células tronco adultas - rehen...
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Conceitos
Histológicos: •Homotópico •Heterotópico
Imunológicos:
•Autólogo •Singênico •Alogênico •Xenogênico
Ecologia: •Nicho •Dinâmica de população
Genética: •Genótipo •Fenótipo
Divisão assimétrica Maturação:
•Comprometimento •Determinação •Especificação
Senescência Reposição Reparo Regeneração
Definição
• Capacidade de auto-renovação (divisão assimétrica)
• Capacidade de diferenciação
• Baixa Taxa de Proliferação (in situ)
Célula estromal subendosteal
Célula estromal endosteal
Autorenovação!
Diferenciação!
Divisão celular assimétrica
Divisão Assimétrica
Classificação das células-tronco
Capacidade de diferenciação
Totipotente (zigoto e mórula)
capacidade de originar um novo organismo
Pluripotente
capacidade de originar todos os tipos celulares do embrião propriamente dito
Multipotente
capacidade de originar sub-tipos de células
Oligopotentes
Capacidade de originar células do próprio tecido
Unipotentes
Biologia das células tronco
Progenitores teciduais: Epiderme, Mucosas Tecido Conjuntivo Músculos, Tendões Cartilagem, Osso Sistema nervoso ...
Progenitores sistêmicos: Células embrionárias Medula óssea: Células tronco hematopoiéticas Células tronco mesenquimais Sistema vascular
CÉLULAS TRONCO ADULTAS
Fontes: •reservas teciduais •placenta - sangue de cordão umbilical •medula óssea •omentum •células perivasculares
Sistema hematopoiético
STEM CELLS: SCIENTIFIC PROGRESS AND FUTURE RESEARCH DIRECTIONS
REPORT PREPARED BY THE NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH
Ruth Kirschstein, M.D. - Acting Director Office of Science Policy
Lana R. Skirboll, Ph.D. – Director
www.ncbi.nlm.nih.gov (freely available)
Célula
do
epiblasto
Progenitor
mesodérmico
Precursor
Hematopoiético
(LT-HSC)
CD45+
Precursor
endotelial
Camundongo
Lin-/lo
CD117+
Sca-1+
KDR+
CD144+
Tie-2+
CD146+
CD31+
vWF+
Sistema Mesenquimal e Endotelial
CD45-
Precursor
mesenquimal
Precusor
endotelial
Camundongo
Lin-/lo
KDR-
Brachyury+
CD41+
CD105+
Humano
Lin-
CD117hi
CD133+
CD34+
CD144+
KDR+
CD146+
CD31+
vWF+
CXCR-4+
EC
Camundongo
Lin-/lo
KDR+
CD144+
Tie-2+
CD146+
CD31+
vWF+
Humano
Lin-
CD117hi
CD133-
CD34+
CD144+
KDR+
CD146+
CD31+
vWF+
CXCR-4+
Hemangioblasto
Camundongo
Lin-/lo
CD117+
KDR+
Tie-2+
CD106+
CD31+
Progenitor
endodérmico
Stro-1+
CD90+
CD49lo
CD54lo
CD105+
CD106+
CD56lo
humano
Lin-
CD34-
CD104-
CD45-
CD133-
CD62L-
HLA-DR-
Precursor
linfático Humano
Lin-
CD133+
VEGF-R3+
?
osteoblasto
condroblasto
tendócito
adipócito
Músculo
esquelético
Músculo
liso
Músculo
cardíaco
Oligodendrócito
MSC
PPAR-2+LPL+
CBF-1+Col. II/IX+
fibroblasto
FGF-Rs + ?
CBF-1+Opn+Ocn+ALP+
reticulócito
? MAPC
CD34+
CD44+
CD45+
CD117+
CD90lo
KDRlo
Sca-1lo
CD13hi
SSEA-Ihi
camundongo
Lin-
MHC-II-
= Totipotente!?
?
? -MHC+-
SMA+SM22+
desmina+
cTn-I+cTn-T+
-MHC+-SMA+
(miofibroblasto)
FGF-Rs+BMP-12R+Col. II+
CD100+CD81+GM-1+
?
Pericito
NG-2+PDGF--R+3G5+-
SMA+
?
?
?
?
-SMA+
Tropomiosina+
Stro-1+
CD13+
CD29+
CD33+
CD105+
CD166+
HLA-I+
Lin-
CD34-
CD14-
CD45-
Cordão umbilical medula
?
Meso-angioblasto
?
?
Camundongo
Lin-/lo
CD117+
CD34+
KDR+
Brachyury+
PDMPC
CD13+
CD44+
CD73+
CD90+
CD105+
HLA-II+
Lin-
CD34-
CD31-
CD45-
HLA-DR-
humano
?
Progenitor
ectodérmico
?
