Comparison of two techniques for assessing pancreatic islet viability: flow cytometry and fluorescein diacetate/propidium iodine staining

Introduction: The success of islet transplantation for patients with unstable type 1 diabetes mellitus depends, in part, on the number of isolated islets and their quality, which is assessed by functional and viability tests. The test currently employed to evaluate islet viability, used by the Collaborative Islet Transplant Registry to release products for transplantation, is fluorescein diacetate/propidium iodide (FDA/PI) staining. However, the efficacy of this method relies on researcher experience; in this context, a quantitative method may be useful. The aim of this study was to compare islet viability as assessed by flow cytometry and the FDA/PI assay. Methods: Viability was analyzed in islets isolated from 10 male Wistar rats. Upon FDA/PI staining, 50 islets from each animal were analyzed under fluorescence microscopy by two well-trained researchers. For flow cytometry, islets were dispersed and 100 000 single cells were incubated with the 7-amino-actinomycin D (7AAD) fluorophore (dyes necrotic and late apoptotic cells) and the Annexin V-APC antibody (marks early apoptotic cells). Results: A moderate correlation was found between techniques (r = 0.6; p = 0.047). The mean islet viability measured by flow cytometry was higher than that estimated using FDA/PI staining (95.5 ± 1.4% vs 89.5 ± 5.0%; p = 0.002). Conclusions: Although flow cytometry is more expensive and time-consuming than FDA/PI staining, it is a quantitative technique with greater reproducibility that is less subject to inter-observer variability than FDA/PI. Therefore, flow cytometry appears to be the technique of choice when aiming for a more precise determination of islet viability. (AU)

Terapias alternativas para o diabetes mellitus tipo 1: caracterização funcional do gene Txnip na diferenciação ß-pancreática e desenvolvimento de biomaterial inovador para microencapsulamento celular / Alternative therapies for type 1 diabetes mellitus: functional characterization of Txnip gene during -pancreatic differentiation and generation of an innovative biomaterial for cell microencapsulation

O diabetes mellitus do tipo 1 (DM1) é uma doença causada pela destruição autoimune das células-ß produtoras de insulina do pâncreas. O transplante de ilhotas pancreáticas é um procedimento tecnicamente simples sendo uma alternativa terapêutica interessante para o DM1. Entretanto, a oferta limitada de pâncreas de doadores falecidos e a necessidade de imunossupressão crônica são fatores que limitam a aplicabilidade dessa modalidade de transplante. Neste trabalho foram estudadas duas estratégias que visam oferecer soluções aos fatores limitantes do transplante de ilhotas pancreáticas. Na primeira parte do trabalho, o mecanismo molecular que dirige o processo de diferenciação de células-tronco embrionárias murinas (murine embryonic stem cells, mESCs) em células produtoras de insulina (insulin producing cells, IPCs) foi analisado visando otimizar o processo de diferenciação. Nós selecionamos o gene Thioredoxin interacting protein (Txnip), diferencialmente expresso ao longo da diferenciação ß-pancreática, para realizar um estudo funcional através da modificação genética de mESCs. Os resultados obtidos permitiram verificar que a inibição de Txnip na diferenciação ß-pancreática pode induzir a diferenciação de IPCs com maior expressão de marcadores de células- e mais responsivas ao estímulo de glicose. Além disso, o modelo de zebrafish permitiu elucidar in vivo o papel de Txnip durante a organogênese pancreática, revelando que a inibição desse gene é capaz de aumentar a massa de células-ß através do estimulo de células presentes no ducto extra-pancreático. Dessa forma, a inibição de Txnip pode aprimorar os protocolos para obtenção de IPCs a partir de células-tronco pluripotentes. A exposição crônica a agentes imunossupressores diabetogênicos e a perda de componentes de matriz extracelular durante o isolamento de ilhotas pancreáticas são causas para a perda de funcionalidade do enxerto. Dessa forma, na segunda parte do trabalho, um biomaterial inovador foi desenvolvido, contendo um polímero de laminina (polilaminina, PLn) para o encapsulamento e a imunoproteção de ilhotas pancreáticas. As cápsulas produzidas com o biomaterial desenvolvido, Bioprotect-Pln, são térmica- e mecanicamente estáveis, além de serem biocompatíveis e capazes de imunoproteger ilhotas pancreáticas humanas in vitro. O encapsulamento com Bioprotect-Pln preserva a funcionalidade de ilhotas pancreáticas. Além disso, quando cápsulas vazias de Bioprotect-Pln foram implantadas em camundongos imunocompetentes, houve atenuação da resposta inflamatória ao implante, uma das principais causas para perda de funcionalidade de enxertos encapsulados. Os resultados obtidos indicam que a presença de polilaminina na malha capsular induz uma resposta anti-inflamatória que pode beneficiar a preservação do enxerto de ilhotas pancreáticas encapsuladas. Atualmente, o transplante de ilhotas pancreáticas é visto como a terapia celular mais promissora para atingir a independência de insulina em pacientes de DM1, porém, a aplicabilidade desse transplante ainda é limitada. Este trabalho contribuiu para a elucidação dos mecanismos moleculares que podem aprimorar o processo de diferenciação de célulastronco pluripotentes em IPCs, estabelecendo uma fonte alternativa de células para a terapiade reposição, e, também, estabeleceu um biomaterial inovador, capaz de diminuir a resposta inflamatória ao implante de microcápsulas e de imunoproteger células microencapsuladas. Desta forma, este trabalho contribui para o estabelecimento da terapia de reposição celular para pacientes de DM1

Type 1 diabetes mellitus (DM1) is a disease caused by the autoimmune destruction of insulin-producing pancreatic ß-cells. Pancreatic islet transplantation is a technically simple procedure and an interesting alternative therapy for DM1, however, the limited supply of cadaveric donated pancreas and the need of life-long immunosuppression are factors which limit its applicability. In the present work, two strategies were employed aiming at establishing viable solutions for the factors limiting pancreatic islet transplantation. In the first part of this study, the molecular mechanism which drives differentiation of murine embryonic stem cells (mESCs) into insulin producing cells (IPCs) was analyzed in order to optimize the differentiation process. The Thioredoxin interacting protein (Txnip) gene, which is differentially expressed along -pancreatic differentiation, was selected to undergo a functional analysis by genetically modifying mESCs. The results allowed us to verify that Txnip inhibition during the ß-pancreatic differentiation process can induce differentiation of IPCs displaying higher expression of ß-cell markers and being more responsive to glucose stimuli. In addition, the zebrafish model allowed us to elucidate in vivo the role of Txnip during pancreatic organogenesis, revealing that its inhibition is able to increase the mass of ß-cells through stimulation of extra-pancreatic ductal cells. Therefore, Txnip inhibition may turbinate IPCs differentiation from pluripotent stem cells. The chronic exposure to diabetogenic immunosuppressive agents and the loss of extracellular matrix components during isolation of pancreatic islets are probable causes for the loss of pancreatic islet graft functionality. Therefore, in the second part of this study, an innovative biomaterial was developed by incorporating a laminin polymer (polylaminin, PLn) for the encapsulation and immunoprotection of pancreatic islets. The capsules produced with the novel biomaterial, Bioprotect-Pln, are biocompatible, thermally and mechanically stable and are able to immunoprotect human pancreatic islets in vitro. Encapsulation with Bioprotect-Pln preserves the functionality of pancreatic islets. In addition, when empty Bioprotect-Pln capsules were implanted into immunocompetent mice, an attenuation of the inflammatory response to the implant occurred, this being one of the main causes of encapsulated graft loss. The results indicate that polylaminin addition to the capsular mesh induces an anti-inflammatory response which may favor preservation of the engrafted encapsulated pancreatic islets. Pancreatic islet transplantation is currently seen as the most promising cell therapy to achieve insulin independence in DM1 patients, however, the applicability of this transplant is still limited. This work contributed to the elucidation of the molecular mechanisms which can turbinate the differentiation of pluripotent stem cells into IPCs, establishing an alternative source of cells for the replacement therapy, and, also, established an innovative biomaterial which is able to decrease the inflammatory response to the graft, thereby immunoprotecting the microencapsulated cells. Therefore, this work contributes to the establishment of the cell replacement therapy for DM1 patients

