Association of Cardiac Galectin-3 Expression, Myocarditis, and Fibrosis in Chronic Chagas Disease Cardiomyopathy.

Chronic Chagas disease cardiomyopathy, caused by Trypanosoma cruzi infection, is a major cause of heart failure in Latin America. Galectin-3 (Gal-3) has been linked to cardiac remodeling and poor prognosis in heart failure of different etiologies. Herein, we investigated the involvement of Gal-3 in the disease pathogenesis and its role as a target for disease intervention. Gal-3 expression in mouse hearts was evaluated during T. cruzi infection by confocal microscopy and flow cytometry analysis, showing a high expression in macrophages, T cells, and fibroblasts. In vitro studies using Gal-3 knockdown in cardiac fibroblasts demonstrated that Gal-3 regulates cell survival, proliferation, and type I collagen synthesis. In vivo blockade of Gal-3 with N-acetyl-d-lactosamine in T. cruzi-infected mice led to a significant reduction of cardiac fibrosis and inflammation in the heart. Moreover, a modulation in the expression of proinflammatory genes in the heart was observed. Finally, histological analysis in human heart samples obtained from subjects with Chagas disease who underwent heart transplantation showed the expression of Gal-3 in areas of inflammation, similar to the mouse model. Our results indicate that Gal-3 plays a role in the pathogenesis of experimental chronic Chagas disease, favoring inflammation and fibrogenesis. Moreover, by demonstrating Gal-3 expression in human hearts, our finding reinforces that this protein could be a novel target for drug development for Chagas cardiomyopathy.

Clinical Trials Using Mesenchymal Stem Cells for Spinal Cord Injury: Challenges in Generating Evidence.

Spinal cord injury (SCI) remains an important public health problem which often causes permanent loss of muscle strength, sensation, and function below the site of the injury, generating physical, psychological, and social impacts throughout the lives of the affected individuals, since there are no effective treatments available. The use of stem cells has been investigated as a therapeutic approach for the treatment of SCI. Although a significant number of studies have been conducted in pre-clinical and clinical settings, so far there is no established cell therapy for the treatment of SCI. One aspect that makes it difficult to evaluate the efficacy is the heterogeneity of experimental designs in the clinical trials that have been published. Cell transplantation methods vary widely among the trials, and there are still no standardized protocols or recommendations for the therapeutic use of stem cells in SCI. Among the different cell types, mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) are the most frequently tested in clinical trials for SCI treatment. This study reviews the clinical applications of MSCs for SCI, focusing on the critical analysis of 17 clinical trials published thus far, with emphasis on their design and quality. Moreover, it highlights the need for more evidence-based studies designed as randomized controlled trials and potential challenges to be addressed in context of stem cell therapies for SCI.

Generation of three control iPS cell lines for sickle cell disease studies by reprogramming erythroblasts from individuals without hemoglobinopathies.

Sickle cell disease (SCD) is one of the most prevalent and severe monogenetic disorders. Previously, we generated iPS cell lines from SCD patients. Here, we generated iPS cell lines from three age-, ethnicity- and gender-matched healthy individuals as control cell lines. Cell reprogramming was performed using erythroblasts expanded from PBMC by a non-integrative method. SCD-iPSC controls expressed pluripotency markers, presented a normal karyotype, were able to differentiate into the three germ layers in embryoid body spontaneous differentiation and confirmed to be integration-free. The cell lines generated here may be used as matched healthy controls for SCD studies.

Generation of an induced pluripotent stem cell line from a patient with autism spectrum disorder and SCN2A haploinsufficiency.

Autism spectrum disorders (ASDs) are a group of diseases that affect social interaction, communication and behavior. Molecular mechanisms involved in the pathogenesis of ASDs are complex due to genetic heterogeneity. Recently, pathogenic variants of SCN2A have been strongly associated with ASDs. Here, we generated iPSCs from a patient with ASD and a heterozygous nonsense mutation in SCN2A, by reprogramming mesenchymal stromal cells with non-integrating vectors. The generated iPSC line expresses pluripotency markers, presents a normal karyotype and is able to differentiate into the three germ layers. This iPSC line is a useful tool for modeling ASD and drug screening studies.

