Effects of ionizing radiation on proteins in lyophilized or frozen demineralized human bone / Efeitos da radiação ionizante nas proteínas presentes em ossos humanos desmineralizados, liofilizados ou congelados

OBJECTIVE: The aim was to study the effects of application of ionizing radiation (gamma and electrons) as sterilizing agents at doses of 15 kGy, 25 kGy and 50 kGy, on lyophilized or frozen demineralized bone tissue for use in transplants. METHODS: Five human femoral diaphyses from different donors of musculoskeletal tissue were demineralized and preserved as lyophilized or frozen at -80 °C. The samples were divided into two groups: non-irradiated (control) and irradiated by means of gamma rays or an electron beam. The bone proteins were extracted and used to determine the concentrations of total protein and BMP 2 and 7. RESULTS: Decreases in total protein and BMP 2 and 7 concentrations were observed. The decreases in total protein concentrations, in comparison with the respective control groups, were significant in the lyophilized and frozen samples that were irradiated at a dose of 50 kGy of gamma radiation and electron beam, with reductions of more than 30%. Significant decreases in the levels of BMP 2 and 7 were also observed at higher doses and especially through use of the electron beam. CONCLUSION: The reductions in the concentrations of total proteins and osteoinductive proteins (BMP 2 and 7) were related to the radiation dose, i.e. they increased with higher doses of ionizing radiation type and the type of bone preservation. The largest reductions in concentrations were observed in the bones irradiated by means of an electron beam and at a dose of 50 kGy. However, this type of radiation and this high dose are not usual practices for sterilization of bone tissue.

OBJETIVO: Estudar os efeitos da aplicação das radiações ionizantes (gama e elétrons) como agentes esterilizantes, nas doses de 15 kGy, 25 kGy e 50 kGy, nos tecidos ósseos desmineralizados congelados e liofilizados para uso em transplantes. MÉTODOS: Cinco diáfises femorais humanas de doadores distintos de tecidos musculoesqueléticos foram desmineralizadas e preservadas como liofilizadas ou congeladas a -80 °C. As amostras foram divididas em grupos não irradiados (controle) e irradiados por raios gama ou feixe de elétrons. As proteínas ósseas foram extraídas e dosadas as concentrações de proteínas totais, BMP 2 e 7. RESULTADOS: Foi observada diminuição das concentrações de proteínas totais e BMP 2 e 7. A diminuição das concentrações de proteínas totais, quando comparada com o respectivo controle, foi significativa nos grupos de amostras liofilizadas e congeladas e irradiadas na dose de 50 kGy por radiação gama e feixe de elétrons com redução superiores a 30%. A diminuição significativa nas concentrações das BMP 2 e 7 também foi observada nas maiores doses e principalmente por feixe de elétrons. CONCLUSÃO: As reduções nas concentrações das proteínas totais e em proteínas osteoindutoras (BMP 2 e 7) foram relacionadas à dose de radiação, ou seja, aumentam com maiores doses, tipo de radiação ionizante e ao tipo de preservação dos ossos. As maiores reduções das concentrações foram observadas nos ossos irradiados por feixe de elétrons e na dose de 50 kGy. Porém esse tipo de radiação e essa alta dose não são práticas usuais para a esterilização dos tecidos ósseos.

Evaluation of in vitro biological properties of Senna occidentalis (L) Link / Avaliação in vitro de propriedades biológicas de Senna occidentalis (L) Link

Senna species have been widely used by American, African and Indian ethic groups mainly in the treatment of feebleness, constipation, liver disorders and skin infections. Senna occidentalis (L.) Link is a perennial shrub native to South America and indigenous to tropical regions throughout the world. Current study evaluated the antimicrobial activity of aqueous and hydroalcoholic extracts from S. occidentalis prepared from different parts of the plant. Antimicrobial activity was assessed against standard pharmaceutical microorganisms by spectrophotometry and microdilution technique. Escherichia coli was sensitive only to compounds extracted from seeds which may be proteinaceous. A broader antimicrobial spectrum was demonstrated by the hydroalcoholic extract of seeds, mostly against Pseudomonas aeruginosa. The in vitro toxicity using mouse fibroblasts indicated that the extract might be a biocompatible ingredient for topical formulations, while the hydroalcoholic extract of aerial parts demonstrated to be potentially cytotoxic.

