High glucose affects proliferation, reactive oxygen species and mineralization of human dental pulp cells

Abstract Diabetes is a group of metabolic disorders that can lead to damage and dysfunction of many organs including the dental pulp. Increased inflammatory response, reduction of dentin formation and impaired healing were reported in diabetic dental pulp. Hyperglycemia, which is a main characteristic of diabetes, was suggested to play a role in many diabetic complications. Therefore our aim was to investigate the effects of high glucose levels on proliferation, reactive oxygen species (ROS) production and odontogenic differentiation of human dental pulp cells (HDPCs). HDPCs were cultured under low glucose (5.5mM Glucose), high glucose (25 mM Glucose) and mannitol (iso-osmolar control) conditions. Cell proliferation was analyzed by MTT assay for 11 days. Glutathione and DCFH-DA assay were used to assess ROS and antioxidant levels after 24 h of glucose exposure. Odontogenic differentiation was evaluated and quantified by alizarin red staining on day 21. Expression of mineralization-associated genes, which were alkaline phosphatase, dentin sialophosphoprotein and osteonectin, was determined by RT-qPCR on day 14. The results showed that high glucose concentration decreased proliferation of HDPCs. Odontogenic differentiation, both by gene expression and mineral matrix deposit, was inhibited by high glucose condition. In addition, high DCF levels and low reduced glutathione levels were observed in high glucose condition. However, no differences were observed between mannitol and low glucose conditions. In conclusion, the results clearly showed the negative effect of high glucose condition on HDPCs proliferation and differentiation. Moreover, it also induced ROS production of HDPCs.

Resumo O diabetes abrange um grupo de distúrbios metabólicos que podem levar a danos e disfunções de muitos órgãos, incluindo a polpa dentária. Aumento da resposta inflamatória, redução da formação de dentina e comprometimento da cicatrização foram relatados na polpa dentária diabética. A hiperglicemia, que é uma característica determinante do diabetes, desempenha um papel importante em muitas complicações diabéticas. Portanto, nosso objetivo foi investigar os efeitos dos altos níveis de glicose na proliferação, produção de espécies reativas de oxigênio (ROS, em inglês) e diferenciação odontogênica das células da polpa dental humana (HDPCs, em inglês). As HDPCs foram cultivadas em condições de baixa glicose (glicose 5,5 mM), alta glicose (glicose 25 mM) e manitol (controle iso-osmolar). A proliferação celular foi analisada pelo ensaio MTT por 11 dias. Glutationa e DCFH-DA foram utilizados para avaliar os níveis de ROS e antioxidantes após 24 h de exposição à glicose. A diferenciação odontogênica foi avaliada e quantificada pela coloração com vermelho de alizarina no dia 21. A expressão de genes associados à mineralização, que eram fosfatase alcalina, sialofosfoproteína de dentina e osteonectina, foi determinada por RT-qPCR no dia 14. Os resultados mostraram que a alta concentração de glicose diminuiu a proliferação de HDPCs. A diferenciação odontogênica, tanto pela expressão gênica quanto pelo depósito da matriz mineral, foi inibida pela condição de alta glicose. Além disso, altos níveis de DCF e níveis reduzidos de glutationa foram observados na condição de alta glicose. No entanto, não foram observadas diferenças entre o manitol e as condições de baixa glicose. Em conclusão, os resultados mostraram claramente o efeito negativo da condição de alta glicose na proliferação e diferenciação de HDPCs. Além disso, essa condição também induziu a produção de ROS em HDPCs.

Effects of mineral trioxide aggregate, BiodentineTM and calcium hydroxide on viability, proliferation, migration and differentiation of stem cells from human exfoliated deciduous teeth

Abstract Objective: The aim of the study was to evaluate the effects of the capping materials mineral trioxide aggregate (MTA), calcium hydroxide (CH) and BiodentineTM (BD) on stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) in vitro. Material and Methods: SHED were cultured for 1 - 7 days in medium conditioned by incubation with MTA, BD or CH (1 mg/mL), and tested for viability (MTT assay) and proliferation (SRB assay). Also, the migration of serum-starved SHED towards conditioned media was assayed in companion plates, with 8 μm-pore-sized membranes, for 24 h. Gene expression of dentin matrix protein-1 (DMP-1) was evaluated by reverse-transcription polymerase chain reaction. Regular culture medium with 10% FBS (without conditioning) and culture medium supplemented with 20% FBS were used as controls. Results: MTA, CH and BD conditioned media maintained cell viability and allowed continuous SHED proliferation, with CH conditioned medium causing the highest positive effect on proliferation at the end of the treatment period (compared with BD and MTA) (p<0.05). In contrast, we observed increased SHED migration towards BD and MTA conditioned media (compared with CH) (p<0.05). A greater amount of DMP-1 gene was expressed in MTA group compared with the other groups from day 7 up to day 21. Conclusion: Our results show that the three capping materials are biocompatible, maintain viability and stimulate proliferation, migration and differentiation in a key dental stem cell population.

