Dissertação

{en_GB=Investigating the therapeutic potential of extracellular vesicles from hiPSCs and hiPSC-derived cardiac cells for heart regeneration} {} EVALUATED

{pt=Doenças cardiovasculares são a causa dominante de mortalidade mundial, sendo que as terapias atualmente empregues não abordam os mecanismos fundamentais de regeneração do tecido cardíaco. Estratégias baseadas no transplante de células não conseguiram ainda demonstrar resultados clinicamente significativos, apresentando níveis de eficácia modestos e inconsistentes. Estudos recentes sugerem que os efeitos terapêuticos das células transplantadas são mediados pelos seus fatores secretados e que as vesículas extracelulares (EVs) desempenham um papel importante na estimulação da reparação cardíaca endógena. Neste trabalho, EVs de células estaminais pluripotentes induzidas humanas (hiPSCs) e seus derivados cardíacos foram isoladas do respetivo meio de cultura por centrifugação diferencial e ultracentrifugação em gradiente de densidade. A caracterização das partículas confirmou uma adequada recuperação e purificação de EVs. Ensaios de bioatividade in vitro e análise do conteúdo de microRNA foram utilizados para avaliar as propriedades angiogénicas das amostras de EVs. EVs derivadas de hiPSCs (hiPSC-EVs) demonstraram uma indução mais significativa de capacidade migratória do que os restantes grupos cardíacos, assim como estimulação da formação de estruturas capilares quando utilizadas como tratamento em células endoteliais, sugerindo assim um papel destas EVs na promoção de angiogénese no coração. A análise da expressão de microRNA indicou especificidade no conteúdo das EVs, apoiada pelo enriquecimento dos grupos de EVs de derivados cardíacos em microRNAs envolvidos no desenvolvimento do músculo cardíaco. Adicionalmente, hiPSC-EVs exibiram uma forte sinalização celular de vias de pro-sobrevivência e pro-angiogénese. Estudos adicionais serão fundamentais para compreender e validar a bioatividade das EVs cardíacas e desvendar o papel cardioprotetor de hiPSC-EVs., en=Cardiovascular disease is the dominant cause of morbidity and mortality worldwide, with current therapies still failing to address the fundamental mechanisms of cardiac tissue regeneration. Cell transplantation strategies have failed to demonstrate clinically meaningful results, showing inconsistent and modest efficacy. Mounting evidence suggests that the therapeutic effects of transplanted cells are mediated by secreted factors and that extracellular vesicles (EVs) play a major role in the stimulation of endogenous cardiac repair. In this work, EVs from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) and hiPSC-derived cardiac cell populations were isolated from conditioned culture medium by differential centrifugation and density gradient ultracentrifugation. Particle characterization confirmed the successful recovery and purification of EVs. In vitro bioactivity assays were used to assess wound healing and angiogenic properties of EV samples. hiPSC-EVs demonstrated more significant wound healing capacity than cardiac-derived groups, and the ability to stimulate the formation of capillary-like structures when used as treatment in endothelial cells, suggesting a role in the promotion of angiogenesis in the heart. MicroRNA expression profiles obtained by RNA-seq indicated specificity of EV cargo, substantiated by the enrichment of cardiac-derived EVs in microRNAs involved in cardiac muscle development. Furthermore, hiPSC-EVs displayed increased targeting of pro-survival and angiogenesis-related pathways. Additional work will be paramount to validate and enhance the bioactivity of cardiac EVs and to further unveil the role of hiPSC-EVs in cardioprotection.}
{pt=vesículas extracelulares, diferenciação cardíaca, angiogénese, medicina regenerativa, en=extracellular vesicles, induced pluripotent stem cells, cardiomyocyte differentiation, angiogenesis, cardiac regenerative medicine}

Dezembro 17, 2020, 9:30

Orientação

ORIENTADOR

Maria Margarida Fonseca Rodrigues Diogo

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Auxiliar