Investigação dos mecanismos de maturação de hepatócitos derivados de células iPS humanas in vitro

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Kayque Alves Telles
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Células iPSC humanas; Fígado; FOXM1; Hepatócitos; Hepatocytes; Human iPSCs; Liver; Poliploidização.; Polyploidization.; TOP2A
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-23022026-194508/

INTRODUÇÃO: O fígado desempenha um papel crucial na regulação metabólica, imunológica e homeostática. As doenças hepáticas crônicas e agudas são responsáveis por aproximadamente 2 milhões de mortes por ano mundialmente. Para doenças hepáticas graves, a única opção terapêutica é o transplante hepático parcial ou total. A engenharia de tecidos hepáticos usando a tecnologia de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSC) apresenta uma alternativa aos métodos tradicionais. No entanto, a diferenciação de hiPSCs em hepatócitos in vitro resulta em células com fenótipo predominantemente fetal, dificultando a modelagem do desenvolvimento embrionário e de doenças hepáticas. A proteína topoisomerase II (TOP2) e seu fator de transcrição, forkhead box M1 (FOXM1), são silenciados durante o desenvolvimento embrionário tardio do fígado, correlacionando-se com a diferenciação terminal de hepatócitos, mas seus papéis permanecem desconhecidos. OBJETIVOS: Este projeto visa investigar os mecanismos moleculares envolvidos na maturação de hepatócitos derivados de iPSCs humanas em resposta à inibição química de TOP2 ou FOXM1. MÉTODOS: hiPSCs foram diferenciadas em células semelhantes a hepatócitos (HLCs). Os HLCs foram tratados com etoposídeo, um inibidor de TOP2, e RCM-1, um inibidor de FOXM1. A maturação dos HLCs e os mecanismos moleculares foram avaliados por diversos ensaios, especialmente citometria de fluxo, imunofluorescência, RT-qPCR, RNA-seq, ATAC-seq, Hi-C e proteômica. RESULTADOS: A inibição subtóxica de TOP2 reduziu a condensação da cromatina nuclear sem causar danos ao DNA. A análise de RNA-seq revelou que a inibição de TOP2 foi seletiva para TOP2A e induziu a parada do ciclo celular, acompanhada por regulação negativa de FOXM1. O ATAC-seq demonstrou que a inibição de TOP2A diminuiu a acessibilidade global da cromatina e modulou a via Wnt/-catenina. A análise dos domínios da cromatina por Hi-C não revelou diferenças significativas, reforçando a inibição seletiva de TOP2A. A análise proteômica indicou que a inibição de FOXM1 modulou a abundância de TOP2A, replicou a parada do ciclo celular induzida pela inibição de TOP2A e reduziu a abundância de proteínas de hepatócitos fetais (HBG1/2, UGT2B7, and AFP). A inibição prolongada do FOXM1 foi associada ao aumento da poliploidização dos hepatócitos, aumento da atividade do CYP450 e melhora do metabolismo lipídico. CONCLUSÕES: Nossos achados sugerem que a inibição de FOXM1 10 promove a diferenciação terminal de hepatócitos humanos derivados de iPSCs, destacando papéis potenciais de FOXM1 e TOP2A na modelagem do desenvolvimento, regeneração e patologia hepáticos. CONTRIBUIÇÕES: Esta tese sugere que o FOXM1 é necessário para converter hepatócitos proliferativos em quiescentes. A regeneração hepática requer a reversão da quiescência hepática e a ativação da proliferação. Portanto, propomos a tese de que o FOXM1 é o regulador mestre da interconversão entre proliferação e quiescência em hepatócitos humanos, potencialmente explicando a capacidade regenerativa única do fígado. Esta tese requer validação por meio de trabalhos acadêmicos subsequentes de antítese e síntese.