Terapia com células-tronco mesenquimais geneticamente modificadas para superexpressão de G6GSF e IGF-1 na doença de chagas crônica experimental / Therapy with genetically modified mesenchymal stem cells for overexpression of G6GSF and IGF-1 in experimental chronic chagasic disease

INTRODUÇÃO: A doença de Chagas é uma doença parasitária causada pelo Trypanosoma cruzi, a qual representa uma das principais causas de morbimortalidade na América Latina. As intervenções terapêuticas existentes não são totalmente eficazes, sendo o transplante cardíaco a única alternativa para os pacientes com cardiopatia chagásica crônica (CCC) grave. Neste sentido, a ausência de terapias capazes de atuar diretamente sobre os determinantes fisiopatológicos da doença torna necessária a identificação de novas abordagens terapêuticas. Estudos previamente realizados pelo nosso grupo mostraram que a utilização de célulastronco obtidas da medula óssea e de outras fontes teve efeitos benéficos no tratamento da CCC experimental. A possibilidade de potencializar os efeitos parácrinos das células-tronco através de modificação genética tem sido alvo de investigações científicas. OBJETIVO: Avaliar os efeitos da terapia com células-tronco mesenquimais (CTMs) da medula óssea, modificadas geneticamente para superexpressar o fator estimulador de colônias de granulócitos (hG-CSF) ou o fator de crescimento semelhante à insulina 1 (hIGF-1) em um modelo experimental de CCC. MATERIAL E MÉTODOS: Camundongos C57BL/6 foram infectados com 1000 tripomastigotas da cepa Colombiana de T. cruzi e, após seis meses de infecção, foram tratados com CTM, CTM-G-CSF, ou CTM-IGF-1. Grupos de animais não infectados ou infectados tratados com salina (veículo) foram utilizados como controles. Todos os animais foram eutanasiados sob anestesia após dois meses de tratamento para análises histopatológicas e morfométricas do coração ou músculo esquelético, bem como para avaliação da expressão de citocinas inflamatórias. RESULTADOS: As secções de corações de camundongos dos grupos tratados com CTM, CTM-GCSF ou CTM-IGF-1 apresentaram redução significativa do número de células inflamatórias e do percentual de fibrose em comparação aos animais chagásicos tratados com salina, sendo esta diferença mais evidente no grupo que foi tratado com células-tronco que superexpressam o G-CSF. Além disto, a terapia com CTM-G-CSF induziu a mobilização de células imunomoduladoras para o coração, tais como células supressoras de origem mielóide (MDSC) e células T regulatórias Foxp3+ que expressam IL-10. A avaliação da expressão gênica das citocinas inflamatórias no tecido cardíaco mostrou um aumento das citocinas inflamatórias em animais chagásicos crônicos quando comparados aos controles não infectados, sendo a maioria delas moduladas de forma significativa nos grupos que foram tratados com CTM ou CTM-G-CSF. Apesar da terapia utilizando CTM-IGF-1 não ter apresentado benefício adicional ao tecido cardíaco comparado ao grupo que foi tratado com CTM não modificadas, foi observado um efeito regenerativo desta terapia no músculo esquelético dos animais, resultando em um aumento de fibras musculares esqueléticas 60 dias após o tratamento. CONCLUSÃO: Nossos resultados demonstram que o tratamento com CTM da medula óssea que superexpressam hG-CSF ou hIGF-1 potencializou o efeito terapêutico das CTMs através de ações imunomoduladoras e pró-regenerativas no coração e músculo esquelético de camundongos cronicamente infectados por T. cruzi. Desse modo, a modificação genética de CTMs para superexpressão de fatores com potencial terapêutico representa uma estratégia promissora para o desenvolvimento de novas terapias para a cardiomiopatia chagásica crônica

