Figura 1 mostra a visão geral do procedimento que envolve a transferência gênica de plasmídeos que codificam OKSM para o fígado de camundongos e as diferentes técnicas realizadas para observar a reprogramação celular in vivo. Após a injeção por HTV dos plasmídeos, observou-se um aumento significativo na expressão gênica dos fatores de reprogramação transfectados (Oct3/4, Sox2, Klf4 e cMyc) ao nível de mRNA no dia 2 após a injeção. A expressão desses fatores diminui ao longo do tempo após a injeção, conforme mostrado na Figura 2a. Em relação à expressão de marcadores endógenos de pluripotência (Nanog, Ecat1 e Rex1), seus níveis foram significativamente aumentados em comparação com os de hepatócitos de animais injetados com solução salina nos dias 2 e 4 após a injeção, e retornaram aos níveis basais a partir do dia 8 (Figura 2b). Ao mesmo tempo, a desdiferenciação da população de hepatócitos foi confirmada pela redução na expressão de genes específicos de hepatócitos (Alb, Aat e Trf), que foi estatisticamente significativa no dia 4 e atingiu os níveis basais a partir do dia 8 (Figura 2d).
A expressão de Oct3/4 e Nanog ao nível proteico foi investigada por citometria de fluxo. Conforme mostrado na Figura 2c, apenas Oct3/4 é expresso no dia 1 após a injeção de HTV, enquanto para a expressão do marcador endógeno de pluripotência Nanog foi necessário aguardar até o dia 4.
A ocorrência de reprogramação celular in vivo foi ainda confirmada por meio de análise imunohistoquímica de tecidos hepáticos com anticorpos anti-OCT4, anti-SOX2 e anti-Nanog e por coloração específica para atividade de FAL. Células positivas para todos os marcadores e para atividade enzimática são encontradas de forma reprodutível nos tecidos hepáticos de animais injetados com OKSM, mas não nos controles injetados com solução salina (Figura 3).
Os possíveis efeitos colaterais tóxicos e a formação de teratomas decorrentes da reprogramação celular in vivo por injeção de pDNA via HTV foram investigados mediante quantificação dos níveis de enzimas hepáticas no soro, bem como coloração com H&E e PAS de cortes de tecido hepático ao longo de um período de 120 dias. Foram observados sinais transitórios e não graves de dano tecidual até o dia 2, mas não além disso. Nenhuma formação de teratomas ou qualquer sinal de displasia ou alterações morfológicas foi observado durante o período do estudo (Figura 4). Não houve anormalidades estruturais ou funcionais hepáticas ao longo do estudo em nenhum dos animais, conforme confirmado pelos níveis de albumina e enzimas hepáticas e pela coloração de glicogênio em cortes de tecido (Figuras 4b e c).

Figura 1. Visão esquemática do procedimento de reprogramação in vivo e sua análise. O protocolo envolve duas etapas principais: (i) administração de fatores de reprogramação in vivo e (ii) extração do tecido e análise das amostras. Clique aqui para visualizar a figura em tamanho maior.

Figura 2. Superexpressão in vivo dos fatores de transcrição Yamanaka no fígado de camundongos adultos. Camundongos Balb/C foram injetados por HTV com apenas 0,9% de solução salina, ou com 75 μg de pCX-OKS-2A e 75 μg de pCX-cMyc em 0,9% de solução salina, e em dias 2, 4, 8, 12, 24, foi realizada análise por RT-qPCR de hepatócitos para determinar a expressão gênica relativa de: (a) fatores de transcrição transfectados (OKSM) e (b) marcadores endógenos de pluripotência; (c) análise por citometria de fluxo de células positivas para OCT3/4 e positivas para Nanog; (d) expressão gênica relativa de marcadores de hepatócitos determinada por RT-qPCR. Todos os níveis de expressão gênica foram normalizados ao grupo injetado com solução salina por HTV. (* p<0,05 indica diferença estatisticamente significativa em comparação com os grupos injetados com solução salina por HTV, obtida pela análise de variância e comparação pareada de Tukey). Figura adaptada de Yilmazer et al.29 Clique aqui para visualizar a figura em tamanho maior.

Figura 3. Reprogramação celular in vivo em tecido hepático de camundongo adulto por imunohistoquímica. Camundongos Balb/C injetados por HTV apenas com salina a 0,9% ou com 75 μg de pCX-OKS-2A e 75 μg de pCX-cMyc em salina a 0,9%. No dia 4, os fígados foram coletados e cortes congelados do tecido foram corados com anticorpos anti-OCT4, anti-SOX2 ou anti-Nanog para avaliar a imunorreatividade, ou com BCIP/NBT para determinar a atividade de fosfatase alcalina no tecido (40X). As barras de escala representam 100 μm. Figura adaptada de Yilmazer et al.29 Clique aqui para visualizar a figura em tamanho maior.

Figura 4. O efeito da reprogramação celular in vivo sobre a funcionalidade hepática e a histopatologia. Camundongos Balb/C foram injetados por HTV com 75 μg de pCX-OKS-2A e 75 μg de pCX-cMyc em salina 0,9% ou apenas salina 0,9%. Nos dias 2, 4, 8, 12, 50 e 120, tecidos hepáticos e soros foram isolados e processados para: (a) coloração com H&E; (b) níveis de enzimas hepáticas; (c) níveis de albumina; (d) coloração com PAS. Imagens representativas foram obtidas por microscopia óptica (10X). As barras de escala representam 100 μm. Figura adaptada de Yilmazer et al.29 Clique aqui para visualizar a figura em tamanho maior.