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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-206313

Resumo

Os cervídeos têm sofrido com a diminuição do seu habitat natural, segregação entre populações e diminuição da diversidade genética. Embora a criopreservação e estocagem de gametas e embriões seja usada como estratégia de preservação de populações selvagens, poucos estudos tem obtido sucesso devido a dificuldades na sua obtenção. Recentes estudos com células tronco de pluripotência induzida (induced pluripotent stem cells - iPSC) derivadas de células somáticas humanas e de camundongos conseguiram diferenciação em células germinativas, espermatozoides e oócitos. Deste modo, tem-se o objetivo a longo prazo de produzir gametas viáveis de cervídeos, a partir de células somáticas. Porém, como até a presente data células iPSC ainda não foram derivadas em cervídeos, o enfoque principal neste projeto foi estabelecer protocolos que propiciem a obtenção de linhagens iPSC estáveis. O processo de reprogramação de células somáticas em células iPSC é facilitado pelo uso de células-tronco adultas que possuam capacidade multipotente. Como pouco se conhece a respeito de células-tronco multipotentes em cervídeos, a primeira meta deste trabalho teve como objetivo obter biopsias de diversos tecidos com capacidade multipotente. Entre elas encontram-se as células-tronco do tecido adiposo, chifre e pele. Uma vez estabelecidas, as linhagens de cada tecido foram avaliadas quanto ao seu tempo de duplicação da população celular e foram induzidas à diferenciação em outros tipos de células (adipócitos, condrócitos e osteócitos) para avaliar sua plasticidade in vitro. Ainda, foi caracterizada a expressão de marcadores moleculares por meio da imunocitoquímica (OCT4, SOX2, Nanog, REX1) e RT-qPCR (OCT4, SOX2, Nanog, LIN28, REX1). A segunda meta teve como enfoque a derivação de células iPSC a partir das linhagens tronco multipotentes obtidas anteriormente. A derivação das linhagens iPSC foi testada pelo uso de integração gênica que exprimem quatro fatores de transcrição (c-Myc, Klf4, Oct4 e Sox2) pelos métodos de nucleofecção, lipofecção ou lentiviral. As colônias do tipo iPSC foram obtidas somente pelo método de nucleofecção e foram repicadas isoladamente. Porém, falharam em estabelecer linhagens clonais para posterior caracterização. A terceira meta deste trabalho visou estabelecer linhagens de células semelhantes as germinativas primordiais (Primordial germ cell-like PGCLs). Devido a falha em reprogramar as células-tronco adultas em iPSC, foram estabelecidas as linhagens de PGCLs por diferenciação de células de chifre, gordura e pele, passando pela fase de células semelhantes as epiblásticas (epiblast-like cells EpiLCs) e posteriormente sendo diferenciadas nas PGCLs. Após diferenciação, as PGCLs foram submetidas a testes de imunocitoquímica (DDX4 e DAZL) e RT-qPCR (DDX4, Stra8, Stella, Fragilis, OCT4). Ainda, foi testada a influência do ácido retinoico e do BMP4, bem como os sistemas de cultivo em adesão e em suspensão para a diferenciação das células multipotentes em PGCLs.

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Deer have been enduring pressures on their natural habitat, which causes segregation between populations and reduced genetic diversity. Although cryopreservation and storage of gamete and embryos can be used as a strategy for the preservation of wild populations, few studies have been successful due to difficulties to recover these materials. Recent studies in mice and humans have shown that induced pluripotent stem cells (iPSC) derived from somatic cells can be differentiated into germ cells, oocytes, and spermatozoa. Thus, we hypothesize that viable gametes could also be obtained from somatic cells in deer. To date, iPSC cells have not been derived in cervids and therefore our main goal is to establish protocols to obtain stable iPSC lines from deer somatic cells. The process of reprogramming somatic cells into iPSC cells is facilitated by the use of adult stem cells that still have the multipotent capacity. As little is known about multipotent stem cells in deer, the first objective of this study was to obtain biopsies from various tissues with multipotent differentiation capacity. Among these tissues are the stem cells from adipose tissue, antler, and skin. Once primary cultures were established, cells from each tissue were evaluated for doubling time and then induced in vitro to differentiate into adipocytes, osteocytes and chondrocytes lineages in order to assess their plasticity. Moreover, the expression of molecular markers was characterized by immunocytochemistry (OCT4, SOX2, Nanog, REX1) and RT-PCR (OCT4, SOX2, Nanog, LIN28, REX1). The second objective of this study was to derive iPSC lineages from multipotent stem cells in deer. The derivation of iPSC lines was tested by transfection with four transcription factors (c-Myc, Klf4, Oct4, and Sox2) using nucleofection, lipofection or lentiviral reprogramming system. Although iPSC-like colonies were obtained in nucleofection system, they failed to establish stable clonal lines for further characterization. Due to failure to reprogram adult stem cells into iPSC, we next tried to establish the primordial germ cell (PGC) lines by differentiation of antler, fat and skin-derived cells first into epiblast stem cells (EpiSC) and then, in a second step, differentiate these into PGC. Therefore, the third objective was to establish PGC directly from multipotent stem cells. After differentiation, PGC-like were analyzed thought immunocytochemistry (DDX4, DAZL) and RT-qPCR (DDX4, Stra8, Stella, Fragilis, OCT4). Furthermore, the influence of retinoic acid and BMP4, as well as the adhesion and suspension culture systems for the differentiation of the multipotent cells in PGCLs, were tested.

Biblioteca responsável: BR68.1