Effect of energy level of photobiomodulation therapy on bone repair in rats / Efecto del nivel de energía de la terapia de fotobiomodulación sobre la reparación ósea en ratas

Abstract The aim of this experimental study was to determine the effect of photobiomodulation therapy on bone repair in a rat tibia osteotomy model at 15 and 30 days. The sample consisted of 36 male Holtzman rats that were randomized into 6 equal groups. Groups A1 and A2: osteotomy + 1 J laser energy. Groups B1 and B2: osteotomy + 3 J laser energy. Groups C1 and C2 (controls): osteotomy only. The bone repair was analyzed by histological evaluation of osteoblasts and osteocytes both at 15 days (groups A1, B1, and C1) and at 30 days (groups A2, B2, and C2). Within the results, in all groups a greater number of osteoblasts was found at 15 days vs 30 days (p<0.05), and a greater number of osteocytes in B1 and C2 vs B2 and C1, respectively (p<0.05). When evaluating the 3 groups worked up to 15 days, more osteoblasts were found in A1 and C1 vs B1 (p<0.001); and osteocytes predominated in A1 and B1 vs C1 (p<0.001). At 30 days there was a greater quantity of osteoblasts in C2 vs A2 and B2 (p<0.05) and of osteocytes in C2 vs B2 (p<0.05). It is concluded that 1 J photobiomodulation therapy improved bone repair at 15 days; however, this improvement was not observed at 30 days because there were no differences between the irradiated groups and the control.

Resumen El objetivo de este estudio experimental fue determinar el efecto de terapia de fotobiomodulación sobre la reparación ósea en un modelo de osteotomía de tibia de rata a los 15 y 30 días. La muestra estuvo compuesta por 36 ratas Holtzman macho que se aleatorizaron en 6 grupos iguales. Grupos A1 y A2: osteotomía + energía láser de 1 Joule. Grupos B1 y B2: osteotomía + energía láser 3 Joule. Grupos C1 y C2 (controles): solo osteotomía. La reparación ósea fue analizada por evaluación histológica de osteoblastos y osteocitos tanto a los 15 días (grupos A1, B1 y C1) como a los 30 días (grupos A2, B2 y C2). Como resultados se encontró que en todos los grupos hubo mayor número de osteoblastos a los 15 días vs. 30 días (p<0,05), y mayor número de osteocitos en B1 y C2 vs B2 y C1, respectivamente (p<0,05). Al evaluar a los animales a los 15 días, se observó mayor número de osteoblastos en A1 y C1 vs B1 (p<0.001); y mayor número de osteocitos en A1 y B1 vs C1 (p<0,001). Al evaluar a los ratones a los 30 días hubo mayor cantidad de osteoblastos en C2 vs A2 y B2 (p<0,05) y de osteocitos en C2 vs B2 (p<0,05). Se concluye que la terapia de fotobiomodulación con 1 Joule mejoró la reparación ósea a los 15 días; sin embargo, dicha mejora no se observó a los 30 días porque no hubo diferencias entre los grupos irradiados y el control.

Unveiling the role of osteoblastic micro RNAs in the skeleton: from biological functions to therapeutic potential / Rol de los micro-ARN osteoblásticos en el esqueleto: desde las funciones biológicas al potencial terapéutico

MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNA molecules that play critical roles in post-transcriptional gene regulation. They function by binding to target messenger RNA (mRNA) molecules, leading to their degradation or inhibiting their translation into proteins. In the context of skeletal diseases, such as osteoporosis, osteoarthritis, and bone metastasis, there is growing evidence osteoblastic miRNAs, are involved in the regulation of bone formation and maintenance.Osteoblasts are bone-forming cells responsible for synthesizing and depositing the extracellular matrix, which ultimately mineralizes to form bone tissue. Osteoblastic miRNAs modulate various aspects of osteoblast function, including proliferation, differentiation, mineralization, and apoptosis. Dysregulation of these miRNAs can disrupt the balance between bone formation and resorption, leading to skeletal diseases.The therapeutic implications of targeting osteoblastic miRNAs in skeletal diseases are significant. Modulating the expression levels of specific miRNAs holds promise for developing novel therapeutic strategies to enhance bone formation, prevent bone loss, and promote bone regeneration. Potential therapeutic approaches include the use of synthetic miRNA mimics to restore miRNA expression in diseases associated with miRNA downregulation or the use of anti-miRNA oligonucleotides to inhibit miRNA function in diseases associated with miRNA upregulation.miRNA-based therapies are still in the early stages of development, and further research is needed to fully understand the complexity of miRNA networks. Additionally, the delivery of miRNAs to specific target tissues and cells remains a challenge that needs to be addressed for effective clinical translation. Nonetheless, targeting osteoblastic miRNAs represents a promising avenue for future therapeutic interventions in skeletal diseases. (AU)