Mecanismos moleculares mediadores da citoproteção de células beta pancreáticas induzidos por prolactina / Role of HSPB1 in PRL-induced cytoprotective effects on beta cells

A manutenção da célula de ilhotas in vitro aparece como uma estratégia atraente para aumentar o resultado do transplante de ilhotas pancreáticas. Entretanto, o destino das ilhotas em cultura é determinado pelo equilíbrio entre mediadores pró e antiapoptóticos. Nós mostramos anteriormente que os níveis de HSPB1 são aumentados pela prolactina (PRL) tanto nas células beta pancreáticas humanas quanto nas células de insulinoma murino MIN6. Além disso, mostramos que os efeitos pró- sobrevivência induzidos pela prolactina nas células beta pancreáticas são mediados pela HSPB1. Uma vez que o papel da HSPB1 nas células beta não foi estudado diretamente, procuramos explorar os mecanismos moleculares pelos quais a HSPB1 medeia a citoproteção da célula beta induzida pela PRL. Para isso, células MIN6 derivadas de um insulinoma de camundongo e cultura primária de ilhotas pancreáticas murinas (I), silenciadas ou superexpressando HSPB1 foram submetidas à privação de soro e então pré- tratadas na presença ou na ausência de PRL (300 ng / mL) e expostos a ou citocinas (IL-1ß (0,8 ng / mL), IFN-γ (4 ng / mL) e TNF-α (8 ng / mL) por 16 ou 24 h. Após esses períodos de tempo foi avaliada a viabilidade celular. De fato, as células silenciadas para HSPB1 tiveram maiores porcentagens de morte celular em comparação aos controles. No entanto, a superexpressão de HSPB1 sozinha imita os efeitos citoprotectores da Prolactina em ambas as células MIN6 e nas culturas primárias das ilhotas. Estes resultados mostram o papel fundamental da HSPB1 no efeito citoprotetor inibindo a apoptose inducida pelo tratamento com citocinas pró-inflamatórias. Além disso, os lisados de células Min6 tratadas com citocinas na presença ou na ausência de PRL durante 6 h foram sujeitos a imunoprecipitação de HSPB1. Proteínas coimmunoprecipitadas separadaspor SDS-PAGE e posteriormente identificadas por nano-HPLC acoplado à espectrometria de massas. Células pré-tratadas com PRL apresentaram um enriquecimento de proteínas que coprescipitaram com HSPB1 relacionadas em processos de resistência ao estresse oxidativo, degradação proteica e metabolismo de carboidratos. Células MIN6, silenciadas ou superexpressando HSPB1 foram expostas á menadiona e peróxido de hidrogênio e parâmetros oxidativos foram analisados. O silenciamento de HSPB1 promoveu células mais sensíveis ao estresse oxidativo e levou a uma redução da capacidade antioxidante, enquanto que prolactina induziu citoproteção mediada por HSPB1 contra o estresse oxidativo. A superexpressão de HSPB1, no entanto, levou a efeitos opostos. O tratamento com PRL, o silenciamento ou superexpressão de HSPB1 não mudou a expressão de enzimas antioxidantes, mas os níveis proteicos de HSPB1 estão relacionados com a modulação da razão GSH/GSSG e a atividade de G6PD. Dado de estudos recentes reportam que o perfil respiratório das ilhotas prévias ao transplante pode predizer seu desempenho e que não se sabe nada sobre se a PRL poderia modular a função mitocondrial nas células beta; no presente projeto foi investigado se o tratamento hormonal poderia aumentar a eficiência mitocondrial das células beta. Observamos que o tratamento com citocinas pró-inflamatórias produziu uma diminuição na eficiência do consumo de oxigênio mitocondrial estar relacionado à síntese de ATP. Esses resultados foram significativamente revertidos a valores similares ao obtidos nas células submetidas Às condições de máxima viabilidade após o tratamento com PRL. Além disso, os resultados mostraram que os níveis elevados de HSPB1 medeiam este efeito, uma vez que a falta desta proteína anulou significativamente a recuperação da função mitocondrial induzida pelo tratamento hormonal. Visto que as taxas de síntese de ATP mitocondrial são as responsáveis pela elevação na sua concentração intracelular e que esse evento está diretamente relacionado com a secreção de insulina nas células beta, analisamos se diferentes níveis proteicos de HSPB1 poderia modificar a função secretora de células beta. Para isso foram calculados os índices de estímulo da secreção de insulina em resposta ao aumento da concentraçãode glicose no meio de cultura tanto em células parentais MIN6 como em culturas primárias de ilhotas pancreáticas murinas que foram submetidas ou não ao silenciamento ou superexpressão de HSPB1. Nossos resultados mostraram que nem a presença de citocinas, Prolactina, ou a ausência ou superexpressão de HSPB1 nas culturas celulares analisadas apresentaram diferença significativa em relação aos índices de estímulo da secreção e conteúdo de insulina. Esses resultados sugerem que nem a falta, nem a superexpressão de HSPB1 poderia alterar a função de célula beta. Nós mostramos a relevância da HSPB1 em ambos os efeitos pró- sobrevivência da PRL contra a morte da célula beta induzida tanto por citocinas quanto por indução de estresse oxidativo. Este último efeito poderia também estar relacionado com a participação da HSPB1 na recuperação da função mitocondrial observada após o tratamento hormonal corroborando assim parte dos resultados obtidos nos experimentos de immunoprecipitação. Finalmente, nossos resultados destacam a importância de mais estudos visando um entendimento mais profundo das funções da HSPB1 nas células beta, uma vez que elas poderiam levar à mitigação da morte da célula beta através da regulação positiva de uma via de proteção endógena, que não é dependente da modulação do sistema imunológico

The success of islet transplantation has improved lately. Unfortunately, it is still compromised by cell loss. Maintaining islet cell in vitro appears as an attractive strategy to increase the outcome of pancreatic islet transplantation. However, islet fate in culture is determined by the balance between pro- and anti- apoptotic mediators. We have previously shown that Heat Shock Protein B1 (HSPB1) levels are increased by prolactin (PRL) on both human pancreatic beta cells and MIN6 murine insulinoma cells. Furthermore, we have demonstrated the prolactin-induced pro-survival effects on pancreatic beta-cells are mediated by HSPB1. Since HSPB1 role in beta cells has not been directly studied, we set out to explore the molecular mechanisms by which HSPB1 mediates PRL-induced beta cell cytoprotection. For this purpose, MIN6 insulinoma mouse cells and primary culture of murine pancreatic islets (I) wild type, HSPB1 silenced or overexpressing the chaperone were subjected to serum starvation and then pre-treated in the presence or in the absence of PRL (300 ng/mL) and exposed to or cytokines (IL-1ß (0,8 ng/mL), IFN-γ (4 ng/mL) and TNF-α (8 ng/mL)) for 16 or 24h. Then, we analyse cell viability. HSPB1silenced cells presented higher percentages of cell death compared to controls. However, the overexpression of HSPB1, independently of hormonal treatment, was able mimic the cytoprotective effects of Prolactin. These results point at the key role of HSPB1 in the cytoprotective effect against proinflammatory cytokines-induced beta cell death. In addition, lysates from Min6 cells incubated for 6 hours in the presence of a cocktail of cytokines and/or PRL were subjected to HSPB1 immunoprecipitation. Co-precipitated proteins were identified by SDS-PAGE coupled to mass spectrometry. We found an enrichment of proteins relatedto signaling pathways involved in a response against oxidative and endoplasmic reticulum stress induction. Moreover, we also identified antiapoptotic effects and carbohydrate metabolism related proteins. Indeed, HSPB1 knockdown rendered cells more sensitive to oxidative stress and led to a reduced antioxidant capacity, while prolactin induced an HSPB1- mediated cytoprotection against ROS induced beta-cell apoptosis. One again, HSPB1 overexpression mimic PRL- induced cytoprotection. While hormonal treatment, HSPB1 silencing or overexpression did not change the expression of antioxidant enzymes; this conditions influenced reduced glutathione cell content and G6DP activity. Since recent studies have pointed that islets respiratory profile prior to transplantation may predict their performance; we also investigated whether PRL treatment could increase beta-cell mitochondrial efficiency. We observed a cytokine-induced increase of mitochondrial oxygen consumption rate not related to ATP synthesis, which was significantly decreased upon PRL treatment. HSPB1 was a key mediator of this effect since the lack of this protein significantly abrogated PRL-induced mitochondrial function recovery. The secretory function was then analysed in wild type MIN6 cells as well as in primary cultures of pancreatic islets either HSPB1 silenced or overexpressing the chaperone. Cells were subjected to serum starvation and then pre-treated in the presence or in the absence of PRL and exposed to cytokines for 16 or 24h. We didn´t found significant differences in both glucose induced-insulin secretion and insulin content between the hormonal treatment, HSPB1 silencing or overexpression. These results suggest that neither lack, nor overexpression of HSPB1 could alter beta cell function. Altogether our results have shown the importance of HSPB1 on PRL prosurvival effects as well as on maintenance of mitochondrial efficiency against both cytokine treatment and oxidative-stress-induced beta cell damage. These results are in accordance with the PRL-induced enrichment of HSPB1 interacting proteins displaying functions related to protein degradation, oxidative stress protection or mitochondrial carbohydrate metabolism.Finally, our results outline the importance of further studies aiming at a deeper understanding of HSPB1 functions on beta cells, since they could lead to the mitigation of beta cell death through the up-regulation of an endogenous protective pathway, which is not dependent on the modulation of the immune system

