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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-213879

Resumo

As plantas calcinogênicas têm importância na medicina veterinária mundial por conterem glicosídeos, que após a sua ingestão, liberam metabólitos da vitamina D, potencialmente nocivos. No Brasil, as espécies Solanum glaucophyllum (S. malacoxylon) e Nierembergia veitchii são responsáveis pela calcinose enzoótica, intoxicação de caráter endêmico que acomete ruminantes. A calcinose é caracterizada pela calcificação de tecidos moles e está frequentemente associada à metaplasias óssea e cartilaginosa. A hipótese do primeiro experimento é que as células tronco mesenquimais (CTMs) estejam envolvidas na gênese do processo de metaplasia óssea causado pela S. glaucophyllum, o que ainda carece de comprovação científica. Além da metaplasia, a intoxicação pela S. glaucophyllum causa alterações ósseas, representadas por osteopetrose, osteonecrose e osteoporose. Por ser o osteoblasto uma célula que deriva da diferenciação osteogênica das CTMs da medula óssea, a hipótese do segundo experimento é que a osteoporose induzida pela intoxicação por S. glaucophyllum seja decorrente não somente da ação da planta sobre os osteoblastos, como também do seu efeito sobre a diferenciação osteogênica das CTMs. A concentração de 1,25(OH)2D3 obtida, por meio da técnica de cromatografia líquida, no extrato da planta foi de 3,8 µg/mL. Em ambos os experimentos, foram testados os efeitos de 100µL, 1mL e 50mL de extrato/L, contendo respectivamente, 1nM (0,4 µg/L), 10nM (4 µg/L) e 50nM (20 µg/L) de 1,25(OH)2D3. Foram realizados os seguintes ensaios: ensaio de MTT, atividade de fosfatase alcalina, determinação da porcentagem de células por campo, número de nódulos de mineralização e avaliação da expressão dos transcritos gênicos para osteopontina, sialoproteína óssea e BMP-2, por RT-PCR tempo real. No primeiro experimento, culturas de CTMs da medula óssea foram utilizadas como modelo para estudo dos efeitos da S. glaucophyllum na indução da diferenciação osteogênica de células indiferenciadas. Na concentração de 5mL de extrato de S. glaucophyllum por L de cultura desprovido de fatores indutores da osteogênese, o extrato da planta induziu diferenciação osteogênica das CTMs, comprovada pela maior síntese de matriz mineralizada e pelo aumento da expressão relativa dos transcritos gênicos para BMP-2. A diferenciação osteogênica induzida pelo extrato da planta foi estatisticamente semelhante à diferenciação induzida por meio de cultura contendo fatores que comprovadamente induzem osteogênese, representados pelo -glicerofosfato, ácido ascórbico e pela dexametasona. Conclui-se que culturas de CTMs da medula óssea de ratos são um bom modelo para estudar o efeito do extrato da S. glaucophyllum sobre a diferenciação osteogênica de células indiferenciadas e que os extratos de S. glaucophyllum contendo 10nM (4 µg/L) e 50nM (20 µg/L) de 1,25(OH)2D3 causam diferenciação osteogênica de CTMs, sugerindo ser este um dos mecanismos pelo qual a S. glaucophyllum produz metaplasia óssea. No segundo experimento, a fim de estudar os efeitos da S. glaucophyllum em CTMs submetidas à diferenciação em osteoblastos, diferentes concentrações do extrato da planta foram adicionadas ao meio de cultura, juntamente com fatores conhecidamente promotores de diferenciação osteogênica, representados pelo -glicerofosfato, ácido ascórbico e pela dexametasona. Aos 21 dias, nas concentrações de 1mL e de 5mL de extrato/L, houve redução significativa do número e do tamanho dos nódulos de mineralização, respectivamente. A concentração de 5mL de extrato/L também reduziu significativamente a expressão do transcrito para osteopontina em comparação ao controle. Conclui-se que o extrato de S. glaucophyllum apresenta efeito negativo sobre culturas de CTMs comprometidas com a diferenciação osteogênica, o que sugere ser este um dos mecanismos pelo qual ocorre osteoporose nos animais intoxicados pela planta

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Calcinogenic plants are important in veterinary medicine worldwide because they contain glycosides, which after their ingestion release potentially harmful vitamin D metabolites. In Brazil, the species Solanum glaucophyllum (S. malacoxylon) and Nierembergia veitchii are responsible for enzootic calcinosis, endemic intoxication that affects ruminants. Calcinosis is characterized by soft tissue calcification and is often associated with bone and cartilaginous metaplasias. The hypothesis of the first experiment is that the mesenchymal stem cells (MSCs) are involved in the genesis of the bone metaplasia caused by S. glaucophyllum, which still lacks scientific proof. In addition to metaplasia, S. glaucophyllum intoxication causes bone changes, represented by osteopetrosis, osteonecrosis and osteoporosis. Because the osteoblast is a cell derived from osteogenic differentiation of bone marrow MSCs, the hypothesis of the second experiment is that osteoporosis induced by S. glaucophyllum intoxication arises not only from the action of the plant on osteoblasts, but also from its effect on the osteogenic differentiation of MSCs. The concentration of 1,25(OH)2D3 obtained in the liquid chromatography technique in the extract of the plant was 3.8 g/mL. In both experiments, the effects of 100L, 1mL and 5mL of extract per liter of medium with 1nM (0.4g/L), 10nM (4g/L) and 50nM (20g/L) of 1,25(OH)2D3, respectivelly, were tested. The following assays were performed: MTT assay, alkaline phosphatase activity, determination of cells per field percentage, number of mineralization nodules and evaluation of the expression of the gene transcripts for osteopontin, bone sialoprotein and BMP-2 by RT -PCR real-time. In the first experiment, bone marrow MSCs cultures were used as a model for the study of the effects of S. glaucophyllum on the induction of osteogenic differentiation of undifferentiated cells. In the concentration of 5mL of S. glaucophyllum extract per liter of culture medium lacking osteogenesis inducing factors, the plant extract induced osteogenic differentiation of the MSCs, evidenced by the increase of mineralized matrix and relative expression of the gene transcripts to BMP-2. The osteogenic differentiation induced by the plant extract was statistically similar to the differentiation induced by culture containing factors that proved to induce osteogenesis, represented by -glycerophosphate, ascorbic acid and dexamethasone. It is concluded that rat bone marrow MSCs cultures are a good model for studying the effect of S. glaucophyllum extract on osteogenic differentiation of undifferentiated cells and that S. glaucophyllum extracts containing 10nM (4 g/L) and 50nM (20 g/L) of 1,25(OH)2D3 causes osteogenic differentiation of MSCs, suggesting that this is one of the mechanisms by which S. glaucophyllum produces bone metaplasia. In the second experiment, in order to study the effects of S. glaucophyllum on MSCs undergoing differentiation in osteoblasts, different concentrations of the plant extract were added to the culture medium, together with factors known to promote osteogenic differentiation, represented by -glycerophosphate, ascorbic acid and dexamethasone. At 21 days, in the concentrations of 1mL and 5mL of extract/L, there was a significant reduction in the number and size of mineralization nodules, respectively. The concentration of 5mL extract/L also significantly reduced transcript expression for osteopontin compared to control. It is concluded that the extract of S. glaucophyllum has a negative effect on cultures of mesenchymal stem cells compromised by osteogenic differentiation, suggesting that this is one of the mechanisms by which osteoporosis occurs in animals intoxicated by the plant

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