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dc.contributor.authorSilva, Juliana de Sá da
dc.date.accessioned2019-08-07T17:06:59Z
dc.date.available2019-08-07T17:06:59Z
dc.date.issued2019-04-30
dc.identifier.citationSILVA, Juliana de Sá da. Expansão de células-tronco mesenquimais em biorreator single-use com movimento ondulatório visando aplicações terapêuticas. 2019. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11635.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11635
dc.description.abstractMesenchymal Stem/Stromal Cells (MSCs) and MSC-derived Extracellular Vesicles (EVs) are being targeted in different medical areas. The MSCs are present in small proportions in tissues, thus making an in vitro expansion necessary, which allows the therapeutic applicability. The single-use bioreactor technology, such as the Wave-Induced Motion Bioreactor (WIMB), is attractive due to the possibility of controlled and pre-sterilized system operation. However, the unidirectional wave motion leads to the formation of particle deposits (microcarriers and cells) on the Cellbag. The formation of the “dune-like” deposits and the deposits at the Cellbag wall (border region of the liquid) is facilitated by the increase in the hydrophilicity of the Cellbag inner film during culture. This problem impairs the MSC expansion, leading to cell expansion factors (EF) lower than 2.0. The objective of this work was to improve the Wave BioreactorTM 2/10 performance in the adhesion and expansion of Human Umbilical Cord Matrix derived Mesenchymal Stem/Stromal Cells (hUCM-MSCs) and to evaluate the cultures with respect to the expansion potential and the hUCM-MSCs therapeutic profile. The Cellbag design was modified by the implementation of a grid designed in our laboratory and placed on the platform, aiming to reduce the microcarrier deposits. Cultures were performed using CultiSpher-S® and MAG microcarriers with α-MEM culture media (10% v/v FBS). Two approaches were evaluated with the new Cellbag design: 1) adhesion phase in spinner and expansion in the WIMB with CultiSpher-S® (EF: 7.3±1.1 fold) and 2) adhesion and expansion phases in the WIMB with CultiSpher-S® (EF between 6.3 and 25.6 fold) and MAG (EF: 5.5±0.6 fold). The hUCM-MSCs harvested from the WIMB cultures showed the quality attributes. The control cultures in spinner with MAG and CultiSpher-S® and the WIMB cultures with CultiSpher-S® showed upregulated genes linked to biological functions of cell adhesion, inflammatory response, immune response, extracellular matrix organization and collagen synthesis, in relation to the monolayer-static culture. The WIMB cultures produced, on average, 11 times more EVs per hUCM-MSC when compared to the spinner culture. These results showed that the Cellbag design modification inhibited the formation of "dune-like" deposits, which improved the WIMB performance, making possible the use of wave-induced motion bioreactors in stem cell bioprocessing.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso restritopor
dc.subjectCélula-Tronco Mesenquimal (CTM)por
dc.subjectBiorreator Single-Use com Movimento Ondulatóriopor
dc.subjectInteração Microcarregador-Cellbagpor
dc.subjectCellbag modificadapor
dc.subjectExpressão Gênicapor
dc.subjectVesículas Extracelulares (VEs)por
dc.subjectMesenchymal Stem/Stromal Cell (MSC)eng
dc.subjectWave-Induced Motion Bioreactor (WIMB)eng
dc.subjectMicrocarrier-Cellbag Interactioneng
dc.subjectNew Cellbag designeng
dc.subjectGene Expression Patterneng
dc.subjectExtracellular Vesicles (EVs)eng
dc.titleExpansão de células-tronco mesenquimais em biorreator single-use com movimento ondulatório visando aplicações terapêuticaspor
dc.title.alternativeMesenchymal stromal cell expansion in wave-induced motion bioreactoreng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Suazo, Cláudio Alberto Torres
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9591447226240450por
dc.description.resumoAs Células-Tronco Mesenquimais (CTMs) e Vesículas Extracelulares (VEs) derivadas das CTMs estão sendo visadas em diferentes áreas clínicas. As CTMs estão presentes em baixas concentrações nos tecidos, tornando necessária a sua expansão in vitro para viabilizar a aplicabilidade terapêutica. A tecnologia de biorreator descartável (single-use), como o modelo com movimento ondulatório - Biorreator WaveTM, é atrativa devido à possibilidade de operação em sistema controlado e previamente esterilizado. Porém, o movimento ondulatório unidirecional leva à formação de depósitos de partículas (microcarregadores e células) na Cellbag. A formação de depósitos “tipo duna” e de depósitos nas laterais da Cellbag (região de borda do líquido) é facilitada pelo aumento da hidrofilicidade do filme interno da Cellbag durante o cultivo. Esse problema prejudica a proliferação das CTMs, acarretando em fatores de expansão celular (FE) abaixo de 2,0. O objetivo deste trabalho consistiu no melhoramento do desempenho do Biorreator WaveTM 2/10 na adesão e expansão de CTMs humanas provenientes de cordão umbilical (CTM-CU), e caracterização dos cultivos com relação ao potencial de expansão e perfil terapêutico da CTM-CU. O formato da Cellbag foi modificado utilizando um suporte, elaborado nesta tese, e colocado sobre a plataforma de agitação, com objetivo de reduzir os depósitos de microcarregadores. Foram realizados cultivos utilizando microcarregador CultiSpher-S® e MAG, com meio de cultivo α-MEM (10% v/v SFB). Duas abordagens foram avaliadas com o novo formato da Cellbag: 1) fase de adesão em spinner e fase de expansão no Biorreator WaveTM com CultiSpher-S® (FE: 7,3±1,1) e 2) fase de adesão e expansão no Biorreator WaveTM com CultiSpher-S® (FE entre 6,3 e 25,6) e MAG (FE: 5,5±0,6). As CTM-CU coletadas dos cultivos no Biorreator WaveTM apresentaram os requisitos mínimos de qualidade. Os cultivos controle em spinner com MAG e CultiSpher-S® e o cultivo no Biorreator WaveTM com CultiSpher-S® apresentaram regulação positiva de genes ligados às funções biológicas de adesão celular, resposta inflamatória, resposta imune, organização da matriz extracelular e produção de colágeno, em relação ao cultivo 2D-estático. Os cultivos no Biorreator WaveTM produziram, em média, 11 vezes mais VEs por CTM-CU quando comparados ao cultivo em spinner. Os resultados obtidos mostraram que a modificação do formato da Cellbag inibiu a formação de depósitos “tipo duna”, o que melhorou o desempenho do Biorreator WaveTM, tornando viável o emprego de biorreatores com movimento ondulatório em bioprocessos com células-tronco.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.ufscar.embargo18 meses após a data da defesapor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7148964803818935por


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