Pancreatitis, genes y autotrasplante de islotes: actualizaciones y nuevos horizontes / Pancreatitis, genes and islet cells auto transplant: updates and new horizons

La pancreatitis es una inflamación del páncreas que puede progresar de una presentación aguda, a una presentación aguda recurrente y eventualmente a pancreatitis crónica, caracterizada por cambios morfológicos y formación de cicatriz los cuales son irreversibles. La entidad conocida como pancreatitis hereditaria ha sido reconocida en la literatura por años y ciertamente el hallazgo del gen PRSS1 en 1996 marcó el inicio de una era de descubrimientos genéticos asociados a dicha enfermedad. Desde entonces, múltiples genes han sido descritos como causa de pancreatitis hereditaria o modificadores de la enfermedad, entre los que se destacan el PRSS1, SPINK1, CFTR, CASR, CTRC, CLDN2 y CPA1 entre otros. La selección de pacientes a la que se le va a practicar los estudios genéticos correspondientes debe ser guiada por las recomendaciones de los expertos y debe cumplir con los criterios correspondientes. El tratamiento, una vez hecho el diagnóstico, debe ser adaptado en base a las necesidades particulares de cada paciente. Ciertamente, el advenimiento de la pancreatectomía total con auto trasplante, cuyo principal objetivo es aliviar el dolor ocasionado por la pancreatitis crónica a la vez que se reduce la severidad de la diabetes inducida por la pancreatectomía, es una alternativa atractiva en el tratamiento y manejo de pacientes con diagnóstico de pancreatitis hereditaria. Sin embargo, estrictos criterios y un manejo interdisciplinario son esenciales ya que éste es un procedimiento irreversible y tiene consecuencias médicas por el resto de la vida que todo paciente tiene que conocer y que a su vez, el equipo médico debe saber identificar y tratar a tiempo. Sin embargo, existen muchas áreas potenciales en este campo para investigaciones que sean mayores, mejores y a la vanguardia para lograr un mejor entendimiento y desarrollar potenciales curas para esta enfermedad

Pancreatitis is an inflammation of the pancreas that can progress from an acute presentation to an acute recurring presentation and eventually to chronic pancreatitis, which is characterized by irreversible morphological changes and scarring of the pancreas. The entity known as hereditary pancreatitis has been recognized in the literature for years and certainly the discovery of the PRSS1 gene in 1996 marked the beginning of a new era of genetic discoveries associated with the disease. Since then, multiple genes have been described as the causing agents of pancreatitis or disease modifiers, some of the most important ones being the PRSS1, SPINK1, CFTR, CASR, CTRC, CLDN2, and CPA1. The patient selection process for genetic testing should be guided by the current experts’ recommendations and should meet specific corresponding criteria. Once the diagnosis has been made, treatment should be tailored to each patient’s particular needs. Certainly, the advent of the total pancreatectomy with auto islet cell transplantation, which has the main goal to improve the pain caused by the chronic pancreatitis and simultaneously reduce the severity of the pancreatectomy induced diabetes, is an attractive alternative in the treatment and management of patient with a diagnosis of hereditary pancreatitis. However, strict criteria and an interdisciplinary management are essential since this surgery is irreversible and carries lifetime health consequences that all patients must be aware of and the medical team must be able to early recognize these and treat accordingly. However, there are many potential areas in this field for more, better and forefront research to be developed aiming for a better understanding of the disease process and for the development of a cure

Human islet xenotransplantation in rodents: A literature review of experimental model trends

Among the innovations for the treatment of type 1 diabetes, islet transplantation is a less invasive method of treatment, although it is still in development. One of the greatest barriers to this technique is the low number of pancreas donors and the low number of pancreases that are available for transplantation. Rodent models have been chosen in most studies of islet rejection and type 1 diabetes prevention to evaluate the quality and function of isolated human islets and to identify alternative solutions to the problem of islet scarcity. The purpose of this study is to conduct a review of islet xenotransplantation experiments from humans to rodents, to organize and analyze the parameters of these experiments, to describe trends in experimental modeling and to assess the viability of this procedure. In this study, we reviewed recently published research regarding islet xenotransplantation from humans to rodents, and we summarized the findings and organized the relevant data. The included studies were recent reports that involved xenotransplantation using human islets in a rodent model. We excluded the studies that related to isotransplantation, autotransplantation and allotransplantation. A total of 34 studies that related to xenotransplantation were selected for review based on their relevance and current data. Advances in the use of different graft sites may overcome autoimmunity and rejection after transplantation, which may solve the problem of the scarcity of islet donors in patients with type 1 diabetes.

Development of the endocrine pancreas and novel strategies for beta-cell mass restoration and diabetes therapy

Diabetes mellitus represents a serious public health problem owing to its global prevalence in the last decade. The causes of this metabolic disease include dysfunction and/or insufficient number of β cells. Existing diabetes mellitus treatments do not reverse or control the disease. Therefore, β-cell mass restoration might be a promising treatment. Several restoration approaches have been developed: inducing the proliferation of remaining insulin-producing cells, de novo islet formation from pancreatic progenitor cells (neogenesis), and converting non-β cells within the pancreas to β cells (transdifferentiation) are the most direct, simple, and least invasive ways to increase β-cell mass. However, their clinical significance is yet to be determined. Hypothetically, β cells or islet transplantation methods might be curative strategies for diabetes mellitus; however, the scarcity of donors limits the clinical application of these approaches. Thus, alternative cell sources for β-cell replacement could include embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, and mesenchymal stem cells. However, most differentiated cells obtained using these techniques are functionally immature and show poor glucose-stimulated insulin secretion compared with native β cells. Currently, their clinical use is still hampered by ethical issues and the risk of tumor development post transplantation. In this review, we briefly summarize the current knowledge of mouse pancreas organogenesis, morphogenesis, and maturation, including the molecular mechanisms involved. We then discuss two possible approaches of β-cell mass restoration for diabetes mellitus therapy: β-cell regeneration and β-cell replacement. We critically analyze each strategy with respect to the accessibility of the cells, potential risk to patients, and possible clinical outcomes.

Human pancreatic islet transplantation: an update and description of the establishment of a pancreatic islet isolation laboratory

Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is associated with chronic complications that lead to high morbidity and mortality rates in young adults of productive age. Intensive insulin therapy has been able to reduce the likelihood of the development of chronic diabetes complications. However, this treatment is still associated with an increased incidence of hypoglycemia. In patients with “brittle T1DM”, who have severe hypoglycemia without adrenergic symptoms (hypoglycemia unawareness), islet transplantation may be a therapeutic option to restore both insulin secretion and hypoglycemic perception. The Edmonton group demonstrated that most patients who received islet infusions from more than one donor and were treated with steroid-free immunosuppressive drugs displayed a considerable decline in the initial insulin independence rates at eight years following the transplantation, but showed permanent C-peptide secretion, which facilitated glycemic control and protected patients against hypoglycemic episodes. Recently, data published by the Collaborative Islet Transplant Registry (CITR) has revealed that approximately 50% of the patients who undergo islet transplantation are insulin independent after a 3-year follow-up. Therefore, islet transplantation is able to successfully decrease plasma glucose and HbA1c levels, the occurrence of severe hypoglycemia, and improve patient quality of life. The goal of this paper was to review the human islet isolation and transplantation processes, and to describe the establishment of a human islet isolation laboratory at the Endocrine Division of the Hospital de Clínicas de Porto Alegre – Rio Grande do Sul, Brazil.

