{en=Bioluminescent Imaging to detect nutrient availability in tissue engineering: Não tem sibtítulo} {en=Não tem sibtítulo} EVALUATED

Detalhes: {pt=No corpo humano, o Sistema Circulatório assegura a distribuição de gases e nutrientes nos tecidos, assim como a remoção dos produtos resultantes da actividade metabólica. Aquando do desenvolvimento de tecidos in vitro, a ausência de um sistema que assegure uma difusão eficiente de nutrientes, conduz ao desenvolvimento de tecidos heterogéneos, com maior densidade celular nas camadas periféricas. Depois de implantados in vivo, o problema de uma vascularização deficiente mantém-se e as consequências prolongam-se. Actualmente, não existe um método que detecte as necessidades nutricionais do implante, o que ajudaria a redesenhar o tecido in vitro de forma mais eficiente. Neste estudo, um sistema bioluminescente é apresentado como ferramenta não-invasiva para avaliação das disponibilidades nutricionais das células dos tecidos implantados. O sistema baseia-se no conceito de oxigénio como modelo nutricional: gradientes de difusão de nutrientes acompanham gradientes de difusão de oxigénio. O mecanismo recorre a um promotor, activado em condições de hipoxia, clonado upstream do gene da enzima luciferase. Se ocorrer expressão da enzima, esta catalizará uma reacção com emissão de luz, na presença do substrato luciferina. Desta forma, quando os níveis de oxigénio nas células do implante diminuem, a radiação emitida será detectada por câmaras CCD (coupled charged device). Neste trabalho as experiências foram realizadas apenas in vitro, com células da linha Chinese Hamster Ovary (CHO) cells. Os resultados sugerem que o sistema é aplicável, no entanto duas hipóteses surgiram acerca dos mecanismos de regulação do promotor, que devem ser investigadas para optimização do sistema., en=The circulatory system assures the distribution of gases and nutrients to the cells in the human body, as well as the removal of waste products. When engineering tissue constructs in vitro, the effect of a poor nutrient supply leads in to development of spatial heterogeneities with higher cell densities in the peripheral layers relative to the interior, due to maximal diffusion distances of oxygen and nutrients. After implantation, these effects are further enhanced and tissues do not develop in a homogeneous way. Here a bioluminescent system is presented as a potential tool for the non-invasive assessment of nutrient availability in tissue engineered constructs. The concept is based on the assumption that nutrient diffusion gradients resemble oxygen diffusion gradients, meaning that the report of hypoxia also signals lack of nutrients. The system is composed of a promoter containing hypoxia responsive elements (HRE) cloned upstream of the luciferase gene (HRE-Luc). When transcribed (in hypoxic conditions), the luciferase enzyme will catalyze a reaction where the substrate luciferin will be oxidized and light will be emitted in the 550-570 nm region, which can be detected by CCD (coupled charged device) cameras. This work presents the first in vitro experiments with Chinese Hamster Ovary (CHO) cells, where HREluc was transfected, and although the system seems to be applicable, two hypotheses concerning the promoter regulatory mechanisms should be further investigated.}

Discussão: novembro 9, 2007, 9:30

Orientação

AUTOR

Ana Margarida Cravo Barradas (ist152765)

CO-ORIENTADOR

Manuel Caneira

Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Gabriel António Amaro Monteiro

Departamento de Engenharia Química e Biológica (DEQB)

Professor Auxiliar