Expressão de DMP-1, DSPP, VEGF e FGF2 em células derivadas da polpa de dentes decíduos após o uso do laser de baixa intensidade / FGF2, VEGF, DSPP, and DMP-1 expression in cells of the pulp deciduous teeth with a low intensity laser

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de diferentes densidades de energia do Laser de Baixa Intensidade na viabilidade e proliferação celular de fibroblastos derivados da polpa de dentes decíduos humanos e na expressão de RNAm para DMP- 1, DSPP, VEGF e FGF-2. Amostras de fibroblastos pulpares da polpa de dentes decíduos humanos foram obtidas de um Biorrepositório. Foram utilizadas células entre a 4ª e a 7ª passagem, irradiadas com Laser de Baixa Intensidade (InGaAlP) de acordo com os seguintes grupos experimentais: Grupo 1: 1,2 J/cm2 - 05 mW - 10s; Grupo 2: 2,5 J/cm2 - 05 mW - 20s; Grupo 3: 3,7 J/cm2 - 05 mW - 30s; Grupo 4: 5,0 J/cm2 - 05 mW - 40s; Grupo 5: 6,2 J/cm2 - 05 mW - 50s; Grupo 6: 2,5 J/cm2 - 10 mW - 10s; Grupo 7: 3,7 J/cm2 - 15 mW - 10s; Grupo 8: 5,0 J/cm2 - 20 mW - 10s; Grupo 9: 6,2 J/cm2 - 25 mW - 10s; Controle Negativo: DMEM 1% SFB ­ não irradiado; Controle Positivo: DMEM 10% SFB ­ não irradiado. As técnicas utilizadas para as análises de viabilidade e proliferação celular foram MTT e CV. A técnica utilizada para avaliação da expressão de RNAm para os alvos DMP-1, DSPP, VEGF e FGF-2 foi RT-PCR. Os resultados foram analisados pelo método ANOVA a dois critérios, seguido pelo teste de Tukey (p<0,05). Para o teste MTT, na comparação intragrupos observou-se que houve diferença estatisticamente significativa entre os períodos 6h, 12h e 24h, diminuindo a viabilidade com o passar do tempo, exceto para o Grupo 1. Na comparação intergrupos, o MTT mostrou menor viabilidade para o controle negativo em comparação com os outros grupos (p<0,05), exceto com grupo 5 (5mW/50 seg). Observou-se que os grupos com maiores potências (10mW, 15mW, 20mW e 25mW), menores tempos de aplicação (10 segundos) e densidades de energia entre 2,5 J/cm2 e 6,2 J/cm2, apresentaram estatisticamente maior viabilidade que o grupo com menor potência (5mW), maior tempo de aplicação (50 segundos) e densidade de energia de 6,2 J/cm2. Para o teste CV não houve diferença intragrupos, mas houve diferença intergrupos entre os controles positivo e negativo. Para a expressão de RNAm por RTPCR, os fatores de crescimento VEGF e FGF-2 foram expressos em grande quantidade no primeiro período experimental, enquanto que DMP-1 e DSPP não foram expressos de maneira significativa. De acordo com os resultados obtidos, frente as diferentes densidades de energia, sugere-se que a terapia a laser de baixa intensidade manteve os fibroblastos viáveis e aumentou a expressão de RNAm para VEGF e FGF-2.(AU)

