Dissertação

{en_GB=The use of MSC derived hepatocyte-like cells (HLCs) in microfluidic culture systems: an approach for studying the metabolic syndrome} {} EVALUATED

{pt=A síndrome metabólica afeta cerca de um quarto da população mundial. Três tipos celulares estão envolvidos no desenvolvimento desta doença, nomeadamente, adipócitos, miofibroblastos e hepatócitos. Assim, é crucial entender o papel da interação entre estes tipos celulares neste contexto. A utilização de dispositivos de microfluídica apresenta diversas vantagens, incluindo a possibilidade de estudar a comunicação entre vários tipos de células. Neste sentido, este trabalho focou-se na adaptação de células tipo-hepatócito (HLCs), derivadas de células estaminais mesenquimais da matriz do cordão umbilical (hnMSCs), a estes dispositivos e na avaliação do metabolismo energético destas células. Neste trabalho, conseguimos adaptar o processo de diferenciação hepático ao dispositivo de microfluídica e manter HLCs funcionais até duas semanas. Verificou-se ainda a manutenção das suas atividades de biotransformação de fase I e de fase II, capacidade de armazenamento de glicogénio, presença de marcadores hepáticos (CK-18, ALB, HNF-4α, OATP-C e MRP-2) e produção de ureia e albumina, ao longo deste período. Além disto, as HLCs apresentaram níveis de expressão de genes envolvidos na glicólise/lipogénese (PDK4), gluconeogénese (PEPCK e G6PASE), metabolismo de ácidos gordos (PPARA) e de ácidos biliares (FXR e CYP7A1) e biogénese mitocondrial (PGC-1A) com tendência semelhante à observada a nível fisiológico, em resposta à insulina e ao glucagon. Concluindo, foi possível adaptar e manter HLCs funcionais num dispositivo de microfluídica, mantendo as suas características ao longo do tempo em paralelo com a capacidade de resposta a estímulos hormonais. Deste modo, é possível futuramente utilizar estas células em estudos de interação celular nestes dispositivos de microfluídica., en=The metabolic syndrome affects approximately one quarter of the world population. Three cell types are involved in its pathophysiology: adipocytes, myofibroblasts and hepatocytes. Therefore, it is crucial to understand the role of cell-to-cell interactions in the development of this disease. The use of microfluidic devices has several advantages including the possibility to study the communication between different cell types. This work focused on the adaptation of hepatocyte-like cells (HLCs), derived from human umbilical cord matrix-derived mesenchymal stem cells, to a microfluidic device, and to evaluate HLCs energy metabolism. Herein, we were able to adapt the hepatic differentiation procedure to the microfluidic device and to maintain functional HLCs up to two weeks. Maintenance of phase I and II biotransformation activities, glycogen storage, presence of hepatic markers (CK-18, ALB, HNF-4α, OATP-C and MRP2) and urea and albumin production were observed throughout this period. Most importantly, HLCs expressed genes regarding glycolysis and lipogenesis (PDK4), gluconeogenesis (PEPCK and G6PASE), fatty acid oxidation (PPARA), bile acid metabolism (FXR and CYP7A1) and mitochondrial function (PGC-1A) with similar trend to that observed in a physiologic context, in response to insulin and glucagon, and adapt their metabolism to fasting. To conclude, it was possible to obtain functional HLCs in a microfluidic device that maintained its characteristics throughout culture time. Moreover, the cells were capable of responding to insulin and to glucagon and to adapt their metabolism to fasting, setting up the roads for the possibility of using these cells to study cell-to-cell interactions in this microfluidic device.}
{pt=Células tipo-hepatócito, Dispositivo de microfluídica, Insulina, Glucagon, Síndrome metabólico, en=Hepatocyte-like cells, Insulin; Glucagon, Microfluidic devices, Metabolic syndrome}

Novembro 30, 2016, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Joana Paiva Gomes Miranda

Faculdade de Farmácia, Universidade de Lisboa

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Maria Margarida Fonseca Rodrigues Diogo

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Auxiliar