...
camundongo
LT-HSC ST-HSC MPP
CLP
CMP
GMP
MEP
Pro-T
Pro-NK
Pro-B
Pro-DCs
Linfócito T
Célula NK
Linfócito B
Dendrítica
linfóide
Dendrítica
mielóide
Macrófago
Neutrófilo
Eosinófilo
Plaquetas
Hemáceas
monócito
polimorfonuclear
megacariócito
Reticulócito
(Eritrócito)
Basófilo
Mastócito
Lin-/lo
CD117hi
Sca-1hi
CD90lo
CD135-
CD133+
VEGF-R1+
CD31+
Lin-/lo
CD117hi
Sca-1hi
CD90lo
CD135+
CD133+
Lin-/lo
CD117hi
Sca-1hi
CD90-
CD135+
Lin-/lo
CD117
Sca-1
CD90lo
CD127+
CD34+
CD16/32-
Lin-/lo
CD117
Sca-1
CD90lo
CD127-
CD34+
CD16/32lo
Sistema Hematopoiético
CD45+ Cam + Hum CD3+CD4+/8+TCR+
Cam CD3-CD16+NK1.1+DX5+
Cam + Hum CD19+B220+sIg
Cam
CD11c+CD11b-CD8+
Cam
CD11c+CD11b+CD8-
Cam CD11b+Gr-1lo/+CD16/32+F4/80+
Cam CD11b+Gr-1+IgE-R+7/4+
Cam IL-5R+Gr-1+IgE-R+MMP-9+
Cam CD11b+Gr-1+IgE-R+MMCP-8+
Cam CD11b+Gr-1+IgE-R+MMCP-4+
Cam + Hum CD41+
Cam Ter-119+
CD110+
EPO-R+
CD127-
CD34-
CD16/32lo
EPO-R-
CD127-
CD34+/hi
CD16/32lo
GM-CSFR+
M-CSFR+
G-CSFR+
Cam CD110+EPO-R-
Cam CD110-EPO-R+
Cam CD135+MHC-IIhiCD11c+
Osteoclasto
Cam + Hum CD11b+CD11c-RANK+
Cam CD44+CD117+
Cam CD122+NK1.1-DX5-
Cam CD43+B220+
Astrócito (microglia)
Cam CD11b+CD60+GFAP+
humano
Lin-
CD133+
CD34+
CD7+
CD45RAhi
camundongo
camundongo camundongo camundongo
humano
Lin-
CD34+
CD38-
CD90+
CD133+
CD117-/lo
camundongo humano
Lin-
CD34+
CD33+
CD13+
CD123hi
CD117+
CD34+
CD13+
CD33+
Cam. Hum.
Cam + Hum
Hum CD34+CD10+CD45RA+
Hum cCD3+CD44+CD7+CD10+
Hum cCD3-CD7+
Hum CD4+HLA-DRloCD7-CD3-
Hum CD235a+CD71-/lo Hum CD110-EPO-R+CD71+
Hum CD110+CD34+CD38+CD41+
Hum CD34+CD14+IgE-RI+CD123+
Hum CD14+CD11b+IgE-R+CD203c+
Hum CD14+CD125+IgE-R+
Hum CD66a+IgE-R+CD35+CD87+
Hum CD11b+CD14+CD64+
Hum CD14+CD60+GFAP+
Hum
CD11c+HLA-DR+CD8-
Hum
CD11c+HLA-DR+CD8+
Hum CD3-CD16+CD56+
Hematopoiese Primitiva Saco Vitelínico
•Hemáceas nucleadas: •isoformas embrionárias de hemoglobina (, βH1 e )
•4x mais concentradas que adulta •Megacariócitos imaturos •Monócitos primitivos:
•Não fazem “burst” respiratório
Hematopoiese Definitiva PAS/AGM
Sca-1
Progenitoras do YS quando cultivadas sob estroma da AGM desenvolvem linfopotencia
Tokoyoda, K et al 2004 Flk-2 TSLP IL-7
Hierarquia dos fatores no desenvolvimento B
embrião Feto/ jovem
adulto
CLP
A B C D E F Plasmócito
IL-7RKO / IL-7KO
B220
CD43
B220
CD19
CD43
HSA
DJH
germline
B220
CD19
CD43
HSAhi
BP-1
VDJH
VpreB/5
preBCR
Ig/Ig
B220
CD19
HSA
BP-1
VDJH
VJL
cIgM
B220
CD19
HSA
IgM
B220hi
CD19
IgM
IgD
EBF Pax5
Pre-pro-B Pre-B B imatura B madura
Responsiva à IL-7
E2A
pro-B inicial pro-B tardia
Linfopoiese B murina
CD34+
CD19-
CD38-
CD10+
CD127+
TdT+
CD45RA+
CXCR-4+
Lin-
Seleção positiva!?