Assessment of nursing care using indicators generated by software / Avaliação da assistência de enfermagem utilizando indicadores gerados por um software / Evaluación de la asistencia de enfermería utilizando indicadores generados por un software

OBJECTIVE: to analyze the efficacy of the Nursing Process in an Intensive Care Unit using indicators generated by software. METHOD: cross-sectional study using data collected for four months. RNs and students daily registered patients, took history (at admission), performed physical assessments, and established nursing diagnoses, nursing plans/prescriptions, and assessed care delivered to 17 patients using software. Indicators concerning the incidence and prevalence of nursing diagnoses, rate of effectiveness, risk diagnoses, and rate of effective prevention of complications were computed. RESULTS: the Risk for imbalanced body temperature was the most frequent diagnosis (23.53%), while the least frequent was Risk for constipation (0%). The Risk for Impaired skin integrity was prevalent in 100% of the patients, while Risk for acute confusion was the least prevalent (11.76%). Risk for constipation and Risk for impaired skin integrity obtained a rate of risk diagnostic effectiveness of 100%. The rate of effective prevention of acute confusion and falls was 100%. CONCLUSION: the efficacy of the Nursing Process using indicators was analyzed because these indicators reveal how nurses have identified patients' risks and conditions, and planned care in a systematized manner. .

OBJETIVO: analisar a eficácia do Processo de Enfermagem em uma Unidade de Terapia Intensiva, utilizando indicadores gerados por um software. MÉTODO: estudo transversal, cujos dados foram coletados durante quatro meses. Enfermeiros e acadêmicos realizaram, diariamente, cadastro e anamnese (na admissão), exame físico, diagnósticos de enfermagem, planejamento/prescrição de enfermagem e avaliação da assistência de 17 pacientes, utilizando um software. Calculou-se os indicadores incidência e prevalência de diagnósticos de enfermagem, taxa de efetividade diagnóstica de risco e taxa de efetividade na prevenção de complicações. RESULTADOS: o Risco de desequilíbrio na temperatura corporal foi o diagnóstico mais incidente (23,53%) e o menos incidente foi o Risco de constipação (0%). O Risco de integridade da pele prejudicada foi prevalente em 100% dos pacientes, enquanto o Risco de confusão aguda foi o menos prevalente (11,76%). Risco de constipação e Risco de integridade da pele prejudicada obtiveram taxa de efetividade diagnóstica de risco de 100%. A taxa de efetividade na prevenção de confusão aguda e de queda foi de 100%. CONCLUSÃO: analisou-se a eficácia do Processo de Enfermagem utilizando indicadores, pois retratam como o enfermeiro tem identificado os problemas e riscos do paciente, e planejado a assistência de forma sistematizada. .

OBJETIVO: analizar la eficacia del Proceso de Enfermería en una Unidad de Terapia Intensiva, utilizando indicadores generados por un software. MÉTODO: estudio transversal, cuyos datos fueron recolectados durante cuatro meses. Enfermeros y académicos realizaron, diariamente, registro y anamnesis (en la admisión), examen físico, diagnósticos de enfermería, planificación/prescripción de enfermería y evaluación de la asistencia en 17 pacientes, utilizando un software. Se calculó los indicadores incidencia y prevalencia de diagnósticos de enfermería, la tasa de efectividad diagnóstica de riesgo y la tasa de efectividad en la prevención de complicaciones. RESULTADOS: el Riesgo de desequilibrio en la temperatura corporal fue el diagnóstico más prevalente (23,53%) y el menos prevalente fue el Riesgo de constipación (0%). El Riesgo de integridad de la piel perjudicada fue prevalente en 100% de los pacientes, en cuanto el Riesgo de confusión aguda fue el menos prevalente (11,76%). El Riesgo de constipación y el Riesgo de integridad de la piel perjudicada obtuvieron una tasa de efectividad diagnóstica de riesgo de 100%. La tasa de efectividad en la prevención de confusión aguda y de caída fue de 100%. CONCLUSIÓN: se analizó la eficacia del Proceso de Enfermería utilizando indicadores, ya que retratan cómo el enfermero ha identificado los problemas y riesgos del paciente, y planificado la asistencia de forma sistematizada. .

Mecanismos moleculares envolvidos em citoproteção e transformação maligna de células-beta pancreáticas / Molecular mechanisms involved in pancreatic beta-cells cytoprotection and malignant transformation

O transplante de ilhotas pancreáticas constitui uma alternativa atraente para o tratamento de diabetes tipo 1 (DM1), contudo, é limitado devido à escassez de doadores de órgãos. O papel da prolactina humana recombinante (rhPRL), que apresenta efeitos benéficos em células-beta, e seu mecanismo de ação foram investigados neste estudo. O número de células apoptóticas diminui significativamente na presença de rhPRL. Essa citoproteção envolveu diminuição da razão BCL2/BAX e inibição de caspase-8, -9 e -3. Este estudo revelou, pela primeira vez, evidência direta do efeito protetor de lactogênios contra apoptose de células-beta humanas. Levando em consideração a relação conhecida entre citocinas e DM1 e observações recentes sugerindo o papel da autofagia no desenvolvimento e prevenção do DM1, foi investigada a conexão entre citocinas (IL-1ß, TNFα e IFN-γ) e autofagia em células-beta. O co-tratamento com citocinas e rapamicina, um indutor de autofagia via inibição de mTOR, não aumentou os níveis de apoptose em células INS-1E. Contudo, exposição a citocinas levou ao aumento nos níveis de autofagossomos e na relação LC3-II/LC3-I, do mesmo modo que o tratamento com rapamicina. O tratamento com citocinas também levou à diminuição dos níveis de mTOR e 4E-BP1 fosforilados. Foi demonstrada aqui, pela primeira vez, uma relação direta entre o tratamento com citocinas e a indução de autofagia em células-beta. Recentemente, surgiram novas evidências mostrando ligação entre a morte de células-beta induzida por citocinas e indução de estresse de retículo endoplasmático. Em nosso modelo, foram observados níveis diminuídos de p-mTOR e aumento da formação de autofagossomos após o tratamento com indutores de estresse de retículo. Este estudo reforça também, resultados prévios sobre a hipótese da função de indutores de estresse de retículo em promover a autofagia. Além disso, o tratamento com rhPRL aumentou os níveis de p-mTOR e levou à diminuição na formação de autofagossomos após exposição a citocinas em células-beta. Estes resultados são relevantes para a caracterização mais aprofundada das funções dos lactogênios nessas células. Sabendo-se da necessidade de células-beta humanas para estudos detalhados em células-beta, nosso grupo gerou linhagens celulares derivadas de insulinomas humanos que secretam hormônios e expressam marcadores com o mesmo padrão de seu tecido original. Estas linhagens foram caracterizadas comparando-as com culturas primárias de células-beta através de eletroforese bidimensional acoplada a espectrometria de massa. Cerca de 1.800 spots foram detectados, sendo que menos de 1% apresentou expressão diferencial. As proteínas superexpressas em ilhotas, como Caldesmon, estão envolvidas em organização do citoesqueleto, influenciando a secreção hormonal. Contrariamente, quase todas as proteínas superexpressas nas células de insulinoma, como MAGE-A2, foram descritas aqui pela primeira vez, podendo estar relacionadas à sobrevivência celular e resistência à quimioterapia. Estes resultados mostram, pela primeira vez, mudanças na expressão de proteínas relacionadas ao fenótipo alterado dos insulinomas, direcionando a pesquisa ao estabelecimento de células-beta humanas bioengenheiradas e ao desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para insulinomas. Coletivamente, os dados obtidos neste estudo estendem o conhecimento molecular envolvido na citoproteção induzida por rhPRL e transformação maligna de células-beta pancreáticas, contribuindo para futuras aplicações na compreensão e no tratamento do DM1

