Orientador: Karina Gonzales Silvério Ruiz

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba

Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar se a exposição das células mesenquimais indiferenciadas do ligamento periodontal (PDLMSCs) ao lipopolissacarídeo da Porphyromonas gingivalis (Pg) e da Escherichia coli (Ec), levaria a alterações biológicas que comprometessem as propriedades...

Resumo: O objetivo do presente estudo foi avaliar se a exposição das células mesenquimais indiferenciadas do ligamento periodontal (PDLMSCs) ao lipopolissacarídeo da Porphyromonas gingivalis (Pg) e da Escherichia coli (Ec), levaria a alterações biológicas que comprometessem as propriedades relacionadas ao fenótipo mesenquimal indiferenciado. Para testar essa hipótese, inicialmente foi verificado se as cinco populações de células mesenquimais indiferenciadas purificadas para o antígeno de superfície CD105 (células CD105+) expresssavam os receptores Toll-like 2 e 4 (TLR2 e 4). Em seguida, as células foram cultivadas na presença do LPS da Pg e da Ec, e avaliadas quanto a sua viabilidade e proliferação pelo ensaio do MTS, expressão dos genes para citocinas inflamatórias IL-1?, IL-6, IL-8 e TNF-? (técnica do PCRq), imunomarcação para STRO-1 e expressão do gene identificador de pluripotencialidade - Oct-4, e capacidade de diferenciação osteoblástica/cementoblástica através dos ensaios para identificação de nódulos minerais e expressão dos genes para RUNX2, ALP e OCN. Os resultados mostraram que todas as populações celulares apresentaram fenótipo mesenquimal indiferenciado com marcação positiva para STRO-1, além de se mostrarem positivas para os receptores TRL2 e 4. O ensaio de MTS revelou que a exposição às três concentrações de LPS da Pg e da Ec (100 ng, 1 ?g e 10 ?g/ml) não comprometeu a viabilidade celular, mantendo todas as populações de PDLMSCs proliferativas ao longo dos 10 dias de cultivo. Em paralelo, verificou que LPS da Pg não alterou os níveis de RNAm para citocinas estudadas enquanto que, o LPS da Ec promoveu um aumento significativo na expressão de IL-6 e IL-8, quando aplicado nas concentrações de 100 ng e 1 ?g/ml. Adicionalmente, os resultados revelaram que a exposição celular aos LPS bacterianos, ambos na concentração de 1?g/ml, não alterou o fenótipo mesenquimal indiferenciado destas populações, uma vez que a expressão do gene OCT-4 e a marcação positiva para STRO-1 mantiveram-se semelhantes às células do grupo controle. Além disso, as células mantiveram a capacidade de diferenciação em fenótipo osteoblástico/cementoblástico, confirmado pela produção de nódulos minerais (ensaio de vermelho de alizarina) e expressão dos genes para RUNX-2, ALP e OCN semelhante ao grupo controle (células cultivadas em meio osteogênico). Somente foi observado um aumento significativo (p<0,05) na produção de nódulos minerais quando as células foram cultivadas na presença de 1?g/ml do LPS de Ec. Contudo, esse aumento da matriz mineral não está relacionado ao aumento nos níveis de RNAm para os genes relacionados ao fenótipo osteogênico comparado ao grupo controle. Dentro das condições experimentais avaliadas, concluí-se que a exposição das PDLMSCs ao LPS da Porphyromonas gingivalis e da Escherichea coli não alterou as propriedades biológicas destas células, mantendo assim, as características que conferem a estas a condição de mesenquimal indiferenciada

Abstract: The aim of this study was to evaluate if the exposure of mesenchymal stem cells of the periodontal ligament (PDLMSCs) to lipopolysaccharide (LPS) of Porphyromonas gingivalis (Pg) and Escherichia coli (Ec), would lead to biological changes that compromised the properties related to...

Abstract: The aim of this study was to evaluate if the exposure of mesenchymal stem cells of the periodontal ligament (PDLMSCs) to lipopolysaccharide (LPS) of Porphyromonas gingivalis (Pg) and Escherichia coli (Ec), would lead to biological changes that compromised the properties related to undifferentiated mesenchymal phenotype. To test this hypothesis, initially it was checked whether the five populations of mesenchymal stem cells purified by surface antigen CD105 (CD105+ cells) expressed the Toll-like receptors 2 and 4 (TRL2 and 4). Then, cells were cultured in the presence of LPS from Pg and Ec, and evaluated for viability and proliferation by the MTS assay, expression of proinflammatory cytokines IL-1?, IL-6, IL-8 and TNF-? (PCRq technique), immunostaining for STRO-1 and OCT-4 gene expression, an identifier of pluripotency, and osteoblast/cementoblastic differentiation capacity through assays to identify minerals nodules, as well as the gene expression of RUNX2, ALP and OCN. All these assays were carried out also in the presence of LPS from Escherichia coli (Ec), which is not considered a periodontal pathogen. The results showed that all cell populations with undifferentiated mesenchymal phenotype had positive staining for STRO-1, and also showed to be positive for the receptors TLR2 and 4. The MTS assay revealed that exposure to the three concentrations of Pg and Ec LPS (100 ng, 1?g and 10?g/ml) did not affect cell viability, keeping all PDLMSCs populations proliferative over 10 days of culture. In parallel, it was found that the LPS Pg did not alter mRNA levels for the cytokines studied, while the Ec LPS caused a significant increase in IL-6 and IL-8, when applied concentrations of 100ng/ml and 1?g/ ml. Additionally, the results revealed that cellular exposure to both LPS in the concentration of 1?g/ml, did not alter the undifferentiated mesenchymal phenotype of these populations, since the expression of gene OCT-4 and positive STRO-1 staining remained similar to cells in the control group. In addition, these cells retained their ability to differentiate into osteoblastic/cementoblastic phenotype confirmed by production of mineral nodules (alizarin red assay) and expression of the genes for RUNX-2, ALP and OCN similar to cells control group (cultured in osteogenic medium only). It was only observed a significant increase (p<0.05) in the production of mineral nodules when cells were cultured in the presence of 1?g/ml Ec LPS. However, this increase in the mineral matrix it is not related to increased levels of mRNA for genes related to osteogenic phenotype compared to the control group. Within the experimental conditions, it can be concluded that exposure of PDLMSCs to LPS of Porphyromonas gingivalis and Escherichia coli did not alter the biological properties of these cells thereby, maintaining the characteristics that confer to these cells the condition of mesenchymal stem cells