Los micro-ARNs (miARNss) son pequeños ARN no codificantes que desempeñan un papel fundamental en la regulación génica postranscripcional. Ejercen su función al unir-se a moléculas de ARN mensajero (ARNm), promoviendo su degradación e inhibiendo su traducción en proteínas. En el contexto de las enfermedades esqueléticas, como la osteoporosis, la osteoartritis y la metástasis ósea existe evidencia de que los miARNs osteoblásticos están involucrados en la regulación de la formación y del mantenimiento óseo. Los osteoblastos son células formadoras de hueso responsables de sintetizar y depositar la matriz extracelular, que finalmente se mineraliza para formar el hueso. Los miARNs derivados de osteoblastos modulan varios aspectos de la función de estas células, incluida la proliferación, diferenciación, mineralización y la apoptosis. La desregulación de estos miARNs puede alterar el equilibrio entre la formación y la resorción ósea, lo que lleva a enfermedades óseas. Las implicaciones terapéuticas de los miARNs osteoblásticos en enfermedades esqueléticas son significativas. La modulación de los niveles de expresión de miARNs específicos es prometedora para desarrollar nuevas estrate-gias terapéuticas a fin de mejorar la formación, prevenir la pérdida y promover la regeneración ósea. Los enfoques terapéuticos potenciales incluyen el uso de miméticos de miARNs para restaurar la expresión de miARNs o el uso de oligonucleótidos anti-miARNs para inhibir su función. Las terapias basadas en miARNs aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo. La administración de miARNs a las células y los tejidos específicos sigue siendo un desafío para lograr una aplicación clínica eficaz. (AU)

Efeito biológico do laser de baixa intensidade em osteoblastos cultivados na superfície de arcabouços poliméricos tridimensionais / Biological effect of low-intensity laser on osteoblasts cultured on the surface of three-dimensional polymeric scaffolds

A primeira parte do trabalho avaliou, através de uma revisão sistemática de estudos in vitro, a aplicabilidade da fotobiomodulação como uma ferramenta auxiliar na engenharia de tecidos. De 8373 estudos inicialmente identificados a partir das estratégias de busca, dez artigos atingiram os critérios de inclusão para análise. Os dados obtidos na maioria dos estudos revisados indicaram que a laserterapia de baixa intensidade (LBI) pode aumentar a proliferação e diferenciação de células cultivadas na superfície dos biomateriais. Na segunda parte do trabalho foi avaliado o efeito da LBI na dose de 4 J/cm2 na proliferação de osteoblastos (OFCOL II) cultivados na superfície de arcabouços poliméricos tridimensionais (3D) de ácido polilático (PLA) e de PLA associado a quitosana (PLA/Q) produzidos pela técnica de fiação por sopro em solução. O ensaio do Alamar Blue demonstrou que as células OFCOL II cultivadas sobre os arcabouços 3D de PLA e irradiadas apresentaram uma maior atividade proliferativa quando comparadas aos grupos não irradiados no intervalo de 72 h. Além disso, as células OFCOL II cultivadas sobre arcabouços de PLA/Q também apresentaram uma maior atividade proliferativa em 24 h. A análise pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que os osteoblastos se encontravam ancorados em concavidades das fibras nos arcabouços examinados. Concluiu-se que o modelo proposto apresentou um potencial para estudos na área da engenharia tecidual óssea. Na terceira parte do trabalho foi avaliada a influência da LBI infravermelha (IV) e vermelha (V) em diferentes dosagens (1 J/cm², 4 J/cm² e 6 J/cm²) na proliferação e viabilidade das células OFCOL II. O ensaio do Alamar Blue mostrou diferenças significativas (p<0,05) na atividade mitocondrial do grupo IV utilizando a dose de 1 J/cm2 e 4 J/cm2, nos intervalos de 24 e 48 h. Já o ensaio do Live/Dead evidenciou que a LBI induziu aumento da viabilidade celular no grupo IV na dose de 4 J/cm2, quando comparada com os demais grupos. Em conjunto, os resultados sugerem que a LBI pode promover bioestimulação in vitro de osteoblastos, inclusive quando cultivados na superfície de arcabouços poliméricos 3D, representando assim uma ferramenta promissora nas técnicas de engenharia tecidual óssea (AU).