Transplantation of pancreatic islets constitutes an alternative for type 1 diabetes (DM1); however, it is limited by the shortage of organ donors. Here, we investigated the role of recombinant human prolactin (rhPRL), shown to have beneficial effects in beta-cells, and its mechanisms of action. Apoptotic beta-cells were decreased in the presence of rhPRL, with cytoprotection involving an increase of BCL2/BAX ratio and inhibition of caspase-8, -9 and -3. This study provides new direct evidence for a protective effect of lactogens in human beta-cell apoptosis. Taking into account the known relationship between cytokines and DM1 and recent observations suggesting a role for autophagy in the development and prevention of DM1, we investigated the connection between cytokines (IL-1ß, TNF-α and IFN-γ) and autophagy in beta-cells. Co-treatment with cytokines and rapamycin, an inducer of autophagy through inhibition of mTOR, did not increase the apoptosis levels in INS-1E cells. However, exposure to cytokines increased the levels of autophagosome formation and LC3-II/LC3-I ratio. Treatment with cytokines also led to decreased levels of phosphorylated mTOR and 4E-BP1. We demonstrated for the first time, a direct relationship between cytokines treatment and induction of autophagy in beta-cells. Lately, new evidence point to a connection between cytokine-induced beta-cell death and endoplasmic reticulum stress. In our model, we observed that decreased levels of p-mTOR and increased autophagosome formation also ensued after treatment with endoplasmic reticulum stressors. This study also supports the previous hypothesis on the function of ER stressors in inducing autophagy. Furthermore, rhPRL treatment increased the levels of p-mTOR and decreased autophagosome formation after exposure to cytokines in beta-cells. These findings are also relevant for further characterization of lactogens functions in these cells. Considering the demand for human cells for further beta-cells studies, our group generated cell lines derived from human insulinomas which secrete hormones and express markers with the same pattern displayed by their original tissue. We set out to further characterize these lineages by comparing them to primary beta-cells using two-dimensional gel electrophoresis coupled to mass spectrometry. An average of 1,800 spots was detected with less than 1% exhibiting differential expression. Proteins upregulated in islets, such as Caldesmon, are involved in cytoskeletal organization thus influencing hormone secretion. In contrast, almost all proteins upregulated in insulinoma cells, such as MAGE-A2, first described here, could be related to cell survival and resistance to chemotherapy. Our results provide, for the first time, a molecular snapshot of the changes in expression of proteins correlated with the altered phenotype of insulinomas, prompting research towards the establishment of bioengineered human beta-cells, and the development of new therapeutic strategies for insulinomas. Collectively, the data obtained in this study extend the molecular knowledge involved in rhPRL-induced cytoprotection and malignant transformation of pancreatic beta-cells, contributing to future applications for understanding and treatment of DM1

Imunoproteção de ilhotas pancreáticas microencapsuladas em biomateriais inovadores e seu potencial terapêutico no diabetes mellitus tipo 1 / Immunoprotection of pancreatic islets microencapsulated in inovative biomaterials and its therapeutic potential in type 1 Diabetes Mellitus

O transplante de ilhotas microencapsuladas constitui uma alternativa terapêutica interessante para o Diabetes Mellitus tipo 1, permitindo um melhor controle glicêmico e eliminando a necessidade de imunossupressão. Entretanto, a manutenção a longo prazo da viabilidade das células-β ainda é um desafio. No isolamento, a perda da matriz extracelular e as condições hipóxicas subsequentes afetam decisivamente a sobrevivência e funcionalidade das ilhotas. Objetivo Para diminuir o estresse sobre o enxerto, levando a um sucesso prolongado do transplante, propôs-se a adição de perfluorocarbono (PFC) ou laminina (LN), moléculas associadas respectivamente à oxigenação e interações célula-célula, ao biomaterial baseado em alginato, Biodritina, adequado ao encapsulamento celular. Metodologia Para testar a estabilidade das formulações PFC-Biodritina e LN-Biodritina, microcápsulas foram submetidas a diferentes estresses (rotacional, osmótico, temperatura e cultura) por 7 e 30 dias. A pureza do biomaterial foi avaliada pela coincubação com macrófagos murinos RAW264.7, por 3, 9 e 24h, quando a ativação dos macrófagos foi observada pela expressão gênica de IL- 1β e TNFα. Microcápsulas implantadas i.p. em camundongos foram recuperadas após 7 ou 30 dias, para análises de biocompatibilidade. A expressão de níveis de mRNA (bax, bad, bcl-2, bcl-XL, xiap, caspase 3, mcp1/ccl2, hsp70, ldh, insulina 1 e 2), proteínas (Bax, Bcl-XL e Xiap) e a atividade de Caspase3 foram avaliadas em ilhotas microencapsuladas com PFC- e LN-Biodritina, após cultura de 48h em condições de normóxia e hipóxia (<2% O2). Camundongos diabéticos foram transplantados com ilhotas encapsuladas nas diferentes formulações e os animais foram monitorados pelas variações de massa corporal, glicêmicas e pela funcionalidade do enxerto (TOTGs). As ilhotas foram recuperadas de animais normo ou hiperglicêmicos e uma análise de biocompatibilidade das cápsulas foi realizada, assim como a avaliação funcional das células-β...

Transplantation of microencapsulated islets represents an attractive therapeutical approach to treat type 1 Diabetes Mellitus, accounting for an improved glycemic control and the abolishment of immunosuppressive therapies. However, maintenance of long-term β-cell viability remains a major problem. During islet isolation, the loss of extracellular matrix interactions and the hypoxic conditions thereafter dramatically affect β-cell survival and function. Objective To lessen the burden of islet stress and achieve a better outcome in islet transplantation we tested the addition of perfluorocarbon (PFC) or laminin (LN), molecules associated respectively with oxygenation and cell-cell interaction, to Biodritin, an alginate-based material suitable for cell microencapsulation. Methodology To test the stability of PFC-Biodritin and LN-Biodritin composites, microcapsules were subjected to different stresses (rotational, osmotic, temperature and culture) for 7 and 30 days. To assess biomaterial purity microcapsules were co-incubated with RAW264.7 murine macrophage cell line for 3, 9 and 24h and macrophage activation was detected through mRNA levels of IL-1β and TNFα. Microcapsules were implanted i.p. in mice and retrieved after 7 or 30 days, for biocompatibility analyses. Gene expression at mRNA (bax, bad, bcl-2, bcl-XL, xiap, caspase 3, mcp1/ccl2, hsp70, ldh, insulin 1 and 2) and protein (Bax, Bcl-XL and Xiap) levels, together with Caspase3 activity, were evaluated in islets microencapsulated in PFC- or LN-Biodritin, upon culturing for 48h in normoxic or hypoxic (<2% O2) conditions. Diabetic mice were transplanted with PFC- or LN-Biodritin microencapsulated islets, followed by assessments of body weight, glycemia and graft function by oral glucose tolerance tests (OGTTs). Microencapsulated islets were retrieved from normoglycemic or hyperglycemic mice and biocompatibility analyses of the beads together with a functional assessment of the graft followed. After graft...

