Dissertação

{en_GB=Towards human insulin resistance in vitro disease models using 3D-cultured MSC-derived hepatocyte-like cells } {} EVALUATED

{pt=A resistência à insulina afeta uma proporção significative da população mundial e está relacionada com a obesidade e diabetes tipo II, estando associadas a altos encargos económicos e clínicos e maior risco de mortalidade. O fígado tem um papel central na homeostase metabólica, pelo que são necessários modelos hepáticos in vitro para estudar estas patologias. O principal objetivo deste trabalho é melhorar os atuais protocolos de cultura para obter um modelo de resistência à insulina. Assim, células estaminais mesenquimais foram diferenciadas em células tipo-hepatócito (CTH) e mantidas em cultura como esferoides. Como os atuais protocolos de cultura incluem altas concentrações de glucose, insulina e dexametasona, que poderão interferir com o metabolismo energético das células, foram reduzidas para valores mais fisiológicos (5 mM, 1 nM e 100 nM, respetivamente) e as células expostas a estímulos hormonais para validar as respostas do metabolismo energético do modelo. As CTH cultivadas em meios mais fisiológicos mantiveram o tamanho e morfologia. A expressão de genes específicos hepáticos (ALB, HNF4A, CYP3A4, e CK-18), proteínas ALB e HNF4A e produção de ureia também foram mantidas. Os esferoides apresentaram expressão de marcadores periportais e perivenosos simultaneamente, com maior acumulação de marcadores periportais na periferia. CTH cultivadas em meio mais fisiológico apresentaram melhorias na resposta a hormonas e responderam à incubação com ácidos gordos através de acumulação lipídica intracelular. CTH cultivadas em meios mais fisiológicos são mais adequadas para estudar o metabolismo energético e este trabalho constitui um passo no desenvolvimento de um modelo fidedigno de resistência à insulina., en=Insulin resistance affects a substantial proportion of the world population and is related to obesity and type II diabetes mellitus, which are associated with high clinical and economic burden and mortality risk. The liver has a central role in metabolic homeostasis and, therefore, in vitro disease liver models are needed for studying these pathologies. This work's main goal is to improve current culture protocols to obtain an insulin resistance model. Herein, mesenchymal stem cells were differentiated into hepatocyte-like cells (HLCs) and maintained in culture as self-assembled spheroids. Because current protocols include high concentrations of glucose, insulin and dexamethasone that could interfere with the cells’ energy metabolism, the aim was to reduce their concentrations in the culture medium to more physiologic values (5 mM, 1 nM and 100 nM, respectively) and subject cells to hormonal stimuli to validate the model in terms of energy metabolism responses. HLC spheroids cultured in more physiologic media maintained size and morphology. Expression of hepatic-specific genes (ALB, HNF4A, CYP3A4, and CK-18), proteins ALB and HNF4A and urea production were also maintained. HLC spheroids expressed periportal and perivenous markers simultaneously, with higher accumulation of periportal markers at the periphery. HLCs cultured in more physiologic medium showed enhanced response to hormones and responded to fatty acid incubation with intracellular triglyceride accumulation. HLCs cultured in more physiologic media are better suited to study hepatic energy metabolism and this work constitutes a step towards developing a reliable insulin resistance model.}
{pt=Células tipo-hepatócito, Esferoides, Resistência à insulina, Células estaminais mesenquimais neonatais, Metabolismo, en=Hepatocyte-like cells, Spheroid cultures, Insulin resistance, Neonatal mesenchymal stem cells, Metabolism}

Julho 27, 2021, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Cláudia Alexandra Martins Lobato da Silva

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Associado

ORIENTADOR

Joana Paiva Gomes Miranda

Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa

Professor Auxiliar