The first part of the work evaluated, through a systematic review of in vitro studies, the applicability of photobiomodulation as an auxiliary tool in tissue engineering. Of 8373 studies initially identified from the search strategies, ten articles met the inclusion criteria for analysis. Data obtained from most of the reviewed studies indicated that low-intensity laser therapy (LLLT) could increase the proliferation and differentiation of cells cultured on the surface of biomaterials. The second part of the work evaluated the effect of LLLT at a dose of 4 J/cm² on the proliferation of osteoblasts (OFCOL II) cultivated on the surface of threedimensional (3D) polymer scaffolds of polylactic acid (PLA) and PLA associated with chitosan (PLA/Q) produced by the solution blow spinning technique. The Alamar Blue assay demonstrated that OFCOL II cells cultured on 3D PLA scaffolds and irradiated showed more significant proliferative activity when compared to non-irradiated groups within 72 h. Furthermore, OFCOL II cells cultured on PLA/Q scaffolds showed higher proliferative activity at 24 h. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed that the osteoblasts were anchored in the concavities of the fibers of the examined scaffolds. It was concluded that the proposed model showed potential for studies in the field of bone tissue engineering. The third part of the work evaluated the influence of infrared (IR) and red (R) laser therapy at different dosages (1 J/cm², 4 J/cm², and 6 J/cm²) on the proliferation and viability of OFCOL II cells. The Alamar Blue assay showed significant differences (p<0.05) in the mitochondrial activity of group IR using the dose of 1 J/cm² and 4 J/cm² at 24 and 48 h. The Live/Dead assay showed that LLLT induced an increase in cell viability in the IR group at a dose of 4 J/cm² compared to the other groups. Taken together, the results suggest that LLLT can promote in vitro biostimulation of osteoblasts, even when cultivated on the surface of 3D polymeric scaffolds, thus representing a promising tool in bone tissue engineering techniques (AU).

Influence of melatonin associated with the Bio-Gide® membrane on osteoblast activity: an in vitro Study / Influência da melatonina associada à membrana bio gide® na atividade de osteoblastos: um estudo in vitro

ABSTRACT Melatonin (MLT) is a hormone responsible for regulating several physiological processes. It has been shown that MLT can be an important mediator in bone formation and stimulation, promoting osteoblast differentiation. In clinical practice, in tissue regeneration procedures, it is necessary to use membranes or barriers, associated with biomaterials, or not. The aim of this in vitro study was to assess the effect of melatonin on the activity of osteoblastic cells, associated, or not, with a resorbable collagen membrane (Bio-Gideä). For this, mice-derived pre-osteoblastic cells MC3T3 obtained from the ATCC (American Type Culture Collection) were used. Cultured cells were subject to the following treatments: MLT with a concentration of 1mM, a Bio-Gideä membrane and a membrane associated with MLT (Bio-Gideä + MLT). Proliferation and cell viability assays and protein lysate (ELISA test) quantification for the BMP-2 protein were carried out, in periods of 72 hours, 7 days and 10 days. After analyzing the data (one-way ANOVA, alpha=5%) it was observed that when MLT was used in isolation, there was an increase in cell proliferation and viability in osteoblastic cells (p<0.05). But, when MLT was associated with resorbable membranes, there was an inverse behavior, both in terms of proliferation and viability (p<0.05). In the case of the ELISA test, no secretion of BMP-2 was detected in any of the analyzed groups. It is concluded that MLT has a stimulatory effect on osteoblasts, but, when associated with Bio-Gideä resorbable membranes, it does not show any viable action in osteoblastic cell stimulation.