Seleção Negativa!?
CD19+
B220-
CD11b+
AA4.1+
sIgMhi
CD5+
Lin-
B1
B2
Medula óssea+++ Timo+
CLP A B C C-D D-E F Plasmócito
CD34+
CD19+
CD38-
CD10+
TdT+
DJH
CD34+
CD19+
CD38-
CD10+
TdT+
RAG-1+
VDJH
VpreB/5
preBCR
CD34-
CD19+
CD38-
CD10+
TdT-
RAG-1+/-
VpreB-
c
CD79a/b+
Pre-pro-B Pre-B II B imatura B naÏve pro-B pre-B I
Linfopoiese B humana
CD34+
CD19-
CD38-
CD10+
CD127+
TdT+
CD45RA+
CXCR-4+
Lin-
CD34+
CD19-
CD38-
CD10+
CD127+
TdT+
DJH
?
CD34-
CD19+
CD38+
CD10-
TdT-
CD24hi
IgM+
CD79a/b+
B madura
CD34-
CD19+
CD38+/-
CD10+/-
TdT-
CD27-
IgM+
IgD+
CD79a/b+
CD34-
CD19+
CD38-
CD10-
TdT-
CD24lo
IgM+
IgD+
CD79a/b+
CD20+
CD21+
CD22+
CD40+
CD19+
CD79a/b+
CD20+
CD21+
CD22+
CD40+
CD69+
CD138+
DN1a DN2 DN3 DN4 DP
CD44
CD117
CD45
CD25
TCR
pT
TCR rear.
preTCR
CD4
CD8
CD3
TCR
d T / NK
CD8lo
CD4 or CD8
CD3
TCR
Pro-T Pre-T T imatura T madura
IL-7RKO
IL-7KO
cKO
Responsiva à IL-7 Responsiva à IL-7
? ?
CLP DN1b DN1c DN1d DN1e
NK
d T?
B
Seleção
CD8lo
SP
Lf T helper
Lf T cytotoxic
Timo
Lin-
CD117lo
Sca-1lo
CD90-
CD127+
Rag-1/2
CD44
CD117
CD45
CD24lo
CD44
CD117lo
CD127-/lo
CD90
CD45
CD24
CD44
CD127-/lo
CD90
CD45
CD24
CD44
CD127
CD90
CD45
CD44
CD25
CD127
TCRd rear.
CD90
CD45
Timopoiese murina
Seleção
DN1 DN2 DN3 DN4
ISP
DP
CD3
SPs
DP
CD4 Helper
CD8 Killer
Seleção Seleção
CD4 ou CD8
CD3+
TCR
Pro-T Pre-T T imatura T madura
Timopoiese humana
CLP
CD34+
CD19-
CD38-
CD10+
CD127+
TdT+
CD45RA+
CXCR-4+
Lin-
CD34+
CD38-
CD1a-
CD117-
Lin-
CD34+
CD38+
CD1a-
CD117+
Dd
Lin-
CD34+
CD38+
CD1a+
DJd
DJ
VJ
Lin-
CD34+
CD4+
CD38+
CD1a+
CD3lo
VDJd
VJ
VDJ
VJ
CD34+
CD4+
CD8+
CD38+
CD3-
VDJd
VJ
VDJ
VJ
CD34+
CD4+
CD8+
CD38+
CD3+
VDJd
VJ
VDJ
VJ
Biologia das células tronco
Martino et al. Nature Reviews Neuroscience 7, 395–406 (May 2006) | doi:10.1038/nrn1908
Biologia das células tronco
Nat Med 2000, 11: 1229-1234
Turning Blood into Brain: Cells Bearing Neuronal
Antigens Generated in Vitro from Bone Marrow
Mezey, E., Chandross, K.J., Harta, G., Maki, R.A., McKercher, S.R.
From Marrow to Brain: Expression of
Neuronal Phenotypes in Adult Mice
Brazelton, T.R., Rossi, F.M., Keshet, G.I., Blau, H.M.
PNAS 1999, 96: 14482-14486
Science 1999, 283: 534-537
Science 2000, 290:1779-1782 Science 2000, 290:1775-1779
Nature 2001, 410:701-705
Grão de HA sinterizado
Porosidade 60% Porosidade 40%
MCs 48hs de cultura em HA
Interação com o biomaterial
Elabore uma figura que represente a organização das influências sobre a diferenciação de uma célula tronco (de preferência no seu tema de pesquisa ou interesse). A figura deve incluir todas as forças conhecidas:
•Quimicas (citocinas, hormônios, metabólitos etc); •Físicas (topografia e/ou estímulos mecânicos); •Infraestrutura de suporte.
•Grupos de no máximo 4 pessoas