[Structural and functional polarity of porcine hepatocyte cultured spheroids]. / Análisis de la polaridad estructural y funcional de estructuras tridimensionales (esferoides) de células hepáticas porcinas cultivadas in vitro.

Hepatocytes are epithelial cells that show a complex polarity in vivo. However, hepatocytes isolated and cultured in vitro normally lose both their differentiated properties and polarity. Culturing hepatocyte spheroids seems to be the accurate approach to maintain tissue level of organization. The structural and functionalpolarities of pig liver spheroids were analyzed in this work. Swine liver cells were isolated and cultured as spheroids. Their metabolic activity was proved through the metabolism of diazepam, ammonium and synthesis of albumin. Several structural features show the presence of polarity in the cells inside the spheroids. Reticular and collagen fibers, as well as Ck19(+) cells forming duct-like structures were found. _eta and _-catenins and pancadherins were positive in different regions of the spheroids, mainly in the outer cell layers, which have cuboidal epithelia features. The scanning electron microscopy showed a tightly compacted architecture, with smooth surface. The transmission electron microscopy analysis showed bile canaliculi with microvilli, tight junctions, zonula adherens and desmosome-like junctions. Well-maintained cellular organelles, as mitochondria, nucleus, nucleolus, peroxisomes, endoplasmic reticulum, were seen in the spheroids. A complex inner bile canaliculi network was shown by using a fluorescent bile acid analogue incorporated and excreted by the spheroids. Furthermore, excretion of a normal pattern of bile acids was demonstrated. The morphology and functionality of the spheroids may provide an appropriate model for applications where the maintenance of liver-specific functions is crucial, as a bioartificial liver device.

Análisis de la polaridad estructural y funcional de estructuras tridimensionales (esferoides) de células hepáticas porcinas cultivadas in vitro / Structural and functional polarity of porcine hepatocyte cultured spheroids

Los hepatocitos son células epiteliales polarizadas que, al ser aisladas y cultivadas, pierden la polaridad y las propiedades de célula diferenciada. El cultivo de células hepáticas como esferoides permite obtener estructuras con organización de tipo tisular. En este trabajo se analizó estructural y funcionalmente la polaridad de esferoides porcinos. Para ello, las células hepáticas porcinas fueron aisladas y cultivadas en agitación constante. La actividad metabólica de los esferoides fue probada mediante el metabolismo de diazepam y de amonio, así como con síntesis de albúmina. Sus características estructurales mostraron la polaridad de las células. Fueron observados paquetes de fibras de colágeno distribuidas irregularmente y fibras reticulares en formahomogénea en todo el volumen del esferoide. Se hallaron células Ck19+ formando estructuras tipo ducto biliar, así como también _ y _-cateninas y pan-cadherinas en diferentes zonas, especialmente en las laminas externas, con características de epitelio cuboidal. Por microscopía electrónica de barrido se observaron estructuras muy compactas con superficie lisa, y por microscopía electrónica de transmisión, canalículos biliares con microvellosidades, uniones tight, zonula adherens y desmosomas. Las organelas celulares como mitocondrias, núcleos, nucleolos, peroxisomas, retículo endoplásmico estaban bien conservadas. Una compleja red de canalículos biliares fue observada mediante la incorporación y excreción de un análogo de sal biliar fluorescente. El análisis de los ácidos biliares excretados mostró un patrón normal. La morfología y funcionalidad de los esferoides puede aportar un modelo apropiado para aplicaciones en las que es primordial mantener las funciones específicas del hígado, como un dispositivo de hígado bioartificial.

Hepatocytes are epithelial cells that show a complex polarity in vivo. However, hepatocytes isolated and cultured in vitro normally lose both their differentiated properties and polarity. Culturing hepatocyte spheroids seems to be the accurate approach to maintain tissue level of organization. The structural and functional polaritiesof pig liver spheroids were analyzed in this work. Swine liver cells were isolated and cultured as spheroids. Their metabolic activity was proved through the metabolism of diazepam, ammonium and synthesis of albumin. Several structural features show the presence of polarity in the cells inside the spheroids. Reticular and collagen fibers, as well as Ck19(+) cells forming duct-like structures were found. _eta and _-catenins and pancadherins were positive in different regions of the spheroids, mainly in the outer cell layers, which have cuboidal epithelia features. The scanning electron microscopy showed a tightly compacted architecture, with smooth surface. The transmission electron microscopy analysis showed bile canaliculi with microvilli, tight junctions, zonula adherens and desmosome-like junctions. Wellmaintained cellular organelles, as mitochondria, nucleus,nucleolus, peroxisomes, endoplasmic reticulum, were seen in the spheroids. A complex inner bile canaliculinetwork was shown by using a fluorescent bile acid analogue incorporated and excreted by the spheroids. Furthermore, excretion of a normal pattern of bile acids was demonstrated. The morphology and functionality of the spheroids may provide an appropriate model for applications where the maintenance of liver-specific functions is crucial, as a bioartificial liver device.

