Isolation and characterization of a human cementocyte-like cell line, HCY-23

Abstract Cementum is the mineralized tissue covering the tooth root that functions in tooth attachment and post-eruptive adjustment of tooth position. It has been reported to be highly similar to bone in several respects but remains poorly understood in terms of development and regeneration. Here, we investigate whether cementocytes, the residing cells in cellular cementum, have the potential to be protagonist in cementum homeostasis, responding to endocrine signals and directing local cementum metabolism. Cells from healthy erupted human teeth were isolated using sequential collagenase/EDTA digestions, and maintained in standard cell culture conditions. A cementocyte-like cell line was cloned (HCY-23, for human cementocyte clone 23), which presented a cementocyte compatible gene expression signature, including the expression of dentin matrix protein 1 ( DMP1 ), sclerostin ( SOST ), and E11/gp38/podoplanin ( E11 ). In contrast, these cells did not express the odontoblast/dentin marker dentin sialoprotein ( DSPP ). HCY-23 cells produced mineral-like nodules in vitro under differentiation conditions, and were highly responsive to inorganic phosphate (Pi). Within the limits of the present study, it can be concluded that cementocytes are phosphate-responsive cells, and have the potential do play a key role in periodontal homeostasis and regeneration.

Mesenchymal stem cells in periodontics: new perspectives / Células mesenquimais indiferenciadas em periodontia: novas perspectivas

ABSTRACT Tissue engineering is a contemporary field of science, which aims to create conditions based on principles of cell and molecular biology, bioengineering and biomaterials to regenerate tissues. Mesenchymal stem cells present high proliferation rates and are able to differentiate into multilineages under certain conditions, suggesting that they have great potential to act in regeneration field. Tooth derived stem cells are a suitable alternative source of mesenchymal cells once they are easily accessible and have poor morbidity to the donor. Studies showed that they have been isolated and characterized from diverse tissues such as dental pulp, exfoliated deciduous teeth, periodontal ligament, gingiva, dental follicle and apical papilla. However studies show that there is heterogeneity among these populations and there is no standard method to select the most appropriate tooth derived stem cells for regenerative procedures. The aim of this review is to present the current perspective of the multiple types of tooth-derived stem cells and to discuss the basis for their use in periodontal tissue engineering.

RESUMO A engenharia de tecidos é um campo contemporâneo da ciência, que visa criar condições baseadas em princípios de biologia celular e molecular, bioengenharia e biomateriais para regenerar tecidos. As células tronco mesenquimais apresentam altas taxas de proliferação e são capazes de se diferenciar, sob certas condições, em multi-linhagens, sugerindo que elas têm grande potencial para atuar no campo da regeneração. As células tronco derivadas de tecidos dentais são uma fonte alternativa adequada de células mesenquimais uma vez que são de fácil acesso e têm baixa morbidade para o doador. Estudos demonstraram que elas já foram isoladas e caracterizadas a partir de diversos tecidos tais como polpa dentária, dentes decíduos esfoliados, ligamento periodontal, gengiva, folículo dental e papila apical. Entretanto, os estudos demonstram que há heterogeneidade entre essas populações e não existe um método padrão para selecionar as células-tronco dentais mais apropriadas para procedimentos regenerativos. O objetivo desta revisão é apresentar o conhecimento atual dos vários tipos de células-tronco derivadas de dentes e discutir as novas perspectivas para seu uso na engenharia de tecidos periodontais.

Doença peri-implantar: Abordagens contemporâneas / Peri-implant disease: contemporary approaches

O uso de implantes dentários é considerado uma revolução na Odontologia moderna. Entretanto, um dos grandes desafios encontrados na Implantodontia é o processo de reabsorção óssea ao redor dos implantes, após sua colocação ou durante o uso. Esta revisão teve por objetivo discutir alguns avanços nas pesquisas científicas que utilizam parâmetros clínicos para classificação da doença peri-implantar. Diversos estudos na literatura demonstram que essas ferramentas podem promover uma melhor compreensão, tanto do cirurgião-dentista quanto dos pacientes que necessitam da utilização desses.

The use of dental implants is considered a revolution in modern dentistry. However, the great challenges found at implantodontology is the process of bone resorption around implants after placement or during use. This review aims to discuss some advances in scientific research that use clinical parameters to classify peri-implant disease. Several studies in the literature demonstrate these tools can promote a better understanding for both dental surgeons and patients in need of this.

