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Tipo do documento: Dissertação
Título: Análise das células-tronco cardíacas residentes em modelo experimental de obesidade
Título(s) alternativo(s): Analysis of resident cardiac stem cells in an experimental model of obesity
Autor: Menezes, Luciana Lopes de 
Primeiro orientador: Carvalho, Laís de
Primeiro coorientador: Marques, Erika Afonso Costa Cortez
Primeiro membro da banca: Souza, érica Patrícia Garcia de
Segundo membro da banca: Andrade, Loraine Campanati Araujo de
Resumo: O processo de transição nutricional tem contribuído para o aumento dos índices de obesidade. Complicações cardíacas constituem a principal causa de mortalidade em pacientes obesos ou com diabetes tipo 2, nos quais um fornecimento aumentado de ácidos graxos está correlacionado com o aumento da adiposidade no coração e disfunção deste órgão. Ela promove hipertrofia, disfunção do ventrículo esquerdo (VE) e fibrose do miocárdio, além de danos ultraestruturais. O coração sempre foi concebido como um órgão pós-mitótico, no entanto, recentemente foi descoberta uma população de células-tronco cardíacas residentes (CTC) distribuídas pelo miocárdio, sugerindo um possível mecanismo de regeneração cardíaca. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da obesidade, induzida por dieta Ocidental desde o início da vida, sobre as CTCs. Para tanto, Camundongos Swiss machos de 21 dias foram divididos em: grupo controle (GC, N=8), alimentado com ração padrão AIN93G e grupo obeso (GO, N=8), alimentado com dieta ocidental, rica em carboidratos simples e gordura saturada. Os grupos receberam as dietas por 12 semanas, ad libitum. Para análise do desenvolvimento da obesidade foram aferidos: o peso corporal, os comprimentos naso-anal e da tíbia (CT), a glicemia, o peso da gordura epididimal, retroperitoneal e do coração. Após eutanásia, os corações foram coletados e processados para as técnicas: microscopia confocal, western blotting, citometria de fluxo, respirometria de alta-resolução e imunohistoquímica. A hipertrofia cardíaca foi estimada pela razão do peso do VE (PVE) e o CT. O GO apresentou um progressivo ganho de peso corporal em relação ao GC (P<0,05) e intolerância à glicose (P<0,05). A razão PVE/CT indicou hipertrofia cardíaca (131,82%, GO). A respirometria de alta resolução revelou disfunção mitocondrial, com redução da capacidade de oxidação de carboidratos e de ácidos graxos e aumento do desacoplamento mitocondrial (P<0,001). A análise da deposição de colágeno demonstrou um maior percentual de área corada por Picro-Sírius no GO (P<0,0001) e maior conteúdo de colágeno I (P< 0,01), colágeno III (P< 0,05) e MMP-9 (P<0,02), além de apresentar menor conteúdo de MMP-13 (P<0,01), indicando fibrose. Além disso, o GO apresentou redução no conteúdo de CD133 (P<0,037), c-Kit (P<0,006) e conexina 43 (P< 0,02), quando comparado ao GC. Ademais, o GO apresentou aumento das proteínas pró-apoptóticas, demonstrando uma razão BAX/Bcl-2 maior que o GC (P< 0,0075). A partir destes resultados, podemos concluir que a obesidade acarreta em alterações estruturais no coração, com o remodelamento adverso da matriz extracelular, menor acoplamento iônico entre os cardiomiócitos, disfunção do metabolismo energético e aumento da apoptose. Essas alterações estão associadas a um comprometimento e redução das CTC (c-Kit+) e Células progenitoras endoteliais (CD133+), o que sugere uma redução da capacidade regenerativa do órgão frente às injúrias.
Abstract: The nutritional transition process has contributed to growing obesity rates. Cardiac complications constitute the main mortality cause in obese or type 2 diabetic patients, in which an increased fatty acid offer is related to the increased heart adiposity and dysfunction. Obesity promotes cardiac hypertrophy, left ventricle (LV) dysfunction, cardiac fibrosis and ultrastructural damage. For a long time, the heart has been known as a post-mitotic organ; however, it was recently discovery a resident cardiac stem cells (CSC) population distributed throughout the myocardium, suggesting a possible mechanism of cardiac regeneration. The aim of this work was to evaluate the effects of western diet induced obesity over CSC. For this purpose, 21d old - male Swiss mice were divided into control group (CG, N = 8), fed standard chow AIN93G and obese group (OG, N = 8), fed Western diet rich in simple carbohydrates and saturated fat. All groups were followed up for 12 weeks, with food and water ad libitum. To verify if western diet was able to induce obese mice, it was measured: body weight, naso-anal length, tibia length, fasting glucose, epididymal and retroperitoneal fat weight, and heart weight. After euthanasia, the hearts were collected and processed for the following techniques: confocal microscopy, western blotting, flow cytometry, high-resolution respirometry and immunohistochemistry. Cardiac hypertrophy was analyzed by left ventricle weight/tibia length ratio. OG presented a progressive weight gain (P<0.05) and glucose intolerance (P<0.05) compared to CG. Left ventricle weight/tibia length ratio indicated cardiac hypertrophy (131.82%, OG). High-resolution respirometry revealed mitochondrial dysfunction, with a significant reduction in carbohydrate and fatty acid oxidation capacity and increased mitochondrial uncoupling (P<0.001). The analysis of collagen deposition showed a higher percentage of area stained by Sirius red in GO (P<0.0001), and also increased contents of collagen I (P< 0.01), collagen III (P< 0.05), MMP-9 (P<0.02) and MMP-13 (P<0.01), indicating fibrosis. In addition, OG presented decreased contents of CD133 (P<0.037), c-Kit (P<0.006) and conexin 43 (P< 0.02), compared to CG. Moreover, OG demonstrated increased proapoptotic proteins, with a higher BAX/Bcl-2 ratio than CG (P< 0.0075). Taking all these results, we can conclude that obesity leads to structural heart modifications, with extracellular matrix adverse remodeling, decreased cardiomyocytes ionic coupling, energetic metabolism dysfunction and increased apoptosis. These changes are related to an impairment and reduction of CSC (c-Kit+) and endothelial progenitor cells (CD133+), suggesting a reduced regenerative capacity of the heart against injuries.
Palavras-chave: Obesity
Western diet
Resident cardiac stem cells
Cellular therapy
Obesidade
Dieta ocidental
Células-tronco cardíacas residentes
Terapia celular
Obesidade
Células tronco
Terapia Baseada em Transplante de Células e Tecidos
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MORFOLOGIA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biologia Humana e Experimental
Citação: MENEZES, Luciana Lopes de. Análise das células-tronco cardíacas residentes em modelo experimental de obesidade. 2015. 81 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Humana) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7885
Data de defesa: 15-Abr-2015
Aparece nas coleções:Mestrado em Biologia Humana e Experimental

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