Análisis de la polaridad estructural y funcional de estructuras tridimensionales (esferoides) de células hepáticas porcinas cultivadas in vitro / Structural and functional polarity of porcine hepatocyte cultured spheroids

Los hepatocitos son células epiteliales polarizadas que, al ser aisladas y cultivadas, pierden la polaridad y las propiedades de célula diferenciada. El cultivo de células hepáticas como esferoides permite obtener estructuras con organización de tipo tisular. En este trabajo se analizó estructural y funcionalmente la polaridad de esferoides porcinos. Para ello, las células hepáticas porcinas fueron aisladas y cultivadas en agitación constante. La actividad metabólica de los esferoides fue probada mediante el metabolismo de diazepam y de amonio, así como con síntesis de albúmina. Sus características estructurales mostraron la polaridad de las células. Fueron observados paquetes de fibras de colágeno distribuidas irregularmente y fibras reticulares en formahomogénea en todo el volumen del esferoide. Se hallaron células Ck19+ formando estructuras tipo ducto biliar, así como también _ y _-cateninas y pan-cadherinas en diferentes zonas, especialmente en las laminas externas, con características de epitelio cuboidal. Por microscopía electrónica de barrido se observaron estructuras muy compactas con superficie lisa, y por microscopía electrónica de transmisión, canalículos biliares con microvellosidades, uniones tight, zonula adherens y desmosomas. Las organelas celulares como mitocondrias, núcleos, nucleolos, peroxisomas, retículo endoplásmico estaban bien conservadas. Una compleja red de canalículos biliares fue observada mediante la incorporación y excreción de un análogo de sal biliar fluorescente. El análisis de los ácidos biliares excretados mostró un patrón normal. La morfología y funcionalidad de los esferoides puede aportar un modelo apropiado para aplicaciones en las que es primordial mantener las funciones específicas del hígado, como un dispositivo de hígado bioartificial. (AU)

Hepatocytes are epithelial cells that show a complex polarity in vivo. However, hepatocytes isolated and cultured in vitro normally lose both their differentiated properties and polarity. Culturing hepatocyte spheroids seems to be the accurate approach to maintain tissue level of organization. The structural and functional polaritiesof pig liver spheroids were analyzed in this work. Swine liver cells were isolated and cultured as spheroids. Their metabolic activity was proved through the metabolism of diazepam, ammonium and synthesis of albumin. Several structural features show the presence of polarity in the cells inside the spheroids. Reticular and collagen fibers, as well as Ck19(+) cells forming duct-like structures were found. _eta and _-catenins and pancadherins were positive in different regions of the spheroids, mainly in the outer cell layers, which have cuboidal epithelia features. The scanning electron microscopy showed a tightly compacted architecture, with smooth surface. The transmission electron microscopy analysis showed bile canaliculi with microvilli, tight junctions, zonula adherens and desmosome-like junctions. Wellmaintained cellular organelles, as mitochondria, nucleus,nucleolus, peroxisomes, endoplasmic reticulum, were seen in the spheroids. A complex inner bile canaliculinetwork was shown by using a fluorescent bile acid analogue incorporated and excreted by the spheroids. Furthermore, excretion of a normal pattern of bile acids was demonstrated. The morphology and functionality of the spheroids may provide an appropriate model for applications where the maintenance of liver-specific functions is crucial, as a bioartificial liver device.(AU)

Análisis de la polaridad estructural y funcional de estructuras tridimensionales (esferoides) de células hepáticas porcinas cultivadas in vitro / Structural and functional polarity of porcine hepatocyte cultured spheroids