RESUMO A melatonina (MLT) é um hormônio responsável pela regulação de diversos processos fisiológicos no nosso organismo. Tem sido demonstrado que a melatonina possa ser um importante mediador na formação e estimulação óssea, promovendo a diferenciação dos osteoblastos. Clinicamente, para o procedimento de regeneração tecidual, faz-se necessário a utilização de membranas ou barreiras, associadas ou não a biomateriais. Assim, o objetivo deste estudo in vitro foi avaliar o efeito da melatonina na atividade de células osteoblásticas, associada ou não a uma membrana de colágeno reabsorvível (Bio-Gide®). Para isto foram utilizadas células pré-osteoblásticas MC3T3 do ATCC (American Type Culture Collection), de camundongos. As células em cultura foram submetidas aos seguintes tratamentos: MLT na concentração de 1mM, membrana Bio Gide® e membrana associada à MLT (Bio-Gide® + MLT). Foram realizados os ensaios de proliferação e viabilidade celular e quantificação do lisado proteico (teste ELISA), para a proteína BMP-2, nos períodos de 72 horas, 7 e 10 dias. Após a análise dos dados (ANOVA um critério, alfa=5%) pode-se observar que a MLT quando utilizada sozinha, resultou em um aumento na proliferação e viabilidade celular nas células osteoblásticas (p<0,05). Entretanto, quando a MLT foi associada à membrana reabsorvível foi observado um comportamento inverso, tanto na proliferação quanto na viabilidade (p<0,05). Para o teste ELISA realizado, não houve secreção detectável de BMP-2 para nenhum grupo analisado. Conclui-se que a melatonina possui uma ação estimuladora nos osteoblastos, mas quando associada à membrana reabsorvível Bio-Gide®, não demonstra uma ação viável na estimulação de células osteoblásticas.

Influence of titanium nanotubular surfaces, produced by anodization, on the behavior of osteogenic cells: in vitro evaluation / Influência da superfície nanotubular do titânio, produzido por anodização, no comportamento de células osteogênicas: avaliação in vitro

Objective: The objective of this study was to evaluate in vitro the influence of the anodized surface of Ti35Nb7Zr alloy on the behavior of osteogenic cells, for future application in biomedical implants. Material and Methods: For the development of this research, samples of commercially pure titanium (TiCp) and samples of Ti35Nb7Zr alloy were anodized, both were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and were plated afterwards with human osteoblast-like cells (MG63 line) (2 x 104). Cell adhesion, cytotoxicity test, formation of mineralization nodules and a comet assay were also performed in different periods. The bottom of the plate was used as a control, without a sample. Results: SEM analysis showed that the topography of both samples presented surfaces covered by nanotubes. Cellular morphology exhibited spreading in both samples proposing an intimate cell- material liaison. After 3 days, the Ti35Nb7Zr group exhibited greater cell viability than the TiCp group (p<0.01). Regarding calcium content, there was no statistical difference between the anodized groups, but there was a difference between the experimental groups and the control group (p<0.01). In the comet assay, the percentage of DNA in the comet tail did not exhibit any significant difference (p>0.05) among the groups in the evaluated periods. Conclusion: It was concluded that this process of anodization was efficient to form nanotubes, as well as promote a positive influence on the behavior of osteogenic cells without promoting cell damage. (AU)

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar in vitro a influência da superfície anodizada da liga Ti35Nb7Zr no comportamento de células osteogênicas, para futura aplicação em implantes biomédicos. Material e Métodos: Para o desenvolvimento desta pesquisa, amostras de titânio comercialmente puro (TiCp) e amostras da liga Ti35Nb7Zr foram anodizadas, ambas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e posteriormente plaqueadas com células semelhantes a osteoblastos humanos (linha MG63) (2 x 104). Foram realizados em diferentes períodos a adesão celular, teste de citotoxicidade, formação de nódulos de mineralização e ensaio do cometa. O fundo da placa foi usado como controle, sem amostra. Resultados: A análise em MEV mostrou que a topografia de ambas as amostras apresentava superfícies cobertas por nanotubos. A morfologia celular exibiu espalhamento em ambas as amostras, propondo uma ligação íntima célula-material. Após 3 dias, o grupo Ti35Nb7Zr exibiu maior viabilidade celular do que o grupo TiCp (p<0.01). Em relação ao teor de cálcio, não houve diferença estatística entre os grupos anodizados, mas houve diferença entre os grupos experimentais e o grupo controle (p<0.01). No ensaio do cometa, a porcentagem de DNA na cauda do cometa não apresentou diferença significativa (p> 0.05) entre os grupos nos períodos avaliados. Conclusão:Concluiu-se que esse processo de anodização foi eficiente para formar nanotubos, além de promover uma influência positiva no comportamento das células osteogênicas sem promover dano celular. (AU)