INTRODUCTION: Chagas' disease is a parasitic disease caused by Trypanosoma cruzi, which is one of the main causes of cardiovascular morbidity and mortality in Latin America. Existing therapeutic interventions are not fully effective, and heart transplantation is the only alternative for patients with severe chronic Chagas' heart disease. In this sense, the absence of therapies capable of acting directly on the pathophysiological determinants of the disease demonstrates the necessity of identifying new therapeutic approaches. Studies previously conducted by our group demonstrated that the use of stem cells obtained from bone marrow and other sources had beneficial effects in the treatment of experimental chagas disease. Additionally, the possibility of enhancing stem cell paracrine effects through genetic modification has been the subject of scientific investigations. OBJECTIVE: To evaluate the effects of genetically modified mesenchymal stem cell therapy to overexpress granulocyte colony stimulating factor (hG-CSF) or insulin-like growth factor 1 (hIGF-1) in an experimental model of Chagas disease. MATERIAL AND METHODS: C57BL/6 mice were infected with 1000 trypomastigotes from the Colombian strain of T. cruzi and, after six months of infection, were treated with CTM, CTM-G-CSF, or CTM-IGF-1. Groups of uninfected or infected animals treated with saline (vehicle) were used as controls. All animals were euthanized under anesthesia after two months of treatment for histopathological and morphometric analysis of the heart or skeletal muscle, as well as for evaluation of inflammatory cytokine expression. RESULTS: Mouse heart sections from groups treated with CTM, CTM-GCSF or CTM-IGF-1 showed a significant reduction in the number of inflammatory cells and the percentage of fibrosis when compared to chagasic animals treated with saline.This difference was more evident in the group that was treated with stem cells overexpressing G-CSF. In addition, CTM-G-CSF therapy induced mobilization of immunomodulatory cells to the heart, including myeloid suppressor cells (MDSC) and Foxp3 + regulatory T cells expressing IL-10. Expression of inflammatory cytokine genes in cardiac tissue revealed an increase in inflammatory cytokines in chronic chagasic animals when compared to uninfected controls, where most cytokines were significantly modulated in groups treated with CTM or CTM-G-CSF. Although CTM-IGF-1 therapy demonstrated no additional benefit to cardiac tissue when compared to the group treated with unmodified CTM, a regenerative effect of this therapy was observed in chagasic mice skeletal muscle, resulting in an increase in skeletal muscle fibers 60 days after treatment. CONCLUSION: Our results demonstrate that bone marrow derived CTM treatment overexpressing hG-CSF or hIGF-1 enhanced the therapeutic effects of MSCs through immunomodulation and proregenerative actions in the heart and skeletal muscle of mice chronically infected wthT. cruzi. Thus, the genetic modification of CTMs for overexpression of factors with therapeutic potential represents a promising strategy for the development of new therapies for chronic chagasic cardiomyopathy

Tratamento com hrGH da baixa estatura induzida pelo uso crônico de glicocorticóide em crianças: [revisão] / hrGH treatment of glucocorticoid-induced short stature in children: [review]

O uso crônico de glicocorticóides no tratamento de doenças sistêmicas causa diminuição da velocidade de crescimento (VC), podendo acarretar perda estatural final. As interações entre o eixo adrenal e o eixo GH-sistema IGF têm sido descritas, podendo ocorrer em nível hipotalâmico-hipofisário e na regulação do sistema IGF, inclusive modulando o sinal do IGF-1R. Pode-se dizer que o quadro clínico deve ser considerado como estado de deficiência de Igf-1, absoluta e/ou funcional. As intervenções que possibilitam a normalização funcional do eixo GH-IGF poderiam reduzir a perda estatural destas crianças. Os estudos realizados em pacientes com artrite reumatóide juvenil em tratamento com corticóides mostraram aceleração da VC e diminuição da perda protéica com o uso de GH recombinante humano (hrGH). A aceleração da VC foi também descrita em pacientes sob corticoterapia crônica por causa da doença intestinal inflamatória ou do transplante renal após o uso de hrGH. A dose de hrGH guarda correlação positiva com a aceleração da VC e os resultados reforçam que esta deficiência funcional do eixo GH-IGF pode ser revertida com a administração de hrGH. O efeito do hrGH é restrito ao período de tratamento e depende do esquema de reposição do hrGH, do estado nutricional e das condições da doença de base.

The treatment of systemic diseases with glucocorticoids is often associated with decreased height velocity (HV), and can result in shorter final height. Interactions between adrenal and GH-IGF axis have been described and can occur at hypothalamic-pituitary level or at the regulation of IGF system, including the IGF1R signaling. The clinical state of these patients may be considered as an absolute and/or functional IGF-1 deficiency. Interventions aiming to restore the normal function of GH-IGF axis might reduce the glucocorticoids-induced growth suppression in these children. It has been shown that recombinant human GH (hrGH) induces an increase in HV and a decrease in protein loss in patients with juvenile idiopathic arthritis treated with glucocorticoids. Significant increment in HV was also described after hrGH treatment in children under glucocorticoid therapy due to inflammatory bowel disease or renal transplantation. There is a positive correlation between HV and the dose of hrGH. The results support that the IGF-1 deficiency in these children may be counteract by hrGH therapy. The effect of hrGH is observed only during the treatment period and depends on the replacement strategy, nutritional status and disease control.