Cemento dental: aspectos atuais de interesse para o clínico / Dental cementum: current aspects to the clinicians

Embora tenha havido avanço no entendimento da homeostase do cemento dental, o papel deste tecido e sua biologia permanecem não completamente elucidados. Este estudo buscou fornecer informações sobre os conhecimentos mais recente relacionados à biologia do cemento dental, com o objetivo de discutir o papel exercido por este tecido em condições não fisiológicas nos tecidos periodontais. Devido aos avanços na exploração do tecido ósseo, que compartilha diversas características similares, a pesquisa abrangente sobre o cemento dental tem sido encorajada, a fim de esclarecer a função completa deste tecido na homeostase periodontal e regeneração. Desta forma, no presente trabalho, sempre que possível será feito um paralelo entre osso alveolar e cemento dental. O desenvolvimento de metodologias e técnicas celulares e moleculares avançadas possibilitou um melhor entendimento do comportamento do cemento em situações diversas, como quando em situações patológicas, como a doença periodontal, e até mesmo frente à regeneração tecidual. Ademais, estudos clínicos e em modelo animal demonstraram resultados em relação à formação de cemento em abordagens regenerativas. No entanto, sugere-se que estudos posteriores possam contribuir para um melhor conhecimento sobre o cemento e o perfil celular dos cementoblastos e cementócitos, bem como suas interações para fornecer novos insights para o desenvolvimento de terapias eficientes e mais previsíveis para regeneração dos tecidos periodontais. Apesar dos avanços dos estudos clínicos e laboratoriais, pôde-se concluir que inúmeras questões referentes à biologia do cemento permanecem não esclarecidas.

Although some progress has been made to understand dental cementum homeostasis, its role and biology remains not completely elucidated. This study aimed to provide information on the recent knowledge related to the dental cementum biology, in order to discuss the role of this tissue in physiological and non-physiological conditions in the periodontal tissues. Due to advances in the exploration of bone tissue, which shares several similar features, comprehensive research on dental cementum has been encouraged in order to clarify the complete function of this tissue in periodontal homeostasis and regenerative approach. Novel methodologies and advanced cellular and molecular techniques provided better understanding of cementum in different circumstances, as pathological situations such as periodontal disease and even tissue regeneration. In addition, clinical and animal model designs show positive outcomes to cementum formation in regenerative approaches, however, it is suggested that further studies may contribute to better understand cementum tissue and cementoblasts and cementocytes profile, as well as their interactions, providing new insights to develop efficient and more predictable therapies for periodontal tissue regeneration. Despite advances in clinical and laboratory studies, it can be concluded that many questions regarding the cementum biology remain unclear.

Regeneração óssea guiada no tratamento de peri-implantite: dois anos de acompanhamento clínico / Guided bone regeneration in the treatment of peri-implantitis: 2 years of clinical follow-up

A peri-implantite é caracterizada pelo processo inflamatório ao redor de um implante, que inclui inflamação do tecido mole e perda progressiva de suporte ósseo. O foco do seu tratamento está no controle da infecção bacteriana, através da eliminação do biofilme da superfície do implante e, quando possível, na regeneração do osso perdido. Contudo, atualmente não existe evidência suficiente na literatura para indicar qual abordagem terapêutica é superior no tratamento da peri-implantite a longo prazo. Dessa forma, o objetivo do presente relato de caso clínico foi reportar os resultados a longo prazo do tratamento de um caso de peri-implantite, com a combinação de acesso cirúrgico para descontaminação da superfície do implante, uso adjunto de solução de tetraciclina (50 mg/ml) e procedimento de regeneração óssea guiada, utilizando enxerto xenógeno e membrana reabsorvível de colágeno. Aos dois anos de acompanhamento pós-operatório, observou-se uma melhora clínica significativa, com redução da profundidade de sondagem, ganho de inserção clínica e preenchimento ósseo radiográfico do defeito peri-implantar. Pôde-se observar que o acesso cirúrgico associado à regeneração óssea guiada é uma alternativa viável para o tratamento de lesões de peri-implantite.