Imunoproteção de ilhotas pancreáticas microencapsuladas em biomateriais inovadores e seu potencial terapêutico no diabetes mellitus tipo 1 / Immunoprotection of pancreatic islets microencapsulated in inovative biomaterials and its therapeutic potential in type 1 Diabetes Mellitus

O transplante de ilhotas microencapsuladas constitui uma alternativa terapêutica interessante para o Diabetes Mellitus tipo 1, permitindo um melhor controle glicêmico e eliminando a necessidade de imunossupressão. Entretanto, a manutenção a longo prazo da viabilidade das células-ß ainda é um desafio. No isolamento, a perda da matriz extracelular e as condições hipóxicas subsequentes afetam decisivamente a sobrevivência e funcionalidade das ilhotas. Objetivo Para diminuir o estresse sobre o enxerto, levando a um sucesso prolongado do transplante, propôs-se a adição de perfluorocarbono (PFC) ou laminina (LN), moléculas associadas respectivamente à oxigenação e interações célula-célula, ao biomaterial baseado em alginato, Biodritina, adequado ao encapsulamento celular. Metodologia Para testar a estabilidade das formulações PFC-Biodritina e LN-Biodritina, microcápsulas foram submetidas a diferentes estresses (rotacional, osmótico, temperatura e cultura) por 7 e 30 dias. A pureza do biomaterial foi avaliada pela coincubação com macrófagos murinos RAW264.7, por 3, 9 e 24h, quando a ativação dos macrófagos foi observada pela expressão gênica de IL- 1ß e TNFα. Microcápsulas implantadas i.p. em camundongos foram recuperadas após 7 ou 30 dias, para análises de biocompatibilidade. A expressão de níveis de mRNA (bax, bad, bcl-2, bcl-XL, xiap, caspase 3, mcp1/ccl2, hsp70, ldh, insulina 1 e 2), proteínas (Bax, Bcl-XL e Xiap) e a atividade de Caspase3 foram avaliadas em ilhotas microencapsuladas com PFC- e LN-Biodritina, após cultura de 48h em condições de normóxia e hipóxia (<2% O2). Camundongos diabéticos foram transplantados com ilhotas encapsuladas nas diferentes formulações e os animais foram monitorados pelas variações de massa corporal, glicêmicas e pela funcionalidade do enxerto (TOTGs). As ilhotas foram recuperadas de animais normo ou hiperglicêmicos e uma análise de biocompatibilidade das cápsulas foi realizada, assim como a avaliação funcional das células-ß. Após o explante, a glicemia dos animais normoglicêmicos foi monitorada para se atestar a eficiência das ilhotas transplantadas. Resultados Microcápsulas de PFC- e LN-Biodritina são tão estáveis e biocompatíveis quanto as de Biodritina. Para ilhotas encapsuladas em ambos os materiais, em normóxia ou hipóxia, observou-se uma modulação gênica que sugere proteção contra apoptose. Adicionalmente, encontrou-se uma diminuição na expressão de genes indicadores de estresse (mcp1, hsp70). Uma diminuição nos níveis de mRNA de ldh foi vista para PFC-Biodritina, mas o oposto foi encontrado para LN-Biodritina. As diferenças encontradas na expressão proteica sugerem o mesmo padrão anti-apoptótico. Caspase3 não foi modulada por nenhum biomaterial. Nos experimentos de transplante, apenas LN-Biodritina levou reversão prolongada do diabetes, com 60% dos animais normoglicêmicos, 198 dias pós-cirurgia, comparado a 9% do grupo Biodritina. O TOTG demonstrou que camundongos transplantados com ilhotas encapsuladas secretaram mais insulina do que controles, 60 (LN-Biodritina) ou 100 (PFC- e LN-Biodritina) dias pós-cirurgia. O explante restabeleceu a hiperglicemia nos camundongos. Microcápsulas recuperadas de animais hiperglicêmicos apresentavam uma extensa adesão celular. Testes de secreção de insulina in vitro demonstraram que somente ilhotas do grupo normoglicêmico responderam às variações da concentração de glicose. Conclusão A adição de moléculas bioativas à Biodritina é capaz de diminuir o estresse em ilhotas isoladas e tem o potencial de melhorar a terapia pelo transplante de ilhotas

Transplantation of microencapsulated islets represents an attractive therapeutical approach to treat type 1 Diabetes Mellitus, accounting for an improved glycemic control and the abolishment of immunosuppressive therapies. However, maintenance of long-term ß-cell viability remains a major problem. During islet isolation, the loss of extracellular matrix interactions and the hypoxic conditions thereafter dramatically affect ß-cell survival and function. Objective To lessen the burden of islet stress and achieve a better outcome in islet transplantation we tested the addition of perfluorocarbon (PFC) or laminin (LN), molecules associated respectively with oxygenation and cell-cell interaction, to Biodritin, an alginate-based material suitable for cell microencapsulation. Methodology To test the stability of PFC-Biodritin and LN-Biodritin composites, microcapsules were subjected to different stresses (rotational, osmotic, temperature and culture) for 7 and 30 days. To assess biomaterial purity microcapsules were co-incubated with RAW264.7 murine macrophage cell line for 3, 9 and 24h and macrophage activation was detected through mRNA levels of IL-1ß and TNFα. Microcapsules were implanted i.p. in mice and retrieved after 7 or 30 days, for biocompatibility analyses. Gene expression at mRNA (bax, bad, bcl-2, bcl-XL, xiap, caspase 3, mcp1/ccl2, hsp70, ldh, insulin 1 and 2) and protein (Bax, Bcl-XL and Xiap) levels, together with Caspase3 activity, were evaluated in islets microencapsulated in PFC- or LN-Biodritin, upon culturing for 48h in normoxic or hypoxic (<2% O2) conditions. Diabetic mice were transplanted with PFC- or LN-Biodritin microencapsulated islets, followed by assessments of body weight, glycemia and graft function by oral glucose tolerance tests (OGTTs). Microencapsulated islets were retrieved from normoglycemic or hyperglycemic mice and biocompatibility analyses of the beads together with a functional assessment of the graft followed. After graft removal, normoglycemic animals had their glycemias monitored to attest the efficacy of the transplanted islets. Results PFC- and LN-Biodritin microcapsules were as stable and biocompatible as Biodritin. For both biomaterials in normoxia and hypoxia a modulation in gene expression was observed in islets associated with a protection against apoptosis. Also, a decreased expression of stress-related genes (mcp1, hsp70) was evidenced. ldh mRNA levels were down-regulated in PFC-Biodritin microencapsulated islets but upregulated in the presence of LN. Increased levels of insulin mRNA were observed. The differences seen in protein expression indicated the same anti-apoptotic pattern. Caspase3 activity was not different between groups. Concerning diabetes reversal experiments, only mice transplanted with LN-Biodritin microencapsulated islets presented a better outcome, with 60% remaining euglycemic at 198 days post-surgery, compared with 9% for the Biodritin group. OGTT showed that mice transplanted with encapsulated islets secreted more insulin than normal mice, 60 (LN-Biodritin) or 100 days (PFC- and LN-Biodritina) posttransplant. Hyperglycemia was achieved after the retrieval of microcapsules showing graft efficacy. Retrieved microcapsules revealed an extensive overgrowth in most beads from hyperglycemic mice. A static glucose stimulated insulin secretion test revealed that only islets from normoglycemic subjects were able to secrete insulin according to glucose concentration. Conclusion- The addition of bioactive molecules to Biodritin may lessen the stress of isolated islets and have the potential to improve islet transplantation therapy.

Islet transplantation in rodents. Do encapsulated islets really work? / Transplante de ilhotas de Langerhans em modelos experimentais em roedores. Ilhotas encapsuladas realmente funcionam?

CONTEXT: Diabetes mellitus type I affects around 240 million people in the world and only in the USA 7.8 percent of the population. It has been estimated that the costs of its complications account for 5 percent to 10 percent of the total healthcare spending around the world. According to World Health Organization, 300 million people are expected to develop diabetes mellitus by the year 2025. The pancreatic islet transplantation is expected to be less invasive than a pancreas transplant, which is currently the most commonly used approach. OBJECTIVES: To compare the encapsulated and free islet transplantation in rodents looking at sites of islet implantation, number of injected islets, viability and immunosuppression. METHODS: A literature search was conducted using MEDLINE/PUBMED and SCIELO with terms about islet transplantation in the rodent from 2000 to 2010. We found 2,636 articles but only 56 articles from 2000 to 2010 were selected. RESULTS: In these 56 articles used, 34 percent were encapsulated and 66 percent were nonencapsulated islets. Analyzing both types of islets transplantation, the majority of the encapsulated islets were implanted into the peritoneal cavity and the nonencapsulated islets into the liver, through the portal vein. In addition, the great advantage of the peritoneal cavity as the site of islet transplantation is its blood supply. Both vascular endothelial cells and vascular endothelial growth factor were used to stimulate angiogenesis of the islet grafts, increasing the vascularization rapidly after implantation. It also has been proven that there is influence of the capsules, since the larger the capsule more chances there are of central necrosis. In some articles, the use of immunosuppression demonstrated to increase the life expectancy of the graft. CONCLUSION: While significant progress has been made in the islets transplantation field, many obstacles remain to be overcome. Microencapsulation provides a means to transplant islets without immunosuppressive agents and may enable the performance of xenotransplantation. The use of alternative donor sources, fewer islets per capsule and the appropriate deployment location, such as the peritoneal cavity, may give a future perspective to the application of immunoprotective capsules and viability in clinical practice. A variety of strategies, such as genetic engineering, co-encapsulation, improvement in oxygen supply or the establishment of hypoxia resistance will also improve the islet transplantation performance. It remains to be determined which combination of strategies with encapsulation can fulfill the promise of establishing a simple and safe transplantation as a cure for diabetes.