Los hepatocitos son células epiteliales polarizadas que, al ser aisladas y cultivadas, pierden la polaridad y las propiedades de célula diferenciada. El cultivo de células hepáticas como esferoides permite obtener estructuras con organización de tipo tisular. En este trabajo se analizó estructural y funcionalmente la polaridad de esferoides porcinos. Para ello, las células hepáticas porcinas fueron aisladas y cultivadas en agitación constante. La actividad metabólica de los esferoides fue probada mediante el metabolismo de diazepam y de amonio, así como con síntesis de albúmina. Sus características estructurales mostraron la polaridad de las células. Fueron observados paquetes de fibras de colágeno distribuidas irregularmente y fibras reticulares en formahomogénea en todo el volumen del esferoide. Se hallaron células Ck19+ formando estructuras tipo ducto biliar, así como también _ y _-cateninas y pan-cadherinas en diferentes zonas, especialmente en las laminas externas, con características de epitelio cuboidal. Por microscopía electrónica de barrido se observaron estructuras muy compactas con superficie lisa, y por microscopía electrónica de transmisión, canalículos biliares con microvellosidades, uniones tight, zonula adherens y desmosomas. Las organelas celulares como mitocondrias, núcleos, nucleolos, peroxisomas, retículo endoplásmico estaban bien conservadas. Una compleja red de canalículos biliares fue observada mediante la incorporación y excreción de un análogo de sal biliar fluorescente. El análisis de los ácidos biliares excretados mostró un patrón normal. La morfología y funcionalidad de los esferoides puede aportar un modelo apropiado para aplicaciones en las que es primordial mantener las funciones específicas del hígado, como un dispositivo de hígado bioartificial. (AU)

Hepatocytes are epithelial cells that show a complex polarity in vivo. However, hepatocytes isolated and cultured in vitro normally lose both their differentiated properties and polarity. Culturing hepatocyte spheroids seems to be the accurate approach to maintain tissue level of organization. The structural and functional polaritiesof pig liver spheroids were analyzed in this work. Swine liver cells were isolated and cultured as spheroids. Their metabolic activity was proved through the metabolism of diazepam, ammonium and synthesis of albumin. Several structural features show the presence of polarity in the cells inside the spheroids. Reticular and collagen fibers, as well as Ck19(+) cells forming duct-like structures were found. _eta and _-catenins and pancadherins were positive in different regions of the spheroids, mainly in the outer cell layers, which have cuboidal epithelia features. The scanning electron microscopy showed a tightly compacted architecture, with smooth surface. The transmission electron microscopy analysis showed bile canaliculi with microvilli, tight junctions, zonula adherens and desmosome-like junctions. Wellmaintained cellular organelles, as mitochondria, nucleus,nucleolus, peroxisomes, endoplasmic reticulum, were seen in the spheroids. A complex inner bile canaliculinetwork was shown by using a fluorescent bile acid analogue incorporated and excreted by the spheroids. Furthermore, excretion of a normal pattern of bile acids was demonstrated. The morphology and functionality of the spheroids may provide an appropriate model for applications where the maintenance of liver-specific functions is crucial, as a bioartificial liver device.(AU)

Mitochondrial nitric oxide synthase drives redox signals for proliferation and quiescence in rat liver development.

Mitochondrial nitric oxide synthase (mtNOS) is a fine regulator of oxygen uptake and reactive oxygen species that eventually modulates the activity of regulatory proteins and cell cycle progression. From this perspective, we examined liver mtNOS modulation and mitochondrial redox changes in developing rats from embryonic days 17-19 and postnatal day 2 (proliferating hepatocyte phenotype) through postnatal days 15-90 (quiescent phenotype). mtNOS expression and activity were almost undetectable in fetal liver, and progressively increased after birth by tenfold up to adult stage. NO-dependent mitochondrial hydrogen peroxide (H(2)O(2)) production and Mn-superoxide dismutase followed the developmental modulation of mtNOS and contributed to parallel variations of cytosolic H(2)O(2) concentration ([H(2)O(2)](ss)) and cell fluorescence. mtNOS-dependent [H(2)O(2)](ss) was a good predictor of extracellular signal-regulated kinase (ERK)/p38 activity ratio, cyclin D1, and tissue proliferation. At low 10(-11)-10(-12) M [H(2)O(2)](ss), proliferating phenotypes had high cyclin D1 and phospho-ERK1/2 and low phospho-p38 mitogen-activated protein kinase, while at 10(-9) M [H(2)O(2)](ss), quiescent phenotypes had the opposite pattern. Accordingly, leading postnatal day 2-isolated hepatocytes to embryo or adult redox conditions with H(2)O(2) or NO-H(2)O(2) scavengers, or with ERK inhibitor U0126, p38 inhibitor SB202190 or p38 activator anisomycin resulted in correlative changes of ERK/p38 activity ratio, cyclin D1 expression, and [(3)H] thymidine incorporation in the cells. Accordingly, p38 inhibitor SB202190 or N-acetyl-cysteine prevented H(2)O(2) inhibitory effects on proliferation. In conclusion, the results suggest that a synchronized increase of mtNOS and derived H(2)O(2) operate on hepatocyte signaling pathways to support the liver developmental transition from proliferation to quiescence.

Trypanosoma cruzi surface mucin TcMuc-e2 expressed on higher eukaryotic cells induces human T cell anergy, which is reversible.

