividade funcional e expressão gênica de neurônios sensoriais periféricos humanos gerados a partir de células-tronco de pluripotência induzida para uso em modelos pré-clínicos "in vitro": Caracterização de atividade funcional e expressão gênica de neurônios sensoriais periféricos humanos gerados a partir de células-tronco de pluripotência induzida para uso em modelos pré-clínicos "in vitro". 2018. 1 recurso online (123 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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