Peri-implantitis is an inflammatory process around an implant, which includes soft tissue inflammation and progressive bone loss. Treatment aims to control the bacterial infection through elimination of the established biofilm from the implant surface, and if possible, the regeneration of the lost bone. However, currently there is not sufficient evidence in the literature supporting which therapeutic approach is most suitable for the treatment of peri-implantits at long-term follow-up. Thus, the aim of this case demonstrate was to report the results of a peri-implantitis treatment at long-term follow-up, with the combination of surgical access for decontamination of the implant surface, with adjunctive use of tetracycline solution (50 mg/ml) and guided bone regeneration procedure using xenogeneic graft and resorbable collagen membrane. A significant clinical improvement was observed at 2 years of follow-up, with reduced probing depth, clinical attachment gain and radiographic bone fill in the peri-implant defect. It can be concluded that the surgical access associated with guided bone regeneration is a viable option for the treatment of peri-implant lesions

Retalho semilunar e proteína derivada da matriz do esmalte em recessão gengival / Semilunar flap associated and enamel matrix derivative in gingival recession

A recessão gengival é caracterizada por um posicionamento apical da margem gengival em relação à junção cemento-esmalte. Dentre as técnicas propostas para o tratamento desta condição, destaca-se o retalho semilunar posicionado coronariamente (RSPC). Associação de técnicas de recobrimento radicular com o uso de gel contendo proteínas derivadas da matriz do esmalte tem sido abordada ultimamente, com o intuito de melhorar os resultados clínicos. Portanto, o objetivo foi relatar a utilização do RSPC para tratamento de recessões gengivais, com associação à proteína derivada da matriz do esmalte.

Gingival recession is characterized by an apical positioning of the gingival margin in relation to the cement-enamel junction (American Academy of Periodontology – AAP, 2001). Among the techniques proposed for the treatment of this condition, there is the semilunar coronally positioned flap (SCPF) – Tarnow, 1986. Combination of techniques root coverage with the use of gel containing proteins derived from enamel matrix has recently been approached in order to improving clinical outcomes. Therefore, the aim will be to report the use of the SCPF for treatment of gingival recessions, in association with the enamel matrix derivative.

Curcumina como promissor agente fotossensibilizador para uso em periodontia / Curcumin as a promising photosensitizing agent for use in Periodontics

A terapia fotodinâmica (TFD) tem sido utilizada com sucesso em Odontologia e, atualmente, tem sido proposta como alternativa dentro da terapia periodontal. Não existe, porém, um consenso sobre o melhor protocolo clínico de TFD em Periodontia, sendo necessárias pesquisas de novos fotossensibilizadores com finalidade de potencializar o efeito antimicrobiano da TFD sobre o biofilme periodontal e, consequentemente, sobre os parâmetros clínicos periodontais. Dessa forma, sugere-se, nesta revisão da literatura, a curcumina como uma potencial droga fotossensibilizadora para uso em Periodontia. Porém, são necessários estudos que validem um protocolo para seu uso clínico e confirmem sua eficácia no controle das doenças periodontais.

Estado atual da clorexidina na terapia periodontal / Current status of chlorhexidine in periodontal therapy

A clorexidina é uma bisbiguanida de amplo espectro que age em bactérias gram-positivas, gram-negativas, alguns vírus, leveduras e fungos. É considerada o agente químico gold standard no controle do biofilme supragengival e da inflamação e vem sendo utilizada como terapia coadjuvante em Periodontia desde a década de 1970. A literatura ao longo desse tempo vem propondo indicações, protocolos, formulações e concentrações distintas, podendo gerar dúvidas quanto a sua prescrição. Esta revisão teve como objetivo abordar a literatura científica com intuito de auxiliar o decision making do periodontista quanto ao uso da clorexidina frente ao tipo de doença, perfil sistêmico e limitações de cada paciente.

Diagnóstico e tratamento de periodontite agressiva / Diagnosis and treatment in aggressive periodontitis

A periodontite agressiva é uma doença que ainda se apresenta como desafio para o diagnóstico e para o tratamento. Frequentemente, acomete pessoas saudáveis, tem forte correlação familiar e produz rápida perda de inserção. Entretanto, as características clínicas não são suficientes para fechar o diagnóstico. A presença de uma microbiota patogênica é fundamental para o início e a progressão da doença. A biodiversidade da microflora subgengival é bastante grande, e uma grande parte ainda permanece desconhecida. O perfil genético também pode estar diretamente relacionado à destruição periodontal, pela alteração de funções celulares relativas ao sistema imune-inflamatório, causadas por mutações ou polimorfismos. Embora a PA seja uma doença multifatorial de difícil compreensão dos fatores etiológicos, o tratamento de escolha para a PA é a terapia mecânica, que demonstrou melhora significativa dos parâmetros clínicos. O uso de antimicrobianos como auxiliar no tratamento tem tentado potencializar os resultados clínicos da terapia mecânica. O objetivo deste artigo foi pontuar as características clínicas, microbiológicas e imunológicas que possam auxiliar o diagnóstico da periodontite agressiva, bem como uma revisão dos protocolos de tratamento periodontal mais recentemente avaliados, permitindo um tratamento focado em características específicas dessa condição patológica.