Chagas' disease is a chronic, debilitating, multisystemic disorder that affects millions of people in Latin America. The protozoan parasite Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas' disease, has a large number of O-glycosylated Thr/Ser/Pro-rich mucin molecules on its surface (TcMuc). These mucins are the main acceptors of sialic acid and have been suggested to play a role on various host-parasite interactions, such as adhesion to macrophages, protection from complement lysis, and immunomodulation of the immune response mounted by the host. To observe the immunologic effect obtained by the heterologous expression of a TcMuc gene in higher eukaryotic cells exposed to xenogeneic lymphocytes, we developed a strategy based on the transfection of a known T. cruzi mucin gene (TcMuc-e2) into Vero cells. In contrast to the brisk proliferation and activation of human lymphocytes observed at 3, 4, and 5 days induced by normal Vero cells, neither proliferation nor significant activation of human lymphocytes was observed with TcMuc-e2-transfected Vero cells. This TcMuc-e2 mucin-induced suppression of T cell response can be reversed by the addition of exogenous IL-2. In addition it was demonstrated that the immunosuppressive reaction was not related to the induction of an important degree of apoptosis in human lymphocytes. Posttranslational modification are required for the inhibitory effect that TcMuc-e2 exerts when transfected to Vero cells. O-glycosylation and sialylation are required to obtain the immunomodulatory effect as assessed by O-sialoglycoprotease and neuraminidase treatments. These results are consistent with other studies showing that surface glycoconjugates from T. cruzi and mammalian cells can induce an inhibition of the immune response.

Células progenitoras hepáticas / Hepatic stem cells

La existencia de células progenitoras hepáticas ha sido discutida durante mucho tiempo, hasta que diversos estudios sobre la patogénesis de las enfermedades hepáticas, revelaron su existencia. Los hepatocitos que forman parte del parénquima muestran diferencias morfológicas, bioquímicas y funcionales, así como también en su capacidad de proliferación y en los patrones de expresión de genes. Los hepatocitos y las células ductales biliares tienen un origen embriológico común: las células endodérmicas multipotenciales, que migran y se diferencian por señales recibidas del mesénquima portal. La regeneración hepática se produce normalmente a través de la activación de células maduras. Cuando el daño hepático es demasiado extenso, se produce la activación de células progenitoras ubicadas en el canal de Hering, que dan origen a las células ovales. Hay marcadores antigénicos específicos de estas células, y otros compartidos con células fetales. Existen en el hombre células con características similares a las ovales descriptas en roedores. Una nueva dimensión en este tema, es el hallazgo de la obtención de células hepáticas a partir de células progenitoras de médula ósea. En este sentido, fueron realizados diversos trabajos con modelos animales y también en el hombre. Estos trabajos, así como otros referidos a obtención de otros tipos celulares a partir de médula ósea, indicarían que las células hematopoyéticas podrían ser células itinerantes, capaces de sufrir una diferenciación específica de tejido. El proceso de activación de células progenitoras para generar nuevos hepatocitos y células ductulares biliares, tiene fundamental importancia en temas relacionados con la patofisiología del hígado, como el cáncer y la reparación del parénquima hepático masivamente destruído.

Células progenitoras hepáticas / Hepatic stem cells

La existencia de células progenitoras hepáticas ha sido discutida durante mucho tiempo, hasta que diversos estudios sobre la patogénesis de las enfermedades hepáticas, revelaron su existencia. Los hepatocitos que forman parte del parénquima muestran diferencias morfológicas, bioquímicas y funcionales, así como también en su capacidad de proliferación y en los patrones de expresión de genes. Los hepatocitos y las células ductales biliares tienen un origen embriológico común: las células endodérmicas multipotenciales, que migran y se diferencian por señales recibidas del mesénquima portal. La regeneración hepática se produce normalmente a través de la activación de células maduras. Cuando el daño hepático es demasiado extenso, se produce la activación de células progenitoras ubicadas en el canal de Hering, que dan origen a las células ovales. Hay marcadores antigénicos específicos de estas células, y otros compartidos con células fetales. Existen en el hombre células con características similares a las ovales descriptas en roedores. Una nueva dimensión en este tema, es el hallazgo de la obtención de células hepáticas a partir de células progenitoras de médula ósea. En este sentido, fueron realizados diversos trabajos con modelos animales y también en el hombre. Estos trabajos, así como otros referidos a obtención de otros tipos celulares a partir de médula ósea, indicarían que las células hematopoyéticas podrían ser células itinerantes, capaces de sufrir una diferenciación específica de tejido. El proceso de activación de células progenitoras para generar nuevos hepatocitos y células ductulares biliares, tiene fundamental importancia en temas relacionados con la patofisiología del hígado, como el cáncer y la reparación del parénquima hepático masivamente destruído. (AU)