Avaliação dos efeitos de novas hidroxiapatitas e suas modificações superficiais utilizadas para regeneração óssea / Evaluation effects of new hydroxyapatites and their surface modifications used for bone regeneration

O objetivo deste estudo foi sintetizar um substituto ósseo a base de Hidroxiapatita (HAp), modificá-lo superficialmente com hexametafosfato (HMP) e colágeno tipo I (COL) e analisar o comportamento in vitro e in vivo. A síntese de HAp foi realizada pelo método de coprecipitação controlada a partir de H3PO4, CaCl2 e NH4OH. Após processamento foram realizadas as modificações superficiais em soluções de HMP e COL. As partículas de hidroxiapatita e suas modificações foram caracterizadas através das técnicas de potencial-zeta (ζ), tamanho de partícula, espectroscopia de infravermelho com transformada Fourrier (FTIR) e difração de raios X (DRX), as quais evidenciaram alta semelhança química com a HAp biológica. A morfologia foi avaliada através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), a qual mostrou que as nanopartículas de HAp obtidas possuíam aproximadamente 130 nm, pode ser visualizada uma película recobrindo as superfícies modificadas com HMP e COL. Foi realizada cultura de células MC3T3, com análises de MTT, ALP e nódulos de mineralização. Nas análises in vivo, foram realizados defeitos críticos em calvaria de 150 ratos, divididos em 5 grupos (GC:autógeno; G1:HAp; G2:HMP; G3:COL; G4:BioOss) e submetidos a eutanásia após 7,14,30,60 dias. Os espécimes foram avaliados em cortes calcificados MicroCt e confocal, apresentando fechamento do defeito e formação óssea significante em G1,G3 e G4. Portanto conclui-se que G1 e G3 apresentaram comportamento favorável e viável na neoformação óssea comparado ao G4 substituto ósseo comercialmente disponível, tornando-se uma futura alternativa para regeneração óssea(AU)

The aim of this study was to synthesize a bone substitute based on Hydroxyapatite (HAp), superficially modify it with hexametaphosphate (HMP) and collagen type I (COL) and analyze its behavior in vitro and in vivo. The synthesis of HAp was carried out by the controlled co-precipitation method from H3PO4, CaCl2 and NH4OH. After processing, surface modifications were performed in HMP and COL solutions. HAp particles and their modifications were characterized using the techniques of zeta-potential (ζ), particle size, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD), which showed high chemical similarity with the Biological HAp. The morphology was evaluated using the technique of scanning electron microscopy (SEM), which showed that the HAp nanoparticles obtained had approximately 130 nm, a film covering the modified surfaces with HMP and COL can be visualized. Culture of MC3T3 cells was performed with analysis of MTT, ALP and mineralization nodules. In the in vivo analysis, critical calvarian defects were performed in 150 rats, divided into 5 groups (GC:autogenous bone; G1:HAp; G2:HMP; G3:COL; G4:BioOss) and euthanized after 7,14,30,60 days. The specimens were evaluated in calcified MicroCt and confocal sections, showing defect closure and significant bone formation in G1,G3 and G4. Therefore, it is concluded that G1 and G3 presented favorable and viable behavior in bone neoformation compared to the commercially available G4 bone substitute, becoming a future alternative for bone regeneration(AU)

Citotoxicidade e efeito indutor de mineralização de flavonoides sobre células osteoblásticas / Cytotoxicity and inducing effect of mineralization of flavonoids on osteoblastic cells