CONTEXTO: Diabetes mellitus tipo I afeta cerca de 240 milhões de pessoas no mundo e 7,8 por cento só nos EUA. Foi estimado que o custo de suas complicações fosse de 5 por cento-10 por cento dos custos mundiais em saúde. De acordo com a OMS (Organização Mundial de Saúde), espera-se que cerca de 300 milhões de pessoas desenvolvam o diabetes mellitus até o ano de 2025. É esperado que o transplante de ilhotas pancreáticas seja menos invasivo que o transplante pancreático, opção atual de maior uso. OBJETIVOS: Comparar as ilhotas encapsuladas e as ilhotas livres em roedores nos seguintes aspectos: local de implantação das ilhotas, número de ilhotas, viabilidade e imunossupressão. MÉTODOS: A pesquisa bibliográfica foi conduzida com o uso de citações do MEDLINE/PUBMED e SCIELO que apresentassem termos sobre transplante de ilhotas em roedores no período de 2000 a 2010. Foram achados 2.636 artigos, mas somente 56 desse período foram selecionados. RESULTADOS: Nos 56 artigos utilizados, 34 por cento eram encapsulados e 66 por cento eram não-encapsulados. Analisando ambos os tipos de transplante de ilhotas, a maioria delas encapsuladas, foi implantada na cavidade peritonial e as não-encapsuladas, através da veia porta, no fígado. A grande vantagem da cavidade peritonial como local de transplante era a oferta sanguínea. As células endoteliais e o fator de crescimento endotelial foram usados para estimular a angiogênese nas ilhotas, aumentando a vascularização rapidamente após a implantação. Foi também provada a influência das cápsulas, dado que quanto maior a cápsula maior era a chance de necrose central. Em alguns artigos, o uso de imunossupressão demonstrou aumento da expectativa de vida do enxerto. CONCLUSÃO: Enquanto algum progresso significativo não tenha sido obtido no campo de transplante de ilhotas, restam ainda muitos obstáculos a serem vencidos. A microencapsulação viabiliza o transplante de ilhotas sem o uso de imunossupressores, o que pode permitir o xenotransplante. O uso de fontes doadoras alternativas, menor quantidade de ilhotas por cápsula e local de implantação adequado, como a cavidade peritonial, podem dar melhor perspectiva na aplicação de cápsulas imunoprotegidas, aumentando viabilidade na prática clínica. Uma série de estratégias, como engenharia genética, coencapsulamento, melhora da oferta de oxigênio ou o estabelecimento de resistência à hipóxia também podem aprimorar os resultados do transplante de ilhotas. Deve-se determinar ainda qual a combinação de estratégias com relação ao uso de ilhotas encapsuladas que possam cumprir com as promessas de um transplante simples e seguro para a cura do diabetes.

Pancreatic islet allograft in spleen with immunossuppression with cyclosporine. Experimental model in dogs / Alotransplante de ilhotas pancreáticas no baço com imunossupressão com ciclosporina. Modelo experimental em cães

PURPOSE: To study the functional behavior of the allograft with immunosuppression of pancreatic islets in the spleen. METHODS: Five groups of 10 Mongrel dogs were used: Group A (control) underwent biochemical tests; Group B underwent total pancreatectomy; Group C underwent total pancreatectomy and pancreatic islet autotransplant in the spleen; Group D underwent pancreatic islet allograft in the spleen without immunosuppressive therapy; Group E underwent pancreatic islet allograft in the spleen and immunosuppression with cyclosporine. All of the animals with grafts received pancreatic islets prepared by the mechanical-enzymatic method - stationary collagenase digestion and purification with dextran discontinuous density gradient, implanted in the spleen. RESULTS: The animals with autotransplant and those with allografts with immunosuppression that became normoglycemic showed altered results of intravenous tolerance glucose (p < 0.001) and peripheral and splenic vein plasmatic insulin levels were significantly lower (p < 0.001) in animals that had allografts with immunosuppression than in those with just autotransplants. CONCLUSIONS: In the animals with immunosupression with cyclosporine subjected to allograft of pancreatic islets prepared with the mechanical-enzymatic preparation method (stationary collagenase digestion and purification with dextran discontinuous density gradient), the production of insulin is decreased and the response to intravenous glucose is altered.

OBJETIVO: Avaliar o comportamento funcional do alotransplante com imunossupressão de ilhotas pancreáticas no baço. MÉTODOS: Foram utilizados cinco grupos de 10 cães mestiços: grupo A (controle) submetido aos exames bioquímicos; grupo B, submetido à pancreatectomia total; grupo C (autotransplante) submetido à pancreatectomia total e autotransplantação de ilhotas pancreáticas no baço; grupo D, submetido à alotransplantação de ilhotas pancreáticas no baço sem terapia imunossupressiva; grupo E, submetido à alotransplantação de ilhotas no baço e imunossupressão com ciclosporina. Todos os animais transplantados receberam ilhotas pancreáticas isoladas pelo método mecânico-enzimático, digestão estacionária com colagenase e purificação com gradiente de densidade descontínua de dextran e foram implantadas no baço. RESULTADOS: Animais autotransplantados e alotransplantados com imunossupressão que se tornaram normoglicêmicos apresentaram testes de tolerância à glicose intravenosa alterados (p<0,001) e o nível de insulina plasmática periférica e na veia esplênica foram significantemente menores (p<0,001) nos animais alotransplantados com imunossupressão em relação aos autotransplantados. CONCLUSÃO: Nos animais submetidos ao alotransplante de ilhotas pancreáticas com imunossupressão com ciclosporina e preparadas pelo método mecânico-enzimático, digestão estacionária com colagenase e purificação com gradiente de densidade descontínua de dextran, a produção de insulina está diminuída e a resposta à sobrecarga de glicose intravenosa alterada.

Atualização no transplante de pâncreas / Pancreas transplantation: an overview

Pancreas transplantation is the only treatment able to reestablish normal glucose and glycated hemoglobin levels in insulin-dependent diabetic patients without the use of exogenous insulin. The evolution of pancreas transplantation in treatment of diabetes was determined by advances in the s of surgical technique, organ preservation and immunosuppressants. The main complication leading to graft loss is technical failure followed by acute or chronic rejection. Technical failure means graft loss within the first three months following transplantation due to vascular thrombosis (50%), pancreatitis (20%), infection (18%), fistula (6.5%) and bleeding (2.4%). Immunological complications still affect 30% of patients, and rejection is the cause of graft loss in 10% of cases. Chronic rejection is the most common late complication. Cardiovascular diseases are the most common causes of late mortality in pancreas transplantation, so it remains the most effective treatment for type 1 diabetes patients. There is a significant improvement in quality of life and in patient's survival rates. The development of islet transplantation could eliminate or minimize surgical complications and immunosuppression.

O transplante de pâncreas é o único tratamento capaz de restabelecer os níveis de glicose e hemoglobina glicada em pacientes diabéticos dependentes de insulina, sem o uso de insulina exógena. A evolução do transplante de pâncreas no tratamento de diabetes foi marcada por avanços nos campos da técnica cirúrgica, preservação de órgãos e imunossupressão. A principal complicação da perda do enxerto é a falha técnica, seguida de rejeição aguda ou crônica. Por falha técnica entende-se perda do enxerto dentro dos primeiros três meses seguintes ao transplante devido a: trombose vascular (50%), pancreatite (20%), infecção (18%), fístula (6,5%) e hemorragia (2,4%). Complicações imunológicas ainda afetam 30% dos pacientes, e a rejeição causa perda do enxerto em 10% dos casos. A rejeição crônica é a complicação tardia mais comum. Doenças cardiovasculares são a causa mais frequente de mortalidade tardia no transplante de pâncreas que continua sendo o tratamento mais eficaz para pacientes com diabetes do tipo 1. Há uma importante melhora na qualidade de vida e na sobrevida dos pacientes. O desenvolvimento de ilhotas transplantadas pode eliminar ou minimizar complicações cirúrgicas e a imunossupressão.