Engenharia tecidual: um novo paradigma da regeneração periodontal / Tissue engineering: a new paradigm for periodontal regeneration

O periodonto é uma complexa estrutra constituída por diferentes tecidos - tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido cementário e tecido ósseo. A doença periodontal é um processo inflamatório nos tecidos periodontals de suporte e proteção, resultando em destruição de osso e ligamento periodontal, formação de bolsas e recessões gengivais. Os estudos existentes na literatura, até o presente momento, têm demonstrado que, embora seja possível modificar os eventos de cura de várias maneiras, a regeneração periodontal completa e desejada dos defeitos periodontals, ainda é um objetivo difícil de ser alcançado. O estudo da engenharia tecidual tem sugerido a possibilidade de uso da terapia celular como alternativa para as técnicas regenerativas até então utilizadas. O conhecimento dos conceitos básicos de regeneração periodontal e dos princípios necessários para o sucesso da engenharia tecidual, bem como a compreensão do seu princípio biológico tornam-se necessários para o entendimento deste novo paradigma da terapia periodontal regenerativa. Sendo assim, o objetivo deste artigo é discutir o potencial das células do ligamento periodontal quando utilizadas com o propósito de promover a regeneração periodontal.

Efeito do processo inflamatório sobre as propriedades regenerativas das células-tronco do ligamento periodontal / Effect of inflammation on the regenerative properties of stem cells from periodontal ligament

Estudos recentes mostraram que o ligamento periodontal abriga populações celulares com características de células-tronco adultas, as quais são denominadas como células progenitoras ou indiferenciadas de origem mesenquimal. O sucesso da regeneração dos tecidos periodontais depende de uma série de eventos biológicos, os quais envolvem a migração e a proliferação das células indiferenciadas para o interior do defeito periodontal, e sua subsequente diferenciação em osteoblastos, cementoblastos e fibroblastos, acompanhada pela síntese de componentes das matrizes teciduais. Alguns estudos na área médica mostraram que as propriedades biológicas das células-tronco podem ser alteradas após a exposição tecidual a um processo inflamatório crônico, comprometendo o seu potencial regenerativo. Desta maneira, o presente estudo teve como objetivo realizar uma revisão da literatura das evidências disponíveis a respeito do impacto da doença periodontal inflamatória crônica sobre as propriedades regenerativas das células mesenquimais indiferenciadas, localizadas nas estruturas periodontais remanescentes.

Efeitos da combinação do fator de crescimento de fibroblastos básico e fator de transformação de crescimento beta na proliferação, expressão de genes para colágeno tipos I e III, metaloproteases-1 e -2 e TIMPs 1,2 e 3, e na modulação da síntese destes próprios fatores de crescimento pelas células do ligamento periodontal de humanos / The effects of association of basic fibroblast growth factor and transforming growth factor beta on the proliferation, expression of colagen type I e III, matrix metalloproteinases-1 e -2 e TIMPs 1,2 and 3, and on the modulation of the syntheses of t

O objetivo do presente estudo avaliar o efeito da combinação do fator de crescimento de fibroblastos básico (b-FGF) e fator de transformação de crescimento bet (TGF-beta) na proliferação, expressão de genes para colágeno tipos I e III, metaloproteases-1 e -2 e TIMPs 1,2 e 3, e na síntese destes próprios fatores de crescimento pelas células do ligamento periodontal de humanos. Para a realização do estudo, as células em diferentes concentrações, de acordo com cada experimento, foram tratadas com os fatores de crescimento nas concentrações de 1.0 ng e 10 ng/ml de meio de cultura para o b-FGF e para TGV-B, tanto isoladamente quanto associados. A avaliação da proliferação celular foi realizada após os períodos de 24 e 48 h na presença dos fatores de crescimento, através da mensuração do nível de MTS reduzido a formazan pelas células viáveis, e a síntese de b-FGF e TGF-B pelo teste ELISA empregando a técnica "sandwich". A expressão de genes para colágeno tipos I e III, metaloproteases-1 e -2 foi avaliada pela técnica de RT-PCR. O teste ANOVA mostrou haver diferenças estatisticamente significantes para proliferação e síntese de bFGF (p<0.05) entre os tratamentos...