Espécies de Senna são amplamente utilizadas por tribos americanas, africanas e indianas, principalmente para tratar a fraqueza, a constipação, as desordens do fígado e também em preparações tópicas para infecções de pele. A Senna occidentalis (L.) Link é um arbusto perene nativo da América do Sul encontrado em regiões tropicais. Este trabalho avaliou a atividade antimicrobiana de extratos aquosos e hidroalcoólicos de diferentes partes da planta. A atividade antimicrobiana foi estabelecida frente aos microrganismos padrões farmacêuticos por espectrofotometria e técnica de microdiluição. A Escherichia coli apresentou sensibilidade apenas a componentes extraídos das sementes, os quais podem ser de natureza proteica. O espectro mais amplo de atividade antimicrobiana foi obtido com o extrato hidroalcoólico das sementes, principalmente contra Pseudomonas aeruginosa. A toxicidade in vitro utilizando fibroblastos de camundongo indicou que este extrato pode ser um ingrediente biocompatível para formulações de uso tópico. Já o extrato hidroalcoólico de partes aéreas demonstrou ser potencialmente citotóxico.

Estabelecimento de protocolo de glicerolação de membranas amnióticas para uso como curativo biológico / Establishing protocol glicerolação of amniotic membranes for use as a biological dressing

Introdução: Pesquisadores têm procurado explorar várias alternativas terapêuticas (substitutos dérmicos), biológicas ou sintéticas, capazes de assegurar condições ideais ao leito da ferida que favoreça o processo de cicatrização. Uma opção de substituto dérmico menos oneroso é o uso de membranas amnióticas. Os curativos constituídos de âmnion formam uma barreira protetora contra as bactérias ambientais, aceleram a reepitelização das lesões e diminuem a dor local. Objetivo: Estabelecer protocolo de processamento de membranas amnióticas em altas concentrações de glicerol. Método: Foram obtidas três amostras de membranas amnióticas, que preenchiam os critérios de inclusão e que a gestantes concordaram em ceder o material para pesquisa. Resultados: Os exames de cultura do material no momento da captação demonstraram ausência de crescimento bacteriano ou de fungos. As sorologias das pacientes foram todas negativas. Conclusão: Neste trabalho, buscamos estabelecer um protocolo de conservação de membranas amnióticas baseado na glicerolação, pois se trata de um método de baixo custo, relativamente simples e de fácil estocagem do material. Este método apresenta como desvantagem a sua alta toxicidade celular, resultando em destruição das células do tecido, porém preserva a integridade estrutural tecidual, conforme demonstrado nos resultados macroscópicos e microscópicos obtidos neste estudo.

Introduction: Researchers have attempted to explore various alternative therapies (dermal substitutes), biological or synthetic, capable of providing ideal conditions to the wound bed to promote the healing process. An option of dermal substitute less costly is the use of amniotic membranes. Dressings consist of amnion forms a protective barrier against environmental bacteria, accelerate reepithelialization of lesions and reduce local pain. Objective: To establish protocol processing of membranes in high concentrations of glycerol. Methods: Three samples were obtained from amniotic membranes who met the inclusion criteria and that the women agreed to donate the material for research. Results: The examinations of material culture at the time of capture showed no bacterial or fungal growth. The serology of the patients was all negative. Conclusion: In this study, we establish a protocol for the conservation of membranes based on glycerol because it is a low-cost, relatively simple and easy storage of the material. This method presents the disadvantage of its high cell toxicity, resulting in destruction of tissue cells, but preserves the structural integrity of tissue as shown in the microscopic and macroscopic results of this study.

Avaliação da expressão de microRNAs em linhagens celulares de carcinoma epidermoide de cabeça e pescoço e em cultura primária de queratinócitos orais / Evaluation of microRNA expression in head and neck squamous cell carcinoma cell lines and in primary culture of oral keratinocytes