A perda óssea dentária e a formação de lesões periapicais surgem como uma consequênc ia do desequilíbrio da homeostase óssea. Os osteoblastos, juntamente com os osteoclastos e osteócitos, atuam na formação e na reabsorção óssea. Vários marcadores de formação óssea são produzidos por osteoblastos ativos e refletem diferentes aspectos da dif erenciação osteoblástica e da remodelação óssea. Com isso, muitos autores têm explorado o uso de fitoterápicos, visando obter novos compostos que apresentem propriedades terapêuticas, como os flavonoides, e que estimulem a neoformação óssea e o reparo da r egião periapical. O objetivo deste estudo foi avaliar in vitro a citotoxicidade e efeito indutor de mineralização de flavonoides sobre células osteoblásticas humanas. Para isso, células osteoblásticas da linhagem Saos expostas aos seguintes flavono2 foram ides: quercetina, miricetina e seus derivados taxifolina, isoquercitrina, rutina, ampelopsina e EGCG, além de pinocembrina, crisina e canferol, de forma isolada e combinada. Foi avaliado o efeito citotóxico, a atividade de fosfatase alcalina e indução de n mé todo de Shapiroódulos de mineralização. Os resultados foram analisados p elo Wilk, e as variáveis foram submetidas à análise de ANOVA seguida pelo teste de Tukey para comparar entre os grupos e/ou concentrações ou teste de Dunnett para comparar entre cada grupo e o controle, com nível de significância de 5%. A viabilidade da cultura de osteoblastos não teve uma redução estatisticamente significativa na presença da maioria dos compostos, exceto crisina a 100µM. Taxifolina, isoquercitrina, rutina, ampelopsina e EGCG foram os compostos que estimularam significativamente a atividade da fosfatase alcalina, juntamente com as combinações taxifolina+isoquercitrina, taxifolina+ampelopsina e taxifolina+rutina a 25/25 µM. Quanto a formação de nódulos de mine ralização, ampelopsina, isoquercitrina, rutina, pinocembrina e miricetina isolados e taxifolina+isoquercitrina, taxifolina+ampelopsina e taxifolina+rutina combinados obtiveram os melhores resultados, variando de acordo com as concentrações. Concluise que a taxifolina, isoquercitrina, rutina e ampelopsina e combinações de taxifolina com esses flavonoides são citocompatíveis e apresentam efeito indutor de mineralização em osteoblastos Saos-2(AU)

Dental bone loss and the formation of periapical lesions arise as a consequence of imbalance of bone homeostasis. Osteoblasts, together with osteoclasts and osteocytes, act in bone formation and resorption. Several markers of bone formation are produced by active osteoblasts and reflect different aspects of osteoblastic differentiation and bone remodeling. Thus, many authors have explored the use of phytotherapics in order to obtain new compounds with therapeutic properties, such as flavonoids, and also stimulate bone neoformation and periapical region repair. The objective of this study was to evaluate in vitro the cytotoxicity and inducing effect of flavonoid mineralization on human osteoblastic cells. For this, osteoblastic cells of the Saos-2 lineage were exposed to the following flavonoids: quercetin, myricetin and its derivatives taxifoline, isoquercitrin, rutin, ampelopsin and EGCG, in addition to pinocembrin, chrysin and kaempferol, in an isolated and combined manner. The cytotoxic effect, the activity of alkaline phosphatase and the induction of mineralization nodules were evaluated. The results were analyzed using the Shapiro-Wilk method, and the variables were submitted to ANOVA analysis followed by the Tukey test to compare between groups and/or concentrations or Dunnett's test to compare between each group and the control, with a level of 5% significance. The viability of the osteoblast culture did not have a statistically significant reduction in the presence of most compounds, except 100 µM chrysin. Taxifoline, isoquercitrin, rutin, ampelopsin and EGCG were the compounds that significantly stimulated the activity of alkaline phosphatase, together with the combinations taxifoline+isoquercitrin, taxifoline+ampelopsin and taxifoline+rutin at 25/25 µM. As for the formation of mineralization nodules, ampelopsin, isoquercitrin, rutin, pinocembrin and myricetin alone and taxifoline+isoquercitrin, taxifoline+ampelopsin and taxifoline+rutin combined obtained the best results, varying according to the concentrations. It is concluded that taxifoline, isoquercitrin, rutin and ampelopsin and combinations of taxifolin with these flavonoids are cytocompatible and have a mineralization-inducing effect on Saos-2 osteoblasts(AU)

