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Comparative analysis of mesenchymal stromal cells derived from patients with type 1 diabetes mellitus and healthy individuals regarding the therapeutic potential in the treatment of experimental diabetes

Grant number: 10/11759-0
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Doctorate
Start date: November 01, 2010
End date: March 31, 2014
Field of knowledge:Biological Sciences - Immunology - Applied Immunology
Principal Investigator:Eduardo Antônio Donadi
Grantee:Juliana Navarro Ueda Yaochite
Host Institution: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brazil

Abstract

O diabetes mellitus do tipo 1 (DM-1) é uma doença autoimune caracterizada pela destruição seletiva de células ² pancreáticas produtoras de insulina. Existem diversas formas de tratamento do DM-1, tais como administração de insulina, imunossupressores, transplantes de pâncreas ou ilhotas pancreáticas, porém todos se mostram ineficientes em algum aspecto. Portanto, existe atualmente a necessidade do desenvolvimento de alternativas terapêuticas para o DM-1. As células estromais mesenquimais (MSCs) representam uma fonte de células-tronco ideal para terapias celulares em virtude de seu fácil isolamento, expansão e capacidades imunomoduladora e regenerativa. Ainda não está totalmente esclarecido na literatura se as MSCs derivadas de indivíduos com doenças autoimunes possuem alterações funcionais que podem estar relacionadas, de alguma forma, com a patogênese da doença. Apesar de alguns trabalhos mostrarem que a capacidade imunossupressora das MSCs derivadas de pacientes com doenças autoimunes está preservada in vitro, muitas questões acerca da biologia e dos mecanismos imunológicos e regenerativos utilizados por essas células in vivo ainda permanecem obscuros. Desse modo, esse projeto tem como objetivo avaliar a eficácia da infusão de MSCs derivadas de pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM-1) no tratamento do diabetes experimental e comparar os resultados obtidos dessa terapia com o tratamento feito com MSCs isoladas de indivíduos saudáveis.Estudaremos a histopatologia dos camundongos diabéticos (indução por STZ) após o tratamento com MSCs, bem como os mecanismos imunológicos envolvidos na reposta clínica dos camundongos ao tratamento, a presença das MSCs infundidas no pâncreas dos animais e o papel das MSC na regeneração dos tecidos lesados pela agressão autoimune. Primeiramente, acompanharemos a resposta dos animais submetidos à terapia através do monitoramento da glicemia, peso corpóreo e níveis de insulina circulante. Com relação aos mecanismos imunológicos utilizados pelas MSCs na terapia ao DM-1, estudaremos uma possível modulação exercida pelas MSCs nas populações de células T reguladoras (Tregs), Th1 e Th17 tanto in vitro, quanto in vivo. Avaliaremos citocinas, moléculas de superfície e fatores de transcrição relacionados com a diferenciação e manutenção dessas populações celulares no baço, linfonodos pancreáticos e pâncreas. Investigaremos o hommig das MSCs transplantadas, com a finalidade de elucidar a dinâmica de distribuição dessas células frente a um microambiente de inflamação e/ou injúria tecidual. Por fim, estudaremos os mecanismos regenerativos utilizados pelas MSCs no reparo do pâncreas destruído pela agressão autoimune, através da marcação de moléculas relacionadas à neogênese de ilhotas pancreáticas e de proliferação/diferenciação celular. Após realização dos experimentos acima descritos, tanto com as MSCs derivadas de pacientes com DM-1, quanto com MSCs de indivíduos saudáveis, iremos comparar todos os resultados obtidos, para que possamos esclarecer se as células provenientes de indivíduos com DM-1 possuem defeitos funcionais (imunomodulação, regenerativos e de homming para o tecido lesado), possivelmente relacionados ao desencadeamento da autoimunidade e/ou progressão do DM-1. Desta forma, esse trabalho nos ajudará a compreender um pouco mais sobre a biologia e as características das MSCs de pacientes com DM-1, e que poderão ser estudadas detalhadamente e possibilitar, futuramente, o desenvolvimento de novas formas terapêuticas para o tratamento dessa doença.

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Scientific publications
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
UEDA YAOCHITE, JULIANA NAVARRO; CALIARI-OLIVEIRA, CAROLINA; BOTELHO DE SOUZA, LUCAS EDUARDO; NETO, LOURENCO SBRAGIA; BONINI PALMA, PATRICIA VIANNA; COVAS, DIMAS TADEU; RIBEIRO MALMEGRIM, KELEN CRISTINA; VOLTARELLI, JULIO CESAR; DONADI, EDUARDO ANTONIO. Therapeutic efficacy and biodistribution of allogeneic mesenchymal stem cells delivered by intrasplenic and intrapancreatic routes in streptozotocin-induced diabetic mice. STEM CELL RESEARCH & THERAPY, v. 6, . (08/57877-3, 10/11759-0)
UEDA YAOCHITE, JULIANA NAVARRO; ALVES DE LIMA, KALIL WILLIAN; CALIARI-OLIVEIRA, CAROLINA; BONINI PALMA, PATRICIA VIANNA; BARRA COURI, CARLOS EDUARDO; SIMOES, BELINDA PINTO; COVAS, DIMAS TADEU; VOLTARELLI, JULIO CESAR; OLIVEIRA, MARIA CAROLINA; DONADI, EDUARDO ANTONIO; et al. Multipotent mesenchymal stromal cells from patients with newly diagnosed type 1 diabetes mellitus exhibit preserved in vitro and in vivo immunomodulatory properties. STEM CELL RESEARCH & THERAPY, v. 7, . (08/57877-3, 10/11759-0)
Academic Publications
(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)
YAOCHITE, Juliana Navarro Ueda. Comparative analysis of mesenchymal stromal cells derived from patients with type 1 diabetes mellitus and healthy individuals regarding the therapeutic potential in experimental diabetes. 2014. Doctoral Thesis - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.