Effect of radiotherapy on the differentiation and osteogenic activity of mesenchymal stem cells on dental implants / Efeito da radioterapia na diferenciação e atividade osteogênica de células-tronco mesenquimais em implantes dentários

Objective: to evaluate the differentiation and gene expression of transcripts related to osteogenesis in a primary culture of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) derived from rat femurs submitted to radiotherapy and the installation of pure titanium implants. Material and Methods: fifty-four rats received titanium implants in both femurs and were divided into three groups: Control: implant surgery (C); Implant + immediate irradiation (IrI), and Implant + late irradiation (IrL). Euthanasia occurred 3, 14, and 49 days after surgery. The bone marrow MSCs from the femurs were isolated and cultivated. The cell viability, total protein content, alkaline phosphatase (ALP) activity, and the formation of mineralization nodules and cellular genotoxicity were analyzed. The gene expression of Alkaline Phosphatase (phoA), Collagen 1 (COL1), Runt-related transcription factor 2 (RUNX2), Osterix (OSX), Osteopontin (OPN), Integrin ß1(ITGB1), Bone Sialoprotein (BSP), Osteonectin (SPARC), Osteocalcin (Bglap), Transforming Growth Factor ß-type (TGF-ß), Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor (GM-CSF), Interleukin-6 (IL-6), Apolipoprotein E (APOE) and Prostaglandin E2 synthase (PGE2) were evaluated by qRT- PCR. Results: ionizing radiation suppresses the gene expression of essential transcripts for bone regeneration, as well as cellular viability, as observed in the IrI and IrL groups. Conclusion: although this can lead to the loss of osseointegration and failure of the implant, the MSCs showed more activity at 49 days than at 3 and 14 days. (AU)

Objetivo: avaliar a diferenciação e expressão gênica de transcritos relacionados à osteogênese em cultura primária de MSCs derivadas de fêmures de ratos submetidos à radioterapia e instalação de implantes de titânio puro. Material e Métodos: cinquenta e quatro ratos receberam implantes de titânio em ambos os fêmures e foram divididos em três grupos: Controle: cirurgia de implante (C); Implante + irradiação imediata (IrI) e Implante + irradiação tardia (IrL). A eutanásia ocorreu 3, 14 e 49 dias após a cirurgia. As MSCs de medula óssea dos fêmures foram isoladas e cultivadas. Foram analisadas a viabilidade celular, teor de proteína total, atividade da fosfatase alcalina (ALP), formação de nódulos de mineralização e genotoxicidade celular. A expressão gênica de Fosfatase Alcalina (phoA), Colágeno 1 (COL1), fator de transcrição relacionado a Runt 2 (RUNX2), Osterix (OSX), Osteopontina (OPN), Integrina ß1 (ITGB1), Sialoproteína Óssea (BSP), Osteonectina (SPARC), Osteocalcina (Bglap), Fator de Crescimento Transformador tipo ß (TGF-ß), Fator Estimulante de Colônia de Granulócitos-Macrófagos (GM-CSF), Interleucina-6 (IL-6), Apolipoproteína E (APOE) e Prostaglandina E2 sintase (PGE2) foram avaliados por qRT-PCR. Resultados: a radiação ionizante suprime a expressão gênica de transcritos essenciais para a regeneração óssea, bem como a viabilidade celular, como observado nos grupos IrI e IrL. Conclusão:embora isso possa levar à perda da osseointegração e falha do implante, as MSCs apresentaram maior atividade aos 49 dias do que aos 3 e 14 dias (AU)

Os efeitos da Punica granatum L. em diferentes concentrações sobre duas linhagens celulares: estudo in vitro / The effects of Punica granatum L. at different concentrations on two cell lines: in vitro study

Introdução: A Punica granatum L. (PG), utilizada como medicamento fitoterápico, apresenta propriedades terapêuticas, anti-inflamatórias e antioxidante. Embora diversos estudos já tenham sido realizados com este fitoterápico, seus possíveis efeitos citotóxicos nos tecidos humanos ainda não são claros. Objetivo: Avaliar a citotoxicidade da PG por meio de cultura celular com duas linhagens: fibroblastos humanos de mucosa oral (FLM) e células de carcinoma epidermoide oral humano (KB). Material e método: As células foram submetidas ao teste de viabilidade celular por 24 horas nas concentrações da PG 1%, 0,50%, 0,25%, 0,125%, 0,062% e 0,031%, e aos testes de citotoxicidade celular em 4 horas, 1, 3, 5 e 7 dias, em diferentes concentrações, realizados em triplicata. Foi utilizado um controle negativo (Triton 1%) e um controle positivo sem o extrato de PG. Os dados obtidos foram submetidos à ANOVA (p < 0,05). Resultado: Foi possível observar que o extrato da PG possui efeitos inibitórios, apresentando-se maior nas células KB em relação às FLM. Os testes de citotoxicidade e viabilidade mostraram inibição e morte das células KB e FLM nas concentrações 1%, 0,50% e 0,25%. Conclusão: O efeito inibitório da PG foi dose-dependentes, mostrando-se maior nas células KB em relação às FLM.