Rol de los fitoestrógenos en la calcificación vascular e interacciones óseo-vasculares / Role of phytoestrogens in vascular calcification and bonevascular interactions

La osteoporosis y las enfermedades cardiovasculares son patologías prevalentes en mujeres posmenopáusicas. La calcificación vascular es un proceso en el que se produce una distorsión de la arquitectura natural del tejido arterial con una transformación símil osteogénica. La fisiología vascular y la osteogénesis (formación y remodelación ósea) comparten una complejidad metabólica y funcional crítica, que ha sido poco explorada en forma conjunta, lo que ha impulsado la concepción del Eje Óseo-Vascular como nueva área de investigación, con una visión de estudio integradora con la finalidad de identificar vínculos entre ambos sistemas. En virtud de la controversia planteada sobre los riesgos/beneficios de la terapia de reemplazo hormonal para prevenir enfermedades asociadas a la menopausia, se ha incentivado la búsqueda de nuevas opciones de tratamiento. Los fitoestrógenos, como compuestos nutracéuticos, surgen como una potencial alternativa terapéutica. En particular, las isoflavonas presentan gran analogía estructural con el estrógeno humano 17ß-estradiol, lo que les permite unirse al receptor de estrógenos e inducir acciones estrogénicas tanto en células animales como humanas. Basado en la experiencia propia como en lo reportado en la bibliografía, este artículo analiza la información disponible sobre las acciones vasculares y óseas de los fitoestrógenos (específicamente la isoflavona genisteína), con una visión de ciencia traslacional. Es de esperar que los avances en el conocimiento derivado de la ciencia básica, en un futuro cercano, pueda contribuir a decisiones clínicas a favor de promover terapias naturales de potencial acción dual, para la prevención de enfermedades de alta prevalencia y significativo costo social y económico para la población. (AU)

Osteoporosis and cardiovascular diseases are prevalent diseases in postmenopausal women. Vascular calcification is a cellmediated process that leads to the loss of the natural architecture of the arterial vessels due to osteogenic transdifferentiation of smooth muscle cells, and matrix mineralization. Vascular physiology and osteogenesis (bone formation and remodeling) share a critical metabolic and functional complexity. Given the emerging integrative nature of the bonevascular axis, links between both systems are a matter of ongoing interest. In view of the controversy stated about the risks/benefits of hormone replacement therapy to prevent diseases associated with menopause, phytoestrogens arise as a potential natural therapeutic alternative. In particular, isoflavones have a strong structural analogy with the human estrogen 17ß-estradiol, that allows them to bind to the estrogen receptor and induce estrogenic actions in animal and human cells. Based in on our own experience and the information available in the literature, in this paper we provide an overview of the role of phytoestrogens on vascular and bone tissues, with focus on Genistein actions. We wish that the basic knowledge acquired may contribute to guide clinical decisions for the promotion of natural therapies for the treatment of diseases that conspire against human health. (AU)

Evaluación in Vitro de la Biocompatibilidad de Cuatro Cementos Selladores con Osteoblastos Humanos / In vitro Evaluation of Four Sealer Cements Biocompatibility with Human Osteoblasts

RESUMEN: El correcto sellado apical es un paso importante durante el tratamiento de conductos, para esto, se utilizan puntas de gutapercha y cemento sellador, de este último existen diversas formulaciones químicas en el mercado, por lo cual es importante tomar en cuenta los efectos que estas pueden tener en el proceso de cicatrización periapical. El propósito de este estudio fue evaluar la biocompatibilidad de cuatro cementos selladores con diferente composición química con osteoblastos humanos. Se prepararon extractos de cementos selladores a con dos concentraciones (10 mg/mL y 40 mg/mL) y dos tiempos de exposición (10 min y 8 h), estos fueron colocados en contacto con osteoblastos humanos para evaluar la proliferación y citotoxicidad a 24, 72 y 96 h con sus respectivos controles y blancos. Se realizó un análisis estadístico con ANOVA de un factor y la prueba de comparaciones múltiple de Bonferroni. Los resultados obtenidos, tanto en el ensayo de citotoxicidad como en el de proliferación, indicaron que el cemento a base de resina no es biocompatible con osteoblastos. El cemento a base de poli-dimetilxilosano fue el único que no mostró citotoxicidad a ningún de tiempo de exposición y concentración examinadas en este estudio.