Objective: Functional in vitro studies are fundamental to understand the role of microRNAs, small non coding RNA molecules that function as post-transcriptional regulators, in cancer. The objective of this study was to determine the applicability of head and neck squamous cell carcinoma cell lines and human oral keratinocytes as models for functional studies on microRNAs previously identified as deregulated in head and neck squamous cell carcinomas. Methods: The expression level of four microRNAs was assessed in cell lines and in primary cultures of oral keratinocytes using specific real-time polymerase chain reactions. The identity of oral squamous cell carcinoma cell lines was confirmed by means of STR (short tandem repeats) profiling. The possible impact of feeder-layer gene expression in global microRNA expression results from keratinocyte primary culture was also evaluated. Results: Significant differences in microRNA gene expression were observed among squamous cell carcinoma cell lines, particularly among cells lines from distinct subsites, as well as between primary culture of human keratinocytes and immortalized keratinocyte cell lines. Conclusions: Primary cultures of human keratinocytes and diverse tumor cell lines are relatively easy to obtain. However, each cell model possesses a characteristic phenotype; whereas one may be useful for a specific study, it may be inappropriate for another. Therefore, it is imperative that suitable cell lines are cautiously selected for functional studies in cancer.

Objetivo: Estudos funcionais in vitro são essenciais para a compreensão do papel de microRNAs, pequenas moléculas de RNA que desempenham papel importante na regulação gênica, no câncer. Neste estudo, analisamos a viabilidade de linhagens celulares derivadas de carcinoma epidermoide de cabeça e pescoço, queratinócitos orais provenientes de culturas primárias e queratinócitos imortalizados, como modelos para estudos funcionais de microRNAs previamente identificados como desregulados nesse tipo de carcinoma. Métodos: Avaliamos a expressão de quatro microRNAs em linhagens celulares e em cultura primária de queratinócitos orais por meio de reações em cadeia da polimerase em tempo real específica. As linhagens celulares de carcinoma epidermoide de boca foram previamente caracterizadas quanto ao seu perfil de sequências de DNA do tipo STR (do inglês short tandem repeats ou repetições curtas em sequência) com o objetivo de confirmar a identidade da linhagem. Avaliamos ainda a possível influência da expressão gênica detectada na camada de sustentação usada no cultivo de queratinócitos no resultado global obtido. Resultados: Nossos resultados apontam diferenças significativas na expressão dos microRNAs entre linhagens celulares passíveis de serem utilizadas como modelos para estudos funcionais em carcinoma epidermoide de cabeça e pescoço. Ressaltam-se diferenças entre linhagens de carcinoma de língua e de faringe, bem como diferenças expressivas entre a linhagem de queratinócitos orais imortalizados e queratinócitos orais normais provenientes de culturas primárias. Conclusão: Culturas primárias de queratinócitos orais bem como linhagens tumorais são obtidas de forma relativamente simples. Entretanto, cada modelo celular possui características particulares que os tornam mais ou menos adequados para um determinado estudo. Conclui-se que a seleção cuidadosa das linhagens é fundamental para estudos funcionais sobre câncer.

Role of keratinocytes in wound contraction: an impact assessment using a model of collagen matrix populated with fibroblasts / Papel do queratinócito na contração da ferida: avaliação de impacto usando um modelo de matriz de colágeno povoada por fibroblastos

BACKGROUND: The possible participation of keratinocytes in wound remodeling has been widely studied. This study investigated the impact of keratinocytes in wound contraction. METHODS: Murine type I collagen gels populated by human fibroblasts and seeded with human keratinocytes on the surface to form a dermo-epidermal equivalent were used as the study group. Collagen gels populated by only fibroblasts were used as the control group. The criteria for the preparation and storage of gels were similar for both groups. RESULTS: An evident and statistically significant increase in gel contraction was observed in samples populated by keratinocytes compared to the control group. CONCLUSIONS: These results suggest that keratinocytes not only modulate fibroblast proliferation but also play an active role in wound contraction per se. Further research on the mechanisms involved in the communication pathways between cells and between cells and the matrix shall be assessed from the perspective of keratinocyte participation in wound healing and pathologic scarring.

INTRODUÇÃO: A eventual participação de queratinócitos na remodelagem da ferida tem sido estudada há muito tempo. Este trabalho investigou o impacto dos queratinócitos na contração da ferida. MÉTODO: Foi utilizado gel de colágeno tipo I murino povoado por fibroblastos humanos com queratinócitos humanos semeado na superfície (grupo estudo), formando um equivalente dermoepidérmico. Géis de colágeno povoado apenas por fibroblastos foram utilizados como grupo controle. Os critérios de confecção e armazenagem dos géis foram iguais para ambos os grupos. RESULTADOS: Houve aumento evidente e estatisticamente significante na contração de gel das amostras povoadas por queratinócitos, em comparação ao grupo controle. CONCLUSÕES: Esses resultados sugerem que os queratinócitos não só podem modular a proliferação de fibroblastos, mas também, por si só, desempenhar papel ativo na contração da ferida. Novas investigações sobre mecanismos envolvidos nas vias de comunicação entre células e entre célula e matriz devem ser avaliadas sob o ponto de vista de participação dos queratinócitos na cicatrização de feridas e formação de cicatrizes patológicas.

