Comparación de la respuesta pro-inflamatoria de células endoteliales de arteria coronaria humana frente a Porphyromonas gingivalis w83 entre un modelo de cultivo celular tridimensional y uno bidimensional

Porphyromonas gingivalis (Pg) tiene capacidad de inducir respuesta inflamatoria celular sobre células endoteliales (CEs), lo cual puede conducir a procesos de disfunción endotelial relacionados con aterosclerosis. Los estudios in vitro para el estudio de los mecanismos de patogenia inducidos por per...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
masterThesis
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/37989
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/37989
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.37989
Palabra clave:
Cultivo celular
Porphyromonas gingivalis
Disfunción endotelial
Matriz extracelular
Aterosclerosis
Cell culture
Porphyromonas gingivalis
Endotelial dysfunction
Extracelular matrix
Atherosclerosis.
Maestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas
Aterosclerosis
Cultivo de células
Porphyromonas gingivalis
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openAccess
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Cardona Mendoza, Andrés Felipe
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Roa Molina, Nelly Stella
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Suarez Londoño, Lina Janeth
Delgado Tiria, Felix Giovanny
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description Porphyromonas gingivalis (Pg) tiene capacidad de inducir respuesta inflamatoria celular sobre células endoteliales (CEs), lo cual puede conducir a procesos de disfunción endotelial relacionados con aterosclerosis. Los estudios in vitro para el estudio de los mecanismos de patogenia inducidos por periodontopatógenos se han hecho principalmente en modelos de cultivos celular sobre superficies plásticas bidimensionales (2D) los cuales no simulan el soporte natural sobre el cual las células endoteliales reposan en los tejidos. Sin embargo, se desconoce la respuesta de CE frente a P. gingivalis en modelos tridimensionales. Por tanto, se hace necesario el estudio en modelos de cultivo celular tridimensional mediante el uso de matrices extracelulares (MECs) biológicas como el colágeno que proporcionan el soporte tridimensional (3D). Por tal motivo el objetivo de este trabajo fue comparar la respuesta pro-inflamatoria de células endoteliales frente a Porphyromonas gingivalis entre un modelo de cultivo celular tridimensional y uno bidimensional. Para esto Células Endoteliales de Arteria Coronaria Humana (HCAEC) fueron cultivadas en placas de poliestireno hasta alcanzar confluencia (cultivo 2D) o por 7 días sobre matrices de colágeno tipo I (cultivo 3D). Los cultivos 2D y 3D fueron infectados a MOI 1 y MOI 100 con bacteria viva P.g de la cepa W83 durante 24 horas. Cultivos sin estimular se usaron como control negativo. Se evaluó la expresión génica de COX-2, eNOS y factor von Willebrand (vWF) mediante q-RT PCR. A partir de los sobrenadantes recolectados de ambos cultivos se cuantificó los niveles de citocinas pro-inflamatorias IL-1α, IL-1β, IL-6 y TNF-β y quimiocinas RANTES, MCP-1α, MIP-1α e IL-8 mediante citometría de flujo. Niveles de tromboxano-A2 y prostaglandina-I2 se midieron por ELISA. Cada tratamiento fue realizado por triplicado y se aplicó la prueba de Kruskal- Wallis con U de Mann-Whitney, considerándose las diferencias estadísticamente significativas cuando p<0.05. En el cultivo 3D P.g a ambos MOI indujo un incremento significativo en la expresión de COX-2 con respecto al control, el cual no fue observado en el cultivo 2D. Igualmente se observaron diferencias en la expresión de COX-2 entre los cultivos 2D y 3D a MOI 1, siendo mayor en 3D. La expresión de eNOS y vWF no fueron inducidos por P.g en ambos cultivos. Igualmente, no se observaron diferencias en la secreción de prostaglandinas. En cuanto a la secreción de citocinas, en el cultivo 2D se observó un incremento significativo de IL-8 a MOI 100 pero una disminución de MCP-1 a ambos MOI con respecto al control; mientras que en el cultivo 3D se observó una reducción en la secreción de MCP-1 a MOI 100 con respecto al control. Los resultados de este estudio indican que P.g W83 induce una débil respuesta celular endotelial pro-inflamatoria en ambos modelos celulares. Sin embargo debido a las diferencias observadas en el cultivo 3D no se descarta el uso de los modelos tridimensionales para comprender los mecanismos de patogenia relacionados con disfunción endotelial aterosclerótica inducida por periodontopatógenos en un entorno más natural.
