INDUÇÃO DE ANEUPLOIDIA E DIFERENCIAÇÃO NEURAL POR

Resumo de dissertação de mestrado apresentada ao programa de ciências
morfológicas da UFRJ em 04 de Março de 2010 – Priscila Britto Campos
INDUÇÃO DE ANEUPLOIDIA E DIFERENCIAÇÃO NEURAL
POR ZIDOVUDINA EM CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
RESUMO
O mecanismo pelo qual uma célula pluripotente se diferencia em fenótipo específico
ainda é pouco conhecido. A aneuploidia (perda e ganho de cromossomos) é
característica de progenitores neurais e neurônios derivados do cérebro de
camundongos e humanos. Não é sabido, entretanto, se sua indução está associada aos
processos de neurogênese. Células-tronco embrionárias podem se dividir
indefinidamente em virtude da alta expresão de telomerase. Na maioria das células
somáticas esta enzima não é expressa, sugerindo uma correlação entre a redução na
expressão da telomerase e diferenciação celular. No presente trabalho investigamos
se o bloqueio da função da telomerase pelo antiretroviral zidovudina (AZT) é capaz
de induzir aneuploidia associada à diferenciação neural de células-tronco
embrionárias murinas (mES). Durante 4 dias, colônias de mES foram tratadas com
diferentes concentrações do composto. Observamos aumento na taxa de aneuploidia
de 26,6% (controle) para 72,5% (AZT 100µM). Quantificamos o tamanho dos
telômeros utilizando FISH (hibridização in situ com fluorescência) e concluímos que
a aneuploidia induzida por AZT em mES não está associada à erosão telomérica.
Outro mecanismo de geração de aneuploidia investigado foi a formação de
micronúcleos. Observamos aumento de 3 vezes na quantidade de micronúcleos no
grupo de células tratadas com AZT em comparação ao grupo controle, concluindo
que a aneuploidia observada ocorre em virtude da formação de tais estruturas.
Com o interesse de identificar se a aneuploidia contribuiria positivamente para o
processo de diferenciação neural, corpos embrióides (EBs) foram tratados por 4 dias
com AZT e as taxas de aneuploidia e diferenciação foram avaliadas. Observamos que
EBs tratados com AZT apresentaram 47,37% de células aneuplóides enquanto no
grupo controle esse percentual foi de 18,75%, sendo predominante o número de
células hipoplóides. Enquanto EBs controle apresentaram 1% de células positivas
para nestina e EBs tratados com ácido retinóico (2µM) 18% (±5,4), o tratamento com
AZT 100µM apresentou 12,3% (±7,5) de células positivas para nestina. Em
conclusão os dados sugerem que o tratamento com AZT promove aneuploidia em
células-tronco embrionárias via formação de micronúcleos e contribui para
diferenciação neural. Os dados devem ainda ser levados em consideração quanto à
utilização do AZT por grávidas e novos estudos devem ser realizados com intuito de
garantir o desenvolvimento normal de fetos expostos ao composto.
ABSTRACT
The mechanism by which a pluripotent cell differentiates into a specific cell type is
less known. Aneuploidy (loss or gain of chromosomes) is a common characteristic
present in neural progenitors and neurons derived from human and mouse brains. It
is still unknown if aneuploidy induction is associated to neurogenesis. Embryonic
stem cells can divide indefinitely due to high expression of telomerase. This enzyme
is inactivated in most of somatic cells suggesting a correlation between the decline of
telomerase activity and cellular differentiation. In this work we investigated if
telomerase blockade by the antiretroviral zidovudine (AZT) can induce aneuploidy
associated to neural differentiation in murine embryonic stem cells (mES). During 4
days, mES colonies were exposed to zidovudine (AZT) and aneuploidy rate
increased from 26.6% in control to 72.5% in AZT 100µM treated group. Telomere
length was quantified by FISH (fluorescence in situ hybridization) e we could
conclude that aneuploidy induced by AZT in mES is not related to telomere erosion.
Another mechanism of aneuploidy generation investigated was micronuclei
formation. We observed a 3 fold increase in micronuclei rate of AZT treated cells
compared to control group, concluding that the observed aneuploidy occurs due to
formation of these structures.
With the intention to identify if aneuploidy could contribute to neural differentiation,
embryoid bodies (EBs) were exposed for 4 days to AZT and aneuploidy as also as
differentiation rates were estimated. We observed that EBs treated with AZT
presented 47,37% of aneuploid cells while control presented 18,75%, with
predominance of hypoploid cells. While EBs control presented 1% of nestin positive
cells and EBs treated with retinoic acid (RA) 18%, AZT 100µM group presented
12.3% of these types of cells. In conclusion, these data suggest that aneuploidization
upon AZT exposure occurs by micronuclei formation and contributes to neural
differentiation. Moreover, these observations should be considerate in the concept of
using AZT by pregnant women and studies should be done to guarantee the normal
development of fetus exposed to the compound.