This study aimed to evaluate the effect of different energy densities of Low Level Laser (LLL) on cell viability and proliferation of fibroblasts from the pulp of human primary teeth (DHPF) and on the RNAm expression of DMP-1, DSPP, VEGF and FGF-2. DHPF were obtained from a biorepository and used at passages 4th to 7th. The cells were irradiated with LLL (InGaAlP) according to the following experimental groups: Group 1: 1.2 J/cm2 - 05 mW - 10s; Group 2: 2.5 J/cm2 - 05 mW - 20s; Group 3: 3.7 J/cm2 - 05 mW - 30s; Group 4: 5.0 J/cm2 - 05 mW - 40s; Group 5: 6.2 J/cm2 - 05 mW - 50s; Group 6: 2.5 J/cm2 - 10 mW - 10s; Group 7: 3,7 J/cm2 - 15 mW - 10s; Group 8: 5.0 J/cm2 - 20 mW - 10s; Group 9: 6.2 J/cm2 - 25 mW - 10s; Negative Control: DMEM 1% SFB ­ not irradiated; Positive Control: DMEM 10% SFB ­ not irradiated. The techniques used to evaluate the cell viability/proliferation were MTT and Crystal Violet (CV) assays. RT-PCR was used to verify the RNAm expression of DMP-1, DSPP, VEGF, and FGF-2. Two-way ANOVA, followed by Tukey test (p<0.05) was used to analyze the results. In the intragroup comparison, MTT assay revealed statistically significant differences among the periods of 6h, 12h, and 24h, with viability reduction as time went by, except for Group 1. In the intergroup comparison, the MTT assay showed that the negative control had statistically lower viability than that of the other groups (p<0.05), except for Group 5 (5mW/50 s). The groups with higher powers (10mW, 15mW, 20mW, and 25mW), shortest application periods (10 s), and energy densities between 2.5 J/cm2 and 6.2 J/cm2 exhibited statistically higher viability than that of the group with small power (5mW), longer application period (50 s), and energy density of 6.2 J/cm2 . CV assay did not show intergroup statistically differences. In the intragroup comparison, CV assay revealed statistically significant differences between positive and negative controls (p<0.05). RT-PCR revealed increased RNAm expression of the growth factors VEGF and FGF-2 at the first experimental period, while DMP-1 and DSPP was not significant. Based on the results and different energy densities used, LLL maintained DHPF viability and increased the RNAm expression of VEGF and FGF-2.(AU)

Avaliação imuno-histoquimica do antígeno nuclear de proliferação celular ( pcna ) e da proteina p53 em ameloblastomas tratados pela técnica da marsupialização 1 / Proliferating cell nuclear antigen (pcna) and p53 protein immunohistochemical evaluation in ameloblastomas treated by marsupialization technics

OBJETIVO: O propósito deste estudo foi avaliar a proliferação celular de ameloblastomas antes e depois de submetidos à técnica cirúrgica da marsupialização.MÉTODOS: quatro casos de ameloblastomas submetidos à marsupialização foram examinados imuno-histoquimicamente para a expressão do antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA) e da proteína p53, em dois momentos do tratamento: na cirurgia inicial de descompressão e na subseqüente enucleação. RESULTADOS: Observamos que a reatividade imuno-histoquímica para o PCNA e proteína p53, após a marsupialização, diminuiu em dois casos e aumentou em dois dos espécimes estudados. CONCLUSÃO: A marsupialização em ameloblastomas nem sempre é capaz de causar redução na atividade proliferativa das células tumorais.

Ativaçäo osteoblástica e mecanismos de migraçäo de neutrófilos induzidos pela dentina / Osteoblastic activation and mechanisms of neurophil migration induced by dentin

Após a mineralizaçäo, as moléculas de dentina permanecem imobilizadas pela fase mineral da matriz, sendo expostas ou liberadas como conseqüência de danos ao ligamento periodontal e à polpa. Uma vez liberadas, estas moléculas poderiam participar na migraçäo e ativaçäo de células ósseas e inflamatórias influenciando o curso dos processos associados à dissoluçäo da matriz dentinária. Com o objetivo de avaliar a capacidade da dentina em induzir eventos inflamatórios, verificamos o efeito de extratos brutos na liberaçäo in vitro de mediadores inflamatórios por macrófagos e osteoblastos. Avaliamos ainda, a capacidade de extratos brutos e das Sialoproteína (DSP) e Fosfoproteína (DPP) dentinárias em induzir quimiotaxia de neutrófilos in vivo e caracterizamos os mediadores envolvidos neste processo. Os extratos dentinários induziram osteoblastos a produzir IL-1 , TNF- , IL-6, CINC-1 e IL-10, sem interferir com a morfologia e a diferenciaçäo destas células. Os extratos dentinários, a DSP e a DPP induziram macrófagos a produzir IL-1 , TNF- e as quimiocinas MIP-1 , KC e MIP-2, bem como estimularam a migraçäo de leucócitos de maneira dose-dependente. A investigaçäo dos mecanismos envolvidos revelou a participaçäo de IL-1 , TNF- , KC e MIP-2 e excluiu a participaçäo de prostaglandinas, leucotrienos e MIP-1 na migraçäo leucocitária. Observamos ainda que macrófagos e mastócitos respectivamente estimulam e inibem o recrutamento de neutrófilos induzido por DSP e DPP e que macrófagos estimulados in vitro produzem fator(es) quimiotático(s) para neutrófilos. A partir destes resultados, podemos concluir que a dentina é capaz de estimular a produçäo de mediadores inflamatórios, com reconhecida atividade sobre osteoclastos, por células osteoblásticas e macrófagos in vitro. Os mecanismos pelos quais as proteínas dentinárias induzem migraçäo de neutrófilos in vivo säo indiretos e dependentes de IL-1 , TNF- e das quimiocinas KC e MIP-2, sendo modulados por macrófagos e mastócitos