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Colinearidade de transcriptomas durante a diferenciação osteoblástica de células tronco mesenquimais adultas humanas e murinas (2010)

  • Authors:
  • Autor USP: DERNOWSEK, JANAINA DE ANDRÉA - FMRP
  • Unidade: FMRP
  • Sigla do Departamento: RGE
  • Subjects: CÉLULAS-TRONCO; OSTEOGÊNESE; EXPRESSÃO GÊNICA
  • Language: Português
  • Abstract: As células-tronco, em termos funcionais, são definidas como células dotadas de capacidade de auto-renovação que estão no topo da hierarquia de uma linhagem e principalmente são capazes de gerar células diferenciadas de um dado tecido. Dentre as células-tronco adultas, as mesenquimais ocupam posição de destaque. São células multipotentes que podem originar células de origem mesodérmica, como osteoblastos, adipócitos e condrócitos. Além disso, essas células também podem se diferenciar em células de origem extra-mesenquimal, como neurônios e hepatócitos, fenômeno este denominado de plasticidade. O uso das células-tronco representa, no momento, grande esperança na medicina regenerativa devido a perspectiva de se reparar a perda de tecidos e/ou até mesmos órgãos nobres do corpo. Entretanto, o entendimento das bases genético-moleculares da diferenciação dessas células é ainda objeto de estudos. Precisamos de modelos experimentais adequados para estudarmos a expressão de genes que controlam a diferenciação celular. A medula óssea humana é fonte rica de células tronco mesenquimais e se prestam para esses estudos, mas por motivos óbvios, são de difícil obtenção. Como o camundongo Mus musculus representa um organismo modelo para estudos de genética molecular cujos resultados podem ser inferidos à espécie humana, decidimos realizar um estudo comparativo entre células tronco humanas e de camundongos na tentativa de melhor definirmos e adequar o sistema-modelo murino aos estudos moleculares de diferenciação celular. A evolução da expressão de genes conectada às suas mudanças evolutivas e de fenótipos é de fundamental importância para estimar a taxa de evolução da expressão gênica. Concebemos que comparando a expressão gênica de células tronco humanas e murinas poderemos melhor elucidar os mecanismos moleculares ainda obscuros responsáveis pela evolução doranscriptoma. No caso do presente trabalho da evolução do transcriptoma da diferenciação osteoblástica (diferenciação óssea) de células tronco mesenquimais. A sintenia compartilhada é um dos critérios mais confiáveis para o estabelecimento da ortologia de regiões genômicas entre espécies diferentes. Além disso, a conservação excepcional de sintenia pode refletir importantes relações funcionais entre os genes. Durante a concepção do presente trabalho, formulamos a hipótese que devido à colinearidade dos genomas humano e murino (M. musculus), é possível encontrar áreas cromossômicas conservadas que exibem um perfil transcricional próximo durante a diferenciação celular. Para isso, montamos o sistema-modelo experimental no qual células-tronco mesenquimais de medula óssea humana e murina foram cultivadas in vitro e induzidas quimicamente à diferenciação em osteoblastos (meio ‘alfa’-MEM acrescido de dexametasona, ácido ascórbico e ‘beta’-glicerosfosfato). Análises morfológicas, bioquímicas e de expressão transcricional foram realizadas em tempos pré determinados. O RNA total foi extraído das culturas de células tronco indiferenciadas (0 hora) e durante o processo de diferenciação (24 horas a 21 dias em cultura). Todo o processo de diferenciação foi monitorado com ensaios bioquímicos e por imunocitoquímica para a detecção de marcadores funcionais de diferenciação osteoblástica, como por exemplo a fosfatase alcalina. Para avaliar a expressão gênica transcricional das células tronco e durante o processo de diferenciação utilizamos a tecnologia dos microarrays e PCR em tempo real. Os de microarrays dados foram analisados com o auxílio de programas de bioinformática especializados como SAM (significance analysis of microarrays), Cluster-TreeView e GeneNetwork. Observamos a existência de vários genes com perfil de expressão semelhante entre célulashumanas e murinas. Para termos acesso às possíveis interações entre os genes expressos e envolvidos com o processo de diferenciação re-analisamos os dados utilizando o programa GeneNetwork, o que permitiu a reconstrução de redes transcricionais a partir dos dados atuais de microarrays. As então chamadas "redes gênicas" permitiram identificar nós gênicos particulares e comuns entre as espécies estudadas. Dentre os nós gênicos comuns estão o hHDHD1A (humano) (cromossomo X), Hdhd1a (murino) (cromossomo 18) e o hSCUBE3 (humano) (cromossomo 6), cScube3 (murino) (cromossomo 17). O gene SCUBE3 que codifica uma proteína que possui o domínio CUB-EGF - peptídeo sinal altamente conservada e que exibe alta expressão em osteoblastos primários e ossos longos. Além disso, observamos os nós gênicos COL1A2 (cromossomo 7) (Col1a2) (cromossomo 6), FN1 (cromossomo 2) (Fn1) (cromossomo 1), MYH9 (cromossomo 22) (Myh9) (cromossomo 15), PDXP (cromossomo 22) (Pdxp) (cromossomo 15) e TXNL2 (cromossomo 10) (Txnl2) (cromossomo 7), os quais estão relacionados à osteogênese. Nossas análises comparativas de dados do transcriptoma entre células tronco mesenquimais humanas e murinas, colhidas de medula óssea, permitiram evidenciar que eventos genético-moleculares essenciais à diferenciação osteoblástica são semelhantes entre as duas espécies. Portanto, para estudos básicos da biologia molecular da diferenciação óssea o sistema-modelo murino é adequado. Além disso, nossos resultados são importantes para evidenciar a colinearidade de transcriptomas, pelo menos nesse particular, de células tronco mesenquimais humanas e murinas
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 20.05.2010

  • How to cite
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    • ABNT

      DERNOWSEK, Janaina de Andréa; PASSOS, Geraldo Aleixo da Silva. Colinearidade de transcriptomas durante a diferenciação osteoblástica de células tronco mesenquimais adultas humanas e murinas. 2010.Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2010.
    • APA

      Dernowsek, J. de A., & Passos, G. A. da S. (2010). Colinearidade de transcriptomas durante a diferenciação osteoblástica de células tronco mesenquimais adultas humanas e murinas. Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto.
    • NLM

      Dernowsek J de A, Passos GA da S. Colinearidade de transcriptomas durante a diferenciação osteoblástica de células tronco mesenquimais adultas humanas e murinas. 2010 ;
    • Vancouver

      Dernowsek J de A, Passos GA da S. Colinearidade de transcriptomas durante a diferenciação osteoblástica de células tronco mesenquimais adultas humanas e murinas. 2010 ;


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