ABSTRACT: Correct apical sealing is an important step during root canal treatment, hence, gutta-percha points and sealant are used. There are several chemical compositions on the market, so it is important to evaluate the effects of these in the periapical healing process. The aim of this study was to evaluate the biocompatibility of four sealer cements with different chemical composition placed in contact with human osteoblast. Different extracts were prepared at two concentrations (10 mg/mL and 40 mg/mL) and two exposure times (10 min and 8 h) these were placed in contact with human osteoblast to evaluate cytotoxicity and proliferation at 24, 48 and 72 h with their respective controls and blanks. A statistical analysis was performed with ANOVA of one factor and Bonferroni post hoc. Results obtained in cytotoxicity and proliferation assays, indicated that the resinbased cement is not biocompatible with osteoblast. The poly-dimethylxilosanbased cement was the only that did not show cytotoxicity at any time of exposure and concentration examined in this study.

Terapia anticoagulante oral: complicações hemorrágicas em indivíduos submeticos à cirurgia oral menor e avaliação in vitro do efeito sobre células ósseas / Oral anticoagulant therapy: Bleeding complications in individuals submitted to dental surgery and in vitro effects on bone cells

Os objetivos deste trabalho foram 1) avaliar o impacto da terapia anticoagulante oral no sangramento associado à exodontias durante os períodos intraoperatório e pósoperatório; 2) investigar os efeitos do etexilato de dabigatrana, um inibidor direto da trombina, sobre as células ósseas. Para atender o objetivo 1, foram recrutados indivíduos em uso de anticoagulantes orais do tipo antagonista de vitamina K (AVK) e alvo-específico (DOAC, do inglês direct oral anticoagulant) e indivíduos sem terapia anticoagulante com indicação de exodontia. As exodontias foram realizadas sem a suspensão da terapia anticoagulante e parâmetros associados a desfechos hemorrágicos foram avaliados. A avaliação quantitativa do sangramento intraoperatório foi realizada por meio da mensuração do volume e análise dos fluidos aspirados durante o procedimento e normalizada por um escore. Obtivemos como resultados que as complicações hemorrágicas pós-operatórias bem como o escore de sangramento intraoperatório foi similar entre os grupos, sendo que nenhum evento hemorrágico foi observado no grupo DOAC. A história prévia de complicações hemorrágicas em procedimentos odontológicos (p=0,001) e uso de medidas hemostáticas locais (p=0,017) foram estatisticamente maiores no grupo AVK. Para atender o objetivo 2, experimentos foram conduzidos a partir de modelo in vitro, no qual o efeito da terapia anticoagulante foi avaliado diretamente sobre as células ósseas e em modelo animal ex-vivo. Neste modelo ex-vivo, células de animais previamente tratados com etexilato de dabigatrana foram diferenciadas em osteoclastos. Culturas primárias de células-tronco de camundongos e ratos foram diferenciadas em osteoclastos e osteoblastos e tratadas com o fármaco disponível comercialmente, etexilato de dabigatrana (Pradaxa® 1-6 µg/mL) bem como seu princípio ativo, dabigatrana (0,1, 0,3, 3 e 6 µg/mL). Células não expostas aos medicamentos foram utilizadas como controle. A diferenciação de osteoclastos foi inibida pelo tratamento em ambos os modelos, in vitro e ex-vivo. Paralelamente, observou-se a redução da expressão gênica e proteica do marcador Catepsina K e da atividade reabsortiva destas células. Nas culturas de osteoblastos, o tratamento inibiu a expressão gênica dos marcadores fosfatase alcalina (ALP) e osteocalcina, reduziu a atividade in situ de ALP e a deposição de matriz extracelular, indicando um efeito negativo na diferenciação dos osteoblastos. Concluiu-se que o uso de anticoagulantes orais não aumentou a ocorrência de desfechos hemorrágicos na população estudada, o que reforça a manutenção da terapia para a realização