Análise do potencial osteogênico de células estromais derivadas da medula óssea de ratas adultas e senis submetidas ou não ao treinamento de força / Analysis of osteogenic potential of stromal cells derived from bone marrow of adult and senile rats submitted or not to strength training

RESUMO

Células tronco mesenquimais (CTMs) derivadas do estroma da medula óssea possuem potencial para se diferenciar in vivo e in vitro, em vários tipos celulares, incluindo osteoblastos e adipócitos. Durante o envelhecimento, há o maior número de células que se diferenciam espontaneamente em adipócitos, comprometendo a qualidade óssea, bem como perda da massa óssea decorrente do estilo de vida sedentário. Dentre fatores capazes de modular a diferenciação de CTMs em prol a formação óssea, sinais mecânicos estão sendo estudados como alternativa para o tratamento da osteoporose. Neste estudo, analisamos como o treinamento de força (TF) influencia a remodelação óssea durante o envelhecimento. Para isso, analisamos o potencial osteogênico de diferenciação de CTMs isoladas da medula óssea de ratas adultas (09 meses) e idosas (21 meses) que realizaram ou não o exercício físico com sobrecarga. Os resultados mostraram que o TF aumentou a expressão da proteína óssea morfogênica 2 (BMP2), regulando a diferenciação dos osteoblastos e formação óssea por promover up-regulation do fator de transcrição relacionado com o Runt 2 (Runx2) e down-regulation do fator de transcrição de adipócitos, receptor ativado por proliferadores de peroxissoma γ (Pparγ) em CTMs diferenciadas de doadoras idosas. Além disso, os valores de densidade mineral óssea areal e os parâmetros biomecânicos na tíbia das ratas idosas foram otimizados após a realização do TF. Estes resultados sugerem que o aumento dos fatores de transcrição e proteínas de matriz, bem como o decréscimo de Pparγ, desencadeado pelo TF, contribui para a melhoria da qualidade do osso de ratas idosas treinadas

ABSTRACT

In vivo and in vitro studies indicate that a subpopulation of bone marrow stromal cells derived mesenchymal stem cells (MSCs) has potential to differentiate into multiple cell types, including osteoblasts and adipocytes. During the aging, greater number of cells is able to differentiate spontaneously into adipocytes, committing bone quality, well as loss of bone mass due to the sedentary lifestyle. Among the factors capable of modulating differentiation of MSCs to promote bone formation mechanical signals are being studied as an alternative for the treatment of osteoporosis. In this study, we analyzed how the strength training (ST) participates in the bone remodeling during the aging. For this purpose, we analyzed the osteogenic potential of differentiation of MSCs isolated from the bone marrow of adult (09 months) and elderly (21 months) female rats that performed or not physical activity with overcharge. The results showed that the ST increased the bone morphogenic protein 2 (BMP2), regulated the osteoblast differentiation and bone formation for up-regulation of the osteogenic master transcription factor, Runt-related transcription factor 2 (Runx2) and the down-regulation of the adipocytes master transcription factor, peroxisome proliferator-activated receptor γ (Pparγ) in differentiated MSCs of the elderly donors. In addition, the values of areal bone mineral density and biomechanical parameters in the tibia of elderly rats were optimized after the realization of ST. These results suggest that increase of transcription factors and matrix proteins as well as the decrease of Pparγ, triggered by ST, contributes to better bone quality of trained elderly