Leukotriene B4 Loaded in Microspheres Inhibits Osteoclast Differentiation and Activation

ABSTRACT

Abstract To investigate osteoclast formation in vivo and if leukotriene B4 (LTB4) loaded in microspheres (MS) could be used as a therapeutical strategy to promote a sustained delivery of the mediator and prevent osteoclast differentiation. Methods: In vivo, apical periodontitis was induced in mice to investigate osteoclast differentiation and signaling in absence of 5-lipoxygenase (5-LO). In vitro, LTB4-MS were prepared using an oil-in-water emulsion solvent extraction-evaporation process. Characterization and efficiency of LTB4 encapsulation were investigated. J774A.1 macrophages were cultured in the presence of monocyte colony-stimulating factor (M-CSF) and ligand for receptor activator of nuclear factor kappa B (RANKL) and then stimulated with LTB4-MS. Cytotoxicity, in vitro MS-LTB4 uptake, osteoclast formation and gene expression were measured. Results: We found that 5-LO negatively regulates osteoclastic formation in vivo during apical periodontitis development. In vitro, LTB4-MS were up-taken by macrophages and were not cytotoxic to the cells. LTB4-MS inhibited osteoclast formation and the synthesis of osteoclastogenic genes Acp5, Mmp9, Calcr and Ctsk. LTB4-MS inhibited differentiation of macrophages into an osteoclastic phenotype and cell activation under M-CSF and RANKL stimulus.

RESUMO

Resumo O objetivo deste trabalho foi Investigar a formação de osteoclastos in vivo e se o leucotrieno B4 (LTB4) incorporado em microesferas (MS) poderia ser usado como estratégia terapêutica para promover uma entrega sustentada do mediador e prevenir a diferenciação dos osteoclastos. Métodos: In vivo, a periodontite apical foi induzida em camundongos para investigar a diferenciação e sinalização de osteoclastos na ausência de 5-lipoxigenase (5-LO). In vitro, LTB4-MS foi preparado usando um processo de evaporação e extração de solvente de emulsão de óleo em água. A caracterização e a eficiência do encapsulamento do LTB4 foram investigadas. Macrófagos J774A.1 foram cultivados na presença de fator estimulador de colônia de monócitos (M-CSF) e ligante para o receptor ativador do fator nuclear kappa B (RANKL) e, então, estimulados com LTB4-MS. Citotoxicidade, captação in vitro de MS-LTB4, formação de osteoclastos e expressão gênica foram avaliadas. Resultados: A via 5-LO regula negativamente a formação de osteoclastos in vivo durante o desenvolvimento da periodontite apical. In vitro, LTB4-MS foram fagocitadas pelos macrófagos e não foram citotóxicos para as células. LTB4-MS inibiu a formação de osteoclastos e a síntese dos genes pró-osteoclastogênicos Acp5, Mmp9, Calcr e Ctsk. Conclusões: LTB4-MS inibiu a diferenciação de macrófagos em um fenótipo osteoclástico e a ativação celular sob estímulo de M-CSF e RANKL.