Hybrid device of PVA/collagen hyaluronic acid cultured with mesenchymal stem cell for dermal regeneration

Orientadores: José Angelo Camilli, Eliana Aparecida de Rezende DuekTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Neste estudo, obteve-se um equivalente cutâneo composto por membrana de poli(álcool vinifico) (PVA) contendo nanopartículas de prata (AgNPs) e um arcabouço de colágeno-ácido hialurônico (col-AH) cultivado com células-tronco mesenquimais de tecido adiposo (ASC). O material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), micro-CT, ensaio microbiológico, citocompatibilidade com as ASC e liberação de Ag+ no meio de cultivo por espectrometria de emissão óptica com fonte de plasma (ICP-OES). Além disso, também foi analisado o potencial imunomodulatório das ASC cultivadas no col-AH sobre os macrófagos e a relação dessa imunomodulação sobre a expressão gênica de marcadores fibróticos pelos fibroblastos. A imunomodulação foi analisada por citometria de fluxo. A produção de citocinas inflamatórias e anti-inflamatórias foi analisada pelo Imunoensaio Multiplex. Foi demonstrado que o material apresenta poros e que uma pequena concentração de Ag+ é liberada do PVA. A presença das AgNPs não interferiu no crescimento das ASC. As ASC modularam a resposta dos macrófagos a um fenótipo anti-inflamatório por aumentarem a expressão de CD206, além de reduzirem também a quantidade de macrófagos M1(CD86+CD206-). O arcabouço de col-AH aumentou a modulação pelas ASC. O dispositivo desenvolvido é apropriado como substituto cutâneo, pois evita perda de água e infecção por microrganismos, além de modular a resposta dos macrófagos para M2. O sistema de co-cultura tridimensional (3D) desenvolvido, permite maiores estudos a respeito da modulação das mesenquimais sobre os macrófagos, em ambiente in vitro de forma mais semelhante ao in vivoAbstract: In this study, a cutaneous equivalent composed of poly (vinyl alcohol) (PVA) membrane containing silver nanoparticles (AgNPs) and a collagen-hyaluronic acid scaffold (col-HA) cultured with adipose derived mesenchymal stem cells (ASC). The material was characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), micro-CT, microbiological assay, cytocompatibility with ASCs and release of Ag+ into the culture medium by optical emission spectrometry with plasma source (ICP-OES). Additionally, it was analyzed the potential immunomodulatory effects of ASCs cultured in col-HA in macrophages response and the correlation of such immunomodulation on fibroblasts gene expression. Flow cytometry was performed to analyze immunomodulation. The production of inflammatory and anti-inflammatory cytokines was analyzed by Multiplex Imunoassay. It was shown by SEM and Confocal Microscopy that both PVA and collagen had porous structure and PVA had a slight release of Ag+. Such release did not interfere in the ASC growth. The ASC modulated the macrophages response into an anti-inflammatory phenotype due to the increased CD206 expression, as well as reduced type M1 macrophages (CD86+ CD206-). The col-HA scaffold increased the ASC modulation. The developed device is suitable as a cutaneous substitute, since it avoids loss of water and microorganisms infection, and also modulates macrophages response to type M2. The three-dimensional (3D) co-culture system here developed open news insights for further studies directed to the in vitro modulation of mesenchymal cells over macrophages response, mimicking a similar environment with in vivo featuresDoutoradoBiologia CelularDoutora em Biologia Celular e Estrutural140823/2015-8CNP