Bases moleculares do efeito do estresse oxidativo na potencialidade e senescência de células-tronco de pele.

A pele é um tecido em constante auto-renovação e, para manter a homeostase existem nichos com células-tronco, responsáveis por repor as perdas celulares naturais ou causadas por injúria. Em seu compartimento mais externo, a epiderme, residem as denominadas células-tronco epidermais. Essas células quiescentes se encontram na camada mais basal da epiderme interfolicular, aderidas à lâmina basal através de proteínas da classe das integrinas. Ao migrar, povoando camadas superiores, essas células se tornam gradativamente diferenciadas, até atingirem a superfície da pele na forma de escamas córneas. Outro importante nicho de células tronco é o pêlo. Na papila dérmica do folículo, as denominadas células precursoras da pele (SKP, do inglês skin precursor), são tidas como remanescentes da crista neural residentes na pele após a organogênese embrionária, como tal, exibem como principais marcadores a nestina e a fibronectina, não apresentando o marcador típico de linhagens da mesoderme, vimentina. In vitro, essas células são capazes de se diferenciarem em neurônios  III tubulina positivos, oligodendrócios (CNPase +) e astrócitos (GFAP+), e in vivo, quando injetadas em ratos lesionados foram capazes de reconstituir células de Schawn produtoras de bainha de mielina. As células mesenquimais da derme, por sua vez, são capazes de se diferenciar em adipócitos, condrócitos e osteócitos, linhagens derivadas tipicamente de precursores mesodermais. As células-tronco têm sido relacionadas com o processo de envelhecimento, cujo principal efetor na pele é o estresse oxidativo causado por espécies reativas de oxigênio. Este tema foi mais amplamente abordado em modelo de células-tronco hematopoiéticas, no qual foi implicado na ativação da transcrição do locus INK4a/ARF levando à ativação do programa de senescência, entretanto, a despeito de sua relevância, a relação destas vias com o envelhecimento de células-tronco de pele permanece amplamente inexplorado,. Para análise global do efeito do estresse oxidativo sobre a expressão gênica e identificação de outros genes-alvo de ROS nestas células, estamos utilizando uma abordagem de microarranjos de DNA. Nosso grupo está interessado em como as espécies reativas de oxigênio, principalmente as derivadas da depleção de glutationa, poderiam estar relacionadas com uma grande variedade de eventos relacionados com o envelhecimento e a diferenciação nesse tecido, dentre os quais a diferenciação de precursoras mesenquimais e epidermais, a morfogênese e organogênese embrionária da pele e o envelhecimento tecidual. Além disso, temos buscado otimizar protocolos de isolamento dessas células em modelo murino e humano.

Subprojeto 1:

Papel da família gênica FoxO na senescência mediada por glutationa em células-tronco epidermais murinas

O envelhecimento intrínseco (ou cronológico) leva a mudanças estruturais e funcionais em todas as camadas da pele. Na epiderme, ocorre um declínio progressivo na taxa de renovação, a qual é dependente de células-tronco epidermais. Inicialmente, foi proposto que a queda na renovação ocorreria devido à diminuição no número de células-tronco durante o envelhecimento; porém, dados recentes indicam que a quantidade de células tronco é mantida e que o envelhecimento se dá através da menor potencialidade e menor capacidade de auto-renovação das mesmas, ou seja, seu envelhecimento. A via de Akt foi implicada na diferenciação de queratinócitos humanos, entretanto, nada é conhecido sobre o papel da família de fatores de transcrição FoxO, durante o envelhecimento/diferenciação da pele. Nosso objetivo é observar se, durante a diferenciação de células-tronco epidermais murinas, há alteração na sinalização dos fatores da família FoxO, comparando estes resultados, obtidos in vitro, com aqueles observados in vivo, após a exposição ao estresse oxidativo, esperando-se verificar a existência de uma possível correlação entre alterações na via de sinalização PI3K/Akt/FoxO e a manutenção da homeostase cellular nesse tecido.

Subprojeto 2:

Isolamento e Caracterização de Células-Tronco Mesenquimais de Pele Humana e Expansão em Bioreator.

As células-tronco mesenquimais podem ser isoladas a partir de tecidos de origem mesodérmica. Utilizando derme de camundongos Balb/c desenvolvemos um protocolo fácil e reprodutivo de isolamento destes precursores. Este protocolo está sendo adaptado para o isolamento e a caracterização de células-tronco a partir de derme humana, visando estabelecer uma fonte acessível e não-invasiva de obtenção de células-tronco mesenquimais, visando a Terapia Celular. Estas células serão expandidas em sistema de Bioreator e disponibilizadas para o uso por grupos de pesquisa do Brasil de acordo com as diretrizes da Rede Nacional de Terapia Celular.