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Los estudios in vitro para el estudio de los mecanismos de patogenia inducidos por periodontopatógenos se han hecho principalmente en modelos de cultivos celular sobre superficies plásticas bidimensionales (2D) los cuales no simulan el soporte natural sobre el cual las células endoteliales reposan en los tejidos. Sin embargo, se desconoce la respuesta de CE frente a P. gingivalis en modelos tridimensionales. Por tanto, se hace necesario el estudio en modelos de cultivo celular tridimensional mediante el uso de matrices extracelulares (MECs) biológicas como el colágeno que proporcionan el soporte tridimensional (3D). Por tal motivo el objetivo de este trabajo fue comparar la respuesta pro-inflamatoria de células endoteliales frente a Porphyromonas gingivalis entre un modelo de cultivo celular tridimensional y uno bidimensional. Para esto Células Endoteliales de Arteria Coronaria Humana (HCAEC) fueron cultivadas en placas de poliestireno hasta alcanzar confluencia (cultivo 2D) o por 7 días sobre matrices de colágeno tipo I (cultivo 3D). Los cultivos 2D y 3D fueron infectados a MOI 1 y MOI 100 con bacteria viva P.g de la cepa W83 durante 24 horas. Cultivos sin estimular se usaron como control negativo. Se evaluó la expresión génica de COX-2, eNOS y factor von Willebrand (vWF) mediante q-RT PCR. A partir de los sobrenadantes recolectados de ambos cultivos se cuantificó los niveles de citocinas pro-inflamatorias IL-1α, IL-1β, IL-6 y TNF-β y quimiocinas RANTES, MCP-1α, MIP-1α e IL-8 mediante citometría de flujo. Niveles de tromboxano-A2 y prostaglandina-I2 se midieron por ELISA. Cada tratamiento fue realizado por triplicado y se aplicó la prueba de Kruskal- Wallis con U de Mann-Whitney, considerándose las diferencias estadísticamente significativas cuando p<0.05. En el cultivo 3D P.g a ambos MOI indujo un incremento significativo en la expresión de COX-2 con respecto al control, el cual no fue observado en el cultivo 2D. Igualmente se observaron diferencias en la expresión de COX-2 entre los cultivos 2D y 3D a MOI 1, siendo mayor en 3D. La expresión de eNOS y vWF no fueron inducidos por P.g en ambos cultivos. Igualmente, no se observaron diferencias en la secreción de prostaglandinas. En cuanto a la secreción de citocinas, en el cultivo 2D se observó un incremento significativo de IL-8 a MOI 100 pero una disminución de MCP-1 a ambos MOI con respecto al control; mientras que en el cultivo 3D se observó una reducción en la secreción de MCP-1 a MOI 100 con respecto al control. Los resultados de este estudio indican que P.g W83 induce una débil respuesta celular endotelial pro-inflamatoria en ambos modelos celulares. Sin embargo debido a las diferencias observadas en el cultivo 3D no se descarta el uso de los modelos tridimensionales para comprender los mecanismos de patogenia relacionados con disfunción endotelial aterosclerótica inducida por periodontopatógenos en un entorno más natural.ColcienciasPorphyromonas gingivalis (Pg) has capability to induce cellular inflammatory response on endothelial cells (ECs, which can to lead to endothelial dysfunction processes related with atherosclerosis. In vitro studies to understand the periodontopathogen-induced mechanism of pathogenesis have been made mainly in cell culture models on bidimensional plastic surfaces (2D), which doesn´t simulate the natural extracellular matrix that surrounds the ECs in the tissue. However, the EC inflammatory response in three-dimensional model is unknown. Therefore, it is necessary to study this response in three-dimensional cell culture models using biologic extracellular matrix, like collagen that gives three-dimensional structure. Therefore, the aim of this study was to compare the endothelial cell culture inflammatory response against Porphyromonas gingivalis among a three-dimensional cell culture and a bidimensional cell culture. Human Coronary Artery Endothelial Cells (HCAEC) were cultured in polystyrene plates until they conflated (2D Culture) or for 7 days on type I collagen matrixes (3D Culture). The 3D and 2D cultures were infected at MOI 100 and MOI 1 with Pg strain W83 for 24 hours. Cultures without stimuli were taken as negative controls. Genic expression by qRT-PCR of COX-2, eNOS and von Willebrand factor (vWF) were evaluated. Supernatants of both cell cultures were taken to measure pro-inflammatory cytokines levels IL-1α, IL-1β, IL-6 y TNF-β and chemokine levels RANTES, MCP-1α, MIP-1α e IL-8 through flow cytometry. Levels of thromboxane A2 and prostaglandin I2 were measured by ELISA. Each treatment was performed in triplicate and the Kruskal-Wallis with U-Mann-Whitney test was applied, p<0.05 was considered significant. The 3D cell culture P.g induced a significant increase in the expression of COX-2 with regard to control at both MOI, such effect was not observed in the 2D cell. Likewise significant difference was observed at MOI 1 among both cell cultures, being greater in 3D cell culture. Differences in prostaglandin I2 levels were not observed. Concerning cytokine production, in the 2D cell culture, IL-8 levels showed significant increase at MOI 100 but MCP-1 levels decreased at both MOI with regard to control, while in 3D cell culture its levels decreased at MOI 100 in relation to control. The results of this work indicate that Pg W83 induce a weak cellular endothelial pro-inflammatory response in both cell cultures models. However, due the differences observed in the 3D cell culture we do not rule out the use of three-dimensional models to understand the mechanism of pathogenesis related to periodontopathogens-induced atherosclerotic endothelial dysfunction in a more natural environment.Magíster en Ciencias BiológicasMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en Ciencias BiológicasFacultad de CienciasGualtero Escobar, Diego FernandoRoa Molina, Nelly StellaÁngel Uribe, JuanitaSuarez Londoño, Lina JanethDelgado Tiria, Felix Giovanny2018-10-09T15:19:07Z2020-04-16T19:42:28Z2018-10-09T15:19:07Z2020-04-16T19:42:28Z2018-07-03http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/37989https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.37989instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T17:30:36Z