Replacement of fetal calf serum by human serum as supplementation for human fibroblast culture / Substituição de soro bovino fetal por soro humano como suplemento para cultura de fibroblastos humanos

INTRODUCTION: Fetal calf serum (FCS) is commonly used as a supplement in the culture medium for fibroblast cells. This supplementation is far from ideal as sample quality varies from batch to batch and the composition of FCS is not completely known. In addition, FCS may be contaminated with viruses and/or prions and may also cause adverse immunologic responses in humans. Due to these facts, a worldwide effort is being made to find alternatives for xenobiotic elements in cell cultures. Human serum could be a safer alternative, especially for clinical application. METHODS: We investigated human serum as a substitute for FCS in human fibroblast culture. Fresh human serum was obtained from 10 healthy volunteers. Fibroblasts were cultivated in multiwell plates containing either Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) plus 10 percent FCS (D10) or DMEM plus 10 percent human serum (D10H). Cell counts were obtained between 24 and 264 hours of cultivation; results were expressed as the mean number of cells ± standard error of the mean to create cell proliferation curves. RESULTS: There was no statistical difference in fibroblast proliferation between the two groups. Human serum supported human fibroblast growth and proliferation, suggesting that it may be a potential substitute for FCS in human cell culture. Cells cultivated with human serum presented a different morphology, appearing smaller and more rounded as compared to cells cultivated in D10. CONCLUSIONS: These results demonstrate that human serum can be substituted for FCS in human fibroblasts culture and that fibroblasts cultivated in the presence of human serum have a morphology that is similar to in vivo fibroblasts.

INTRODUÇÃO: Soro bovino fetal (SBF) é comumente usado como suplemento no meio de cultura para cultivar fibroblastos. Essa forma de suplementação, porém, não é ideal, pois a qualidade das amostras de SBF é variada e sua composição não é completamente conhecida. Além disso, o SBF pode apresentar contaminação por vírus e príons ou causar complicações imunológicas. Assim, a comunidade científica tem buscado alternativas ao uso de elementos xenobióticos em cultura celular. O soro humano pode ser uma dessas alternativas, principalmente para aplicação clínica. MÉTODO: Soro humano, obtido de sangue de 10 voluntários saudáveis submetidos a avaliação sorológica prévia, foi testado como substituto do SBF em cultura de fibroblastos humanos. As células foram cultivadas em placas multipoços, contendo Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) mais 10 por cento de SBF (D10) ou DMEM mais 10 por cento de sroro humano (D10H). Entre 24 e 264 horas de exposição aos meios testados, as células foram contadas e os resultados foram expressos em média ± erro padrão da média, para obtenção de curvas de proliferação celular. RESULTADOS: Não houve diferença estatística entre os grupos de proliferação. Fibroblastos na presença de soro humano aparentavam ser menores e mais arredondados em comparação àqueles mantidos em D10. CONCLUSÕES: Os resultados permitem inferir que o soro humano pode substituir o SBF em cultura de fibroblastos e que fibroblastos cultivados em meio suplementado por soro humano apresentam morfologia mais semelhante àqueles in vivo.

Ultrastructural evaluation of human keratinocyte growth and differentiation on a fibrin substrate / Avaliação ultraestrutural do crescimento e da diferenciação de queratinócitos sobre um substrato de fibrina

PURPOSE: In order to circumvent several difficulties that have been met in the routine use of the in vitro keratinocyte cultures using the standard procedure described by Rheinwald and Green, and obtain a more resilient and the least possible immunogeneic skin substitute for a future clinical application, this work studied a new keratinocyte culture system, which envisages the utilization of a fibrin substrate in association with high densities of human keratinocytes. METHODS: Through light and transmission electron microscopy and immunohistochemical assays, long-term proliferative and differentiative characteristics of keratinocytes cultured onto a fibrin gel under immerse and air-liquid interface culture conditions were evaluated. RESULTS: Despite the absence of a dermal substitute, the results demonstrated that the proposed composite was constituted of a transparent and elastic fibrin film covered by a well-attached, multistratified epithelium with morphological characteristics that resemble human epidermis, including the neoformation, albeit incomplete, of the basement membrane. CONCLUSIONS: Increased mechanical resistance due to the presence of an easy handling substrate, the delivery of nonclonfluent keratinocytes as well as the removal of animal-derived cells from the culture system suggest its potential use for future transplantation purposes.