Transplante de ilhotas pancreáticas humanas: revisão da literatura e implantação de um laboratório de isolamento de ilhotas pancreáticas / Human pancreatic islet transplantation: literature review and establishment of a pancreatic islet isolation laboratory

O diabetes melito tipo 1 (DM1) está associado ao desenvolvimento de complicações crônicas de elevada morbi-mortalidade em indivíduos jovens em idade produtiva. A terapia intensiva com insulina comprovadamente diminui o aparecimento das complicações crônicas da doença. Entretanto, essa terapia ainda está associada ao aumento da incidência de hipoglicemia. Em pacientes com “DM1 lábil”, os quais apresentam hipoglicemias graves sem sintomas de alerta, o transplante de ilhotas pancreáticas humanas é uma das melhores alternativas para restaurar a secreção de insulina e a percepção da hipoglicemia. Cerca de 80% dos pacientes que receberam transplante de ilhotas de mais de um doador, submetidos ao tratamento imunossupressor do protocolo de Edmonton, adquiriram independência de insulina após 1 ano do transplante. Porém, apenas 10% destes pacientes permaneceram livres de insulina após 5 anos. Entretanto, mesmo aqueles pacientes que necessitaram utilizar novamente insulina tiveram a normalização da homeostase glicêmica e da percepção da hipoglicemia, com prevenção da hipoglicemia grave. Sendo assim, o transplante de ilhotas é capaz de diminuir os níveis de glicose plasmática e HbA1c, reduzir a ocorrência de hipoglicemias graves e melhorar a qualidade de vida dos pacientes. O objetivo deste artigo foi fazer uma breve revisão da literatura sobre o isolamento e transplante de ilhotas pancreáticas humanas e relatar a implantação de um laboratório de isolamento de ilhotas humanas no Serviço de Endocrinologia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre.

Type 1 diabetes mellitus (DM1) is associated with chronic complications of high morbidity and mortality in young adults in a productive age. Insulin therapy has proved to reduce the chronic complications of diabetes. However, this therapy is still associated to an increased incidence of hypoglycemia. In patients with “brittle DM1”, who have severe hypoglycemia without any symptoms (hypoglycemia unawareness), the pancreatic islet transplantation is one of the best alternatives for restoring insulin secretion and hypoglycemia perception. About 80% of the patients who received islet transplantation from more than one donor, on immunosuppressive treatment with the Edmonton’s protocol, maintained insulin independence 1 year after transplantation. Nevertheless, only 10% of these patients remained free of insulin after 5 years post-transplantation. However, even those patients who returned to insulin treatment had a normalization of the glucose homeostasis and hypoglycemia perception. Therefore, islet transplantation is able to diminish plasmatic glucose and HbA1c levels, to reduce the occurrence of severe hypoglycemia, and to improve the quality of life of the patients. The purpose of this paper is to briefly review islet isolation and transplantation process, and report the establishing of a human islet isolation laboratory in the Endocrine Service at Hospital de Clínicas de Porto Alegre.

Uso de filtros de nylon: nueva técnica para aislamiento de islotes pancreáticos en un modelo de experimentación canino: estandarización de la técnica / Nylon filters: a new technique for the pancreas islet isolation in a canine research model: technical standardization

El trasplante de islotes de páncreas es un campo en desarrollo para el tratamiento de la Diabetes Mellitus. En la actualidad, la técnica de aislamiento es un proceso complejo que todavía tiene algunos problemas. Dos de los problemas que encontramos son el alto costo del procedimiento y la toxicidad celular por el uso de Ficoll durante la purificación de islotes pancreáticos de Langerhans. Hemos centrado nuestros esfuerzos en reducir el costo del procedimiento y la lesión celular mediante el uso de filtros de nylon como una alternativa al gradiente de Ficoll para mejorar los resultados de aislamiento de islotes en un modelo animal.

Pancreas islet transplantation is a developing field for the treatment of diabetes mellitus. Currently the isolation technique is a complex process that still has some problems to overcome. Two of the problems we addressed were the high cost of the procedure and the cellular toxicity derived from Ficoll use during purification of pancreatic islets of Langerhans during the isolation procedure. We focused our efforts in reducing both the cost of the procedure and cellular injury by using nylon filters as an alternative to Ficoll gradient purification and improving the outcome of islet isolation in a large animal model.

Isolamento de ilhotas pancreáticas e a alternativa de uso da frutose-1, 6-bisfosfato: [revisão] / Pancreatic islet isolation and the alternative use of fructose-1, 6-bisphosphate: [review]

Objetivos: revisar dados da literatura sobre isolamento de ilhotas pancreáticas para transplante e sobre as ações da frutose-1,6-bisfosfato. Fonte de dados: revisão de artigos publicados, a partir da pesquisa em bancos de dados nacionais e internacionais (SciELO, Lilacs, PubMed). Síntese dos dados: o transplante de ilhotas surge como uma alternativa para o tratamento do diabetes mellitus tipo 1. Entretanto, durante o processo de isolamento, há grande perda celular, principalmente na periferia da ilhota pancreática. As espécies reativas de oxigênio contribuem significativamente nesse processo, afetando a viabilidade das células para transplante. Vários esforços estão sendo feitos na tentativa de minimizar os danos causados pela liberação e produção destes compostos químicos. Conclusões: frente às importantes ações da frutose-1,6-bisfosfato descritas na literatura, seu emprego durante o processo de isolamento das ilhotas pancreáticas parece ser uma alternativa bastante atraente. O efeito da frutose-1,6-bisfosfato na redução da formação e liberação de radicais livres, assim como a sua ação citoprotetora, poderiam viabilizar um maior número de células, otimizando o processo de isolamento, além de auxiliar na enxertia, por diminuir a liberação de citocinas pró-inflamatórias.

Aims: To review the literature data about pancreatic islet isolation and fructose-1,6-bisphosfate. Source of data: Review of specific articles on the issue published in national and internacional databases (SciELO,Lilacs, PubMed). Summary of findings: Islets transplantation is an alternative for the treatment of type 1 diabetes mellitus. However, during the process of isolation, cell loss, mainly on the periphery of the pancreatic islet, ensues. Reactive oxygen species seem to contribute significantly in this process, affecting the viability of these cells. Various efforts are being made in an attempt to minimize the damage caused by the release and production of reactive oxygen species. Conclusions: Considering the important actions of fructose-1,6-bisphosphate which are described in the literature, its use in pancreatic islet isolation may represent an attractive alternative. The effect of fructose-1,6-bisphosphate in reducing the production and release of free radicals, as well as its role in cellular protection, could enable a greater number of viable cells, optimizing the isolation process, and also protecting the graft process, by reducing the release of proinflammatory cytokines.

IIhotas pancreáticas humanas viáveis para o transplante através do aumento da massa de células e do imunoisolamento com microcápsulas biocompatíveis / Obtention of human pancreatic islets for transplantation through an increase in cell mass and an immunoisolation with biocompatible microcapsules

O transplante de ilhotas pancreáticas humanas representa uma estratégia promissora para a cura do diabetes mellitus tipo 1 (DM1) mas a aplicação a todos os pacientes diabéticos ainda é impraticável devido à limitada disponibilidade de ilhotas ou células β e à necessidade de utilização de drogas imunossupressoras pelo paciente transplantado. O tratamento com imunossupressores após o transplante de ilhotas pode ser abolido quando se realiza o microencapsulamento das ilhotas pancreáticas. Neste trabalho investigou-se um novo biomaterial, Biodritina (alginato/sulfato de condroitina) adequado ao microencapsulamento que gelifica na presença de íons de cálcio ou bário. A biocompatibilidade das microcápsulas tem sido avaliada segundo o grau de pureza do alginato utilizado na sua confecção. Amostras de alginato comercial purificado foram analisadas, comprovando-se a presença de impurezas (polifenóis, endotoxinas, proteínas) em níveis elevados, que impedem sua aplicação clínica. Optou-se, portanto pela utilização do alginato comercial ultrapurificado nos experimentos descritos neste trabalho. Das formulações de biomateriais avaliadas, as microcápsulas de bário-Biodritina apresentaram o melhor desempenho em testes de estabilidade físico-química...