Vascular smooth muscle cells exhibit elevated hypoxia-inducible Factor-1α expression in human blood vessel organoids, influencing osteogenic performance

Resumo

Considerando a importância de metodologias alternativas à experimentação animal, propomos um modelo biológico baseado em organoides para a geração in vitro de vasos sanguíneos, obtido por meio do cocultivo de células endoteliais e células musculares lisas vasculares (VSMCs, vascular smooth muscle cells). Inicialmente, os organoides foram submetidos a uma caracterização abrangente, que revelou a presença de células musculares lisas vasculares (células α-SMA+) na periferia e de células endoteliais (células CD31+) na região central. Além disso, a expressão dos genes ephrin B2 e ephrin B4, envolvidos na formação de vasos arteriais e venosos, respectivamente, foi utilizada para validar o organoide obtido. Os resultados também demonstraram expressão exclusiva do fator induzível por hipóxia 1-alfa (HIF-1α) nas VSMCs, identificada por diferentes metodologias analíticas. Posteriormente, foi testada a hipótese de que os vasos sanguíneos gerados seriam capazes de modular o fenótipo osteogênico. Os resultados demonstraram que o HIF-1α promove sinais osteogênicos, principalmente por meio da regulação da expressão do fator de transcrição Runx2, essencial para a diferenciação osteoblástica. De modo geral, este estudo demonstra que a metodologia empregada para a criação de organoides de vasos sanguíneos estabelece uma plataforma experimental capaz de produzir um modelo tridimensional (3D) de tecidos endoteliais venosos e arteriais. Esse modelo orienta de forma eficaz a morfogênese de células-tronco mesenquimais por meio de sinalização parácrina, culminando na aquisição de um fenótipo osteogênico, com participação dinâmica do HIF-1α.