Introduction: Punica granatum L. (PG), used as a herbal medicine, has therapeutic, anti-inflammatory and antioxidant properties, although several studies have already been carried out with this herbal medicine, its possible cytotoxic effects on human tissues are still unclear. Objective: To evaluate the cytotoxicity of PG through cell culture with two strains: human oral mucosa fibroblasts (LFM) and human oral squamous cell carcinoma (KB) cells. Material and method: The cells were submitted to the cell viability test for 24 hours in the concentrations of PG 1%, 0.50%, 0.25%, 0.125%, 0.062% and 0.031% and the cell cytotoxicity tests in 4 hours, 1, 3, 5 and 7 days in different concentrations, performed in triplicate. A negative control (Triton 1%) and a positive control without the PG extract were used. The data obtained were submitted to ANOVA (p <0.05). Result: it was possible to observe that the PG extract has inhibitory effects, being higher in KB cells in relation to LFM. The cytotoxicity and viability tests showed inhibition and death of KB and FLM cells at concentrations of 1%, 0.50% and 0.25%. Conclusion: The inhibitory effect of PG was dose dependent, showing itself to be greater in KB cells compared to LMB.

Interações biológicas de cimentos ósseos a base de silicato de cálcio com diferentes soluções ativadoras: estudo in vitro e in vivo / Biological interactions of calcium silicate-based bone cements with different activate solutions: in vitro and in vivo study

Os cimentos de silicatos de cálcio (CaSiO3) podem ser utilizados em tratamentos de reparo ósseo, tanto para aplicações médicas quanto odontológicas. A fim de atender às necessidades da engenharia de tecidos e aprimorar o leque de opções foram produzidos três cimentos de silicatos de cálcio utilizando α-wollastonita como precursora, juntamente com soluções ativadoras com potencial hidrogeniônico neutro, com três diferentes cátions, Na+ , K+ e NH4 + . A topografia superficial dos cimentos foi analisada por microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão por campo (MEV-FEG). Estudos in vitro, in vivo, relacionados a capacidade de interação com microrganismos e testes biomecânicos foram realizados para avaliar a influência de diferentes soluções ativadoras de fosfato e carbonato nos cimentos produzidos. Nos testes in vitro foram utilizadas células mesenquimais provenientes de fêmures de ratos. Após períodos pré-determinados foram realizados os testes de viabilidade celular, conteúdo de proteína total (PT), atividade de fosfatase alcalina (ALP) e formação de nódulos de mineralização. Para análise da interação microbiana a formação dos biofilmes monotípicos de S. aureus, P. aeruginosa e C. albicans foi mensurada. Posteriormente, os cimentos obtidos, a base de silicato de cálcio, foram submetidos ao estudo in vivo utilizando 20 ratos Wistars que passaram por procedimento cirúrgico para confecção de um defeito crítico de 3,0 mm nas tíbias direita e esquerda. Após a eutanásia, as peças foram submetidas a análise histológica, histomorfométrica e ao teste biomecânico de flexão de três pontos. Os dados obtidos foram estatisticamente analisados pelo teste Anova um e dois fatores, com nível de significância de 5%. Foi possível analisar que nenhum cimento se mostrou citotóxico, e todos permitiram a adesão e proliferação celular. As células em contato com os cimentos e meios de cultura se mostraram metabolicamente ativas pela expressão de proteínas total, porém, o grupo G-NH4 obteve destaque devido a expressão superior de fosfatase alcalina, demonstrando maior indução de diferenciação celular. Na análise histológica observou-se proliferação óssea em todos os grupos, sem diferença estatística entre os grupos. Na mensuração de força máxima e força de ruptura observou-se diferença estatisticamente significante entre o grupo G-NH4 e os demais grupos. Sendo assim, o silicato de cálcio produzido com solução ativadora de fosfato de amônio bifásico, na fase α-wollastonita, se mostrou promissor para engenharia de materiais para regeneração tecidual óssea(AU)

Calcium silicate cements (CaSiO3) can be used in bone repair treatments, both for medical and dental applications. In order to meet the needs of tissue engineering and improve the range of options, three calcium silicate cements were produced using αwollastonite as a precursor, with an activating solution of neutral potential hydrogen ionic, made of three different cations Na+, K+ and NH4 +. A superficial topography of the cements was analyzed by Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (SEMFEG). In vitro, in vivo studies related to the ability to interact with microorganisms and biomechanical tests were carried out to evaluate the influence of different phosphate and carbonate activating solutions in the cements produced. In in vitro tests, mesenchymal cells from rat femurs were used. After predetermined periods, cell viability tests, total protein content (PT), alkaline phosphatase activity (ALP) and formation of mineralization nodules were performed. For the analysis of microbial interaction, the formation of monotypic biofilms from S. aureus, P. aeruginosa and C. albicans was measured. Subsequently, the obtained cements, based on calcium silicate, were subjected to an in vivo study using 20 Wistars rats that underwent a surgical procedure to make a 3.0 mm critical defect in the right and left tibiae. After euthanasia, the pieces were submitted to histological, histomorphometric analysis and biomechanical flexion test of three points. The data obtained were statistically analyzed by the Anova test, one and two factors, with a significance level of 5%. It was possible to analyze that no cement was shown to be cytotoxic, and all allowed cell adhesion and proliferation. The cells in contact with the cements and culture media were shown to be metabolically active by the expression of total proteins, however, the G-NH4 group was highlighted due to the superior expression of alkaline phosphatase, demonstrating greater induction of cell differentiation. In the histological analysis, bone proliferation was observed in all groups, with no statistical difference between groups. In measuring the maximum strength and tensile strength it showed a statistically significant difference between the G-NH4 group and the other groups. Thus, the calcium silicate produced with a biphasic ammonium phosphate activating solution, in the α-wollastonite phase, proved to be promising for engineering materials for bone tissue regeneration(AU)