Conceitos básicos de biologia celular e molecular envolvidos na adesão de células durante a formação do esferoide tecidual e organoides, métodos de biofabricação de tecidos utilizados na engenharia tecidual.

1. CULTIVO CELULAR
EM 3D
A biologia celular e molecular envolvida no cultivo 3D

2. Conceitos básicos de biologia celular
Interações celulares - presentes em diferentes
momentos da embriogênese e ocupam importantes
funções em órgãos e tecidos.
Foram descritas pela primeira vez em meados da
década de 40, embora pouco se soubesse sobre as
proteínas e as interações envolvidas.
● Interações celulares
● Matriz extracelular
● Esferoide
● Organoide
● Produção e Análise

3. Proteínas de adesão - Caderinas
● E-caderina, expressa em diferentes epitélios.
● N-caderina, expressa na ectoderme neural e nas células
do músculo cardíaco.
● P-caderina, expressa em trofoblastos e pulmão.
● M-caderina, encontrada em mioblastos e músculo
esquelético.
● R-caderina, encontrada nas células da glia.
Esse complexo de proteínas que liga actina a caderina
desempenham papéis importantes, não só ligando actina, mas
também regulam a interação e controlam a adesividade
extracelular. Essa associação é também importante para
morfogênese celular, estabilidade celular e polaridade.

4. As caderinas controlam...
● A organização seletiva das células, durante o
desenvolvimento,
● A segregação celular: migração e ou a
separação das células
Células que expressam altos níveis se agrupam e
se separam das células que expressam baixos
níveis de caderina.

5. Junções Celulares
As junções celulares são ligações físicas que respondem pela
adesão do tipo célula-célula e fornecem estabilidade e polaridade
celular. - Nas simulações podemos inferir essa força física nos
parâmetros de contato.
● Junções de Oclusão, que selam os espaços entre as
células do epitélio, tornando-o uma barreira impermeável
ou seletivamente permeável.
● Junções de Ancoragem (zona de adesão e
desmossomos), que transmitem o estresse e estão
imbricadas aos filamentos do citoesqueleto.
● Junções Comunicantes, que criam passagens ligando
citoplasmas de células adjacentes.

7. Matriz extracelular
● O microambiente celular - denominado matriz
extracelular - é formado por uma grande variedade
de macromoléculas.
● São secretadas por células em proporções
variáveis, dando origem a uma rede bem
organizada.
Moléculas presentes:
● Proteínas multiadesivas;
● Proteínas estruturais fibrosas;
● Proteoglicanos/glicosaminoglicano.

8. Matriz extracelular intersticial
● É considerada matriz intersticial toda a parte
mais abundante da matriz extracelular (MEC) e,
como o próprio nome já diz, encontra-se no
interstício (entre duas partes).
Funções:
● Atuam como componentes estruturais que dão
suporte às células que compõem esse
microambiente,
● Armazenam os produtos sintetizados por eles
como fatores solúveis, moléculas
biologicamente ativas como proteinases,
citocinas e fatores de crescimento.

9. Matriz extracelular
Composição
● Proteínas fibrosas (p ex.: colágenos e elastina);
● Proteínas multiadesivas (p ex.: fibronectina);
● Proteoglicanos
● Glicosaminoglicanos.
Os fibroblastos são as principais células que compõem a
matriz extracelular.
● Responsáveis por sintetizar, organizar e degradar os
componentes dos elementos fibrosos da MEC
Integrinas
● comunicação célula-matriz extracelular

10. Interação célula-matriz

11. Métodos de cultivo celular

12. Diferenças entre os métodos

13. Micro-moldes para a produção de esferoides

15. Coleta dos esferoides

16. Formas complexas de micro-moldes

17. Agregados x Esferoides x Organoides
An organoid is a “organoid’ as a 3D structure derived from either PSCs (ESCs/iPSC), neonatal tissue
stem cells or AdSCs/adult progenitors, in which cells spontaneously self-organize into properly
differentiated functional cell types and progenitors, and which resemble their in vivo counterpart and
recapitulate at least some function of the organ.

