Mesenchymal stem cells derived extracellular vesicles for COVID-19 treatment
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Data
2024-05-29
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Resumo
A Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), causada pelo SARS-CoV-2, é uma doença sistêmica caracterizada por uma inflamação maciça e um desequilíbrio do sistema imunológico. Apesar dos esforços globais, o acesso a vacinas e tratamentos antivirais continua desigual. Portanto, terapias complementares de múltiplos alvos facilitariam o manejo dos pacientes. As células-tronco mesenquimais (CTMs) são conhecidas pelo seu potencial imunomodulador através da liberação de proteínas e outras moléculas no espaço extracelular, seja como elementos solúveis ou transportados por vesículas extracelulares (VEs). As VEs surgiram como uma opção terapêutica devido às suas propriedades intrínsecas, como o diâmetro nanométrico, e o seu conteúdo heterogêneo, incluindo pequenas sequências não codificantes envolvidas na repressão ou degradação de genes pós-transcricionais, como os microRNAs. O principal objetivo deste doutorado foi avaliar se as VEs das CTMs poderiam desempenhar um papel terapêutico durante o desenvolvimento da COVID-19. Primeiramente, através de análise bioinformática, analisamos quatro conjuntos de dados de miRNA utilizando diferentes fontes de tecido de células-tronco (medula óssea, cordão umbilical e tecido adiposo) e cruzamos seu conteúdo. Cinquenta e oito miRNAs se sobrepuseram nos quatro conjuntos de dados de miRNA analisados. Sequencialmente, esses miRNAs presentes em pelo menos dois conjuntos de dados foram submetidos ao software miRWalk, que previu 258, 267 e 148 miRNAs direcionados ao 3'UTR de citocinas e quimiocinas, genes de morte celular e cascatas de coagulação, respectivamente. Sequencialmente, para validar os achados in silico, obtivemos CTMs de tecido adiposo humano e avaliamos in vitro o potencial antiinflamatório de suas VEs durante a infecção por SARS-CoV-2. As VEs das CTMs foram isoladas dos sobrenadantes de culturas celulares utilizando centrifugação diferencial seguida de cromatografia de exclusão por tamanho (SEC) e caracterizadas por citometria de fluxo, Análise de Rastreamento de Nanopartículas e imunoblotting. A microscopia confocal confirmou que as VEs das CTMs foram internalizadas pela linha celular alveolar, A549-hACE2, e se localizaram ao longo da via endocítica. Para determinar sua funcionalidade, as células A549-hACE2 foram infectadas com SARS-CoV-2 e tratadas com 3, 10, 30, 100 e 300 VEs das CTMs/célula por 24 horas, e os sobrenadantes das culturas celulares foram coletados. A análise multiplex de 30 VEs das CTMs/célula foi suficiente para alterar 32 de 48 mediadores imunológicos. Entre estes, MCP-1, IL-6 e IL8 foram confirmados por ELISA, resultando em uma redução dependente da dose. Além disso, a atividade antiviral das VEs das CTMs foi avaliada. Concentrações mais baixas (3, 10 e 30 VEs das CTMs/célula) não tiveram efeito na redução da replicação viral, embora concentrações mais altas (100 e 300 VEs/célula) mostraram reduções significativas.
Descrição
Tese (Doutorado)-Programa de Pós-Graduação em Biociências, Fundação Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre.
Palavras-chave
Células-Tronco Mesenquimais, Vesículas Extracelulares, COVID-19, [en] Mesenchymal Stem Cells, [en] Extracellular Vesicles, [en] COVID-19