Generation of human iPS cell line CBTCi001-A from dermal fibroblasts obtained from a healthy donor.

Human-induced pluripotent stem cell (hiPSC) CBTCi001-A line was generated from a healthy 30-year old male dermal fibroblasts using non-integrative reprogramming method using episomal-based plasmids expressing OCT4, SOX2, KLF4, and MYCL. Characterization of CBTCi001-A was confirmed by the expression of typical markers of pluripotency and differentiation potential in vitro.

Geração de linhagens de células tronco pluripotente induzidas com alteração no gene SCN2A e organoides cerebrais como ferramenta para estudo do autismo

Transtornos do espectro autista (TEAs) compõem um grupo de doenças que afetam a interação social, comunicação e comportamento. Nos últimos anos, inúmeras alterações em diferentes genes vêm sendo associadas com TEA. Dentre estes, variantes patogênicas SCN2A vêm apresentando uma forte associação estatística com TEA. O SCN2A codifica a subunidade alfa do canal de sódio voltagem-dependente Nav1.2, que é altamente expresso em células piramidais durante o desenvolvimento do cérebro. Estes neurônios desempenham um papel crítico na organização cortical, excitabilidade e sinaptogênese. Apesar da associação estatística, não há ainda estudos que comprovem a causalidade e os possíveis mecanismos envolvidos na fisiopatologia. Deste modo, a hipótese deste trabalho é de que mutações com perda de função no SCN2A afetam o desenvolvimento do cérebro desde suas etapas iniciais, podendo levar ao desenvolvimento de TEA, e que este processo pode ser estudado in vitro a partir da utilização de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) e organoides cerebrais. OBJETIVO: Estabelecerferramentas que permitam a investigação do impacto da mutação do gene SCN2A sobre as fases iniciais do neurodesenvolvimento. MÉTODOS: Células-tronco mesenquimais obtidas de uma paciente portadora de TEA e variante patogênica em heterozigose do gene SCN2A foram reprogramadas utilizando vetores não integrativos para obtenção de uma linhagem de iPSCs (iM5). Esta linhagem foi caracterizada quanto à expressão de marcadores de pluripotência, utilizada em ensaio de formação de corpos embrioides e por análise de cariótipo. Outra linhagem de iPSC,previamente obtida a partir de doador saudável (EB4), foi submetida à edição gênica utilizando a tecnologia CRISPR/Cas9 para geração de uma linhagem knockout para SCN2A.As iPSCs foram induzidas à formação de organoides cerebrais in vitro, que foram avaliados periodicamente quanto à morfologia e expressão de marcadores relacionados ao desenvolvimento cortical. A expressão do SCN2A foi avaliada nos organoides por PCR e imunofluorescência. RESULTADOS: As linhagens de iPSCs obtidas apresentaram morfologia característica, expressão dos marcadores de pluripotência, cariótipo normal e se diferenciaram em células dos três folhetos embrionários in vitro. A edição do gene SCN2A realizada na linhagem EB4 deu origem à linhagem knockout EB4CRISPR. O protocolo utilizado para formação de organoides cerebrais foi aplicado nas linhagens EB4, EB4CRISPR e EA1, esta última referente à iPSCs de um outro doador saudável. A expressão de SCN2A foi observada nos neurônios presentes no organoide. Foi observada a presença de neurorosetas na 1a semana e, a partir da 3a semana, a presença de células progenitoras Sox2+ mais concentradas nas regiões internas do organoide, com neurônios ßIII tubulina+ localizados na região mais externa. Já a linhagem EB4CRISPR formou organoides maiores, com menor expressão de marcadores de diferenciação cortical e desorganização. CONCLUSÃO: Neste trabalho geramos duas linhagens de iPSCs com mutações no gene SCN2A e estabelecemos uma plataforma para geração de organoides que podem utilizados como ferramentas para estudo de doenças do neurodesenvolvimento, como TEAs. Alterações na formação das estruturas do organoide foram identificadas nas células knockout para SCN2A, sugerindo um papel importante deste gene nas etapas iniciais da formação do cérebro.