18. Produção de esferoides e organoides

19. Produto terapêutico: esferoides gerados a partir de
condrócitos (condroesferas)
Hypoxia enhances chondrogenic differentiation of
mesenchymal stem cells (MSCs).
Condrosferas ~ 1mm

20. Conceitos básicos de biologia celular
Interações celulares - presentes em diferentes
momentos da embriogênese e ocupam importantes
funções em órgãos e tecidos.
Foram descritas pela primeira vez em meados da
década de 40, embora pouco se soubesse sobre as
proteínas e as interações envolvidas.
● Interações celulares
● Matriz extracelular
● Esferoide
● Organoide
● Produção e Análise

21. Proteínas de adesão - Caderinas
● E-caderina, expressa em diferentes epitélios.
● N-caderina, expressa na ectoderme neural e nas células
do músculo cardíaco.
● P-caderina, expressa em trofoblastos e pulmão.
● M-caderina, encontrada em mioblastos e músculo
esquelético.
● R-caderina, encontrada nas células da glia.
Esse complexo de proteínas que liga actina a caderina
desempenham papéis importantes, não só ligando actina, mas
também regulam a interação e controlam a adesividade
extracelular. Essa associação é também importante para
morfogênese celular, estabilidade celular e polaridade.

22. As caderinas controlam...
● A organização seletiva das células, durante o
desenvolvimento,
● A segregação celular: migração e ou a
separação das células
Células que expressam altos níveis se agrupam e
se separam das células que expressam baixos
níveis de caderina.

23. Junções Celulares
As junções celulares são ligações físicas que respondem pela
adesão do tipo célula-célula e fornecem estabilidade e polaridade
celular. - Nas simulações podemos inferir essa força física nos
parâmetros de contato.
● Junções de Oclusão, que selam os espaços entre as
células do epitélio, tornando-o uma barreira impermeável
ou seletivamente permeável.
● Junções de Ancoragem (zona de adesão e
desmossomos), que transmitem o estresse e estão
imbricadas aos filamentos do citoesqueleto.
● Junções Comunicantes, que criam passagens ligando
citoplasmas de células adjacentes.

25. Matriz extracelular
● O microambiente celular - denominado matriz
extracelular - é formado por uma grande variedade
de macromoléculas.
● São secretadas por células em proporções
variáveis, dando origem a uma rede bem
organizada.
Moléculas presentes:
● Proteínas multiadesivas;
● Proteínas estruturais fibrosas;
● Proteoglicanos/glicosaminoglicano.

26. Matriz extracelular intersticial
● É considerada matriz intersticial toda a parte
mais abundante da matriz extracelular (MEC) e,
como o próprio nome já diz, encontra-se no
interstício (entre duas partes).
Funções:
● Atuam como componentes estruturais que dão
suporte às células que compõem esse
microambiente,
● Armazenam os produtos sintetizados por eles
como fatores solúveis, moléculas
biologicamente ativas como proteinases,
citocinas e fatores de crescimento.

27. Matriz extracelular
Composição
● Proteínas fibrosas (p ex.: colágenos e elastina);
● Proteínas multiadesivas (p ex.: fibronectina);
● Proteoglicanos
● Glicosaminoglicanos.
Os fibroblastos são as principais células que compõem a
matriz extracelular.
● Responsáveis por sintetizar, organizar e degradar os
componentes dos elementos fibrosos da MEC
Integrinas
● comunicação célula-matriz extracelular

28. Interação célula-matriz

29. Métodos de cultivo celular

30. Diferenças entre os métodos

31. Micro-moldes para a produção de esferoides

33. Coleta dos esferoides

34. Formas complexas de micro-moldes

35. Agregados x Esferoides x Organoides
An organoid is a “organoid’ as a 3D structure derived from either PSCs (ESCs/iPSC), neonatal tissue
stem cells or AdSCs/adult progenitors, in which cells spontaneously self-organize into properly
differentiated functional cell types and progenitors, and which resemble their in vivo counterpart and
recapitulate at least some function of the organ.

36. Produção de esferoides e organoides

37. Produto terapêutico: esferoides gerados a partir de
condrócitos (condroesferas)
Hypoxia enhances chondrogenic differentiation of
mesenchymal stem cells (MSCs).
Condrosferas ~ 1mm