OBJETIVO: Com o intuito de contornar diversas dificuldades encontradas no uso rotineiro de queratinócitos cultivados in vitro pela técnica descrita por Rheinwald e Green, e obter um substituto cutâneo mais resistente e o menos imunogênico possível para futuras aplicações clínicas, este trabalho avaliou um novo sistema de cultura de queratinócitos que prevê a utilização de um substrato de fibrina em associação com queratinócitos humanos em alta densidade. MÉTODOS: Através de microscopia óptica e eletrônica e análise imunohistoquímica, foram avaliadas as características proliferativas e de diferenciação em longo prazo de queratinócitos cultivados em condição imersa e na interface ar-líquido. RESULTADOS: Apesar da ausência de um substituto dérmico, foi demonstrado que o composto proposto constituiu-se de um substrato de fibrina transparente e elástico coberto por epitélio multi-estratificado, bem aderido, com características morfológicas semelhantes à epiderme humana, incluindo a neo-formação, embora incompleta, da membrana basal. CONCLUSÕES: A maior resistência mecânica com a presença de um substrato de fácil manuseio, a possível liberação de queratinócitos não-confluentes, e a remoção de células com origem animal dos sistemas de cultura sugerem que o composto proposto neste estudo apresenta grande potencial para uso clínico futuro.

Estabelecimento de protocolo de glicerolização de membranas amnióticas para uso como curativo biológico / Establishment of amniotic membranes glycerolization protocol for use as biological dressing

Introdução: Pesquisadores têm procurado explorar várias alternativas terapêuticas, biológicas ou sintéticas, capazes de assegurar condições ideais ao leito da ferida, que favoreçam o processo de cicatrização. Uma opção menos onerosa é o uso de membranas amnióticas. Os curativos constituídos de âmnion formam uma barreira protetora contra as bactérias ambientais, aceleram a reepitelização das lesões e diminuem a dor local. Objetivo: O objetivo deste trabalho foi estabelecer protocolo de processamento de membranas amnióticas em altas concentrações de glicerol. Método: Foram obtidas 3 amostras de membranas amnióticas, que preenchiam os critérios de inclusão e que as gestantes concordaram em ceder o material para pesquisa. Resultados: Os exames de cultura do material no momento da captação mostravam ausência de crescimento bacteriano ou de fungos. As sorologias das pacientes eram todas negativas. Conclusão: Nesse trabalho, buscamos estabelecer um protocolo de conservação de membranas amnióticas baseado na glicerolização, pois se trata de um método de baixo custo, relativamente simples e de fácil estocagem do material. Apresenta como desvantagem a sua alta toxicidade celular, resultando em destruição das células do tecido, porém preserva a integridade estrutural tecidual, conforme demonstrado em nossos resultados macroscópicos e microscópicos.

Background: Researchers have attempted to explore various alternative therapies, biological or synthetic, capable of providing ideal conditions to the wound bed to promote the healing process. An option less costly is the use of amniotic membranes. Dressings consist of amnion forms a protective barrier against environmental bacteria, accelerate reepithelialization of lesions and reduce local pain. Objective: The aim of this study was to establish protocol processing of membranes in high concentrations of glycerol. Methods: Three samples were obtained from amniotic membranes who met the inclusion criteria and that the pregnant agreed to donate the material for research. Results: The examinations of material culture at the time of capture showed no bacterial or fungal growth. The serology of the patients was all negative. Conclusion: In this paper, we established a protocol for the conservation of membranes based on glycerol because it is a low-cost, relatively simple and easy storage of the material. Presents the disadvantage of its high cell toxicity, resulting in destruction of tissue cells, but preserves the structural integrity of tissue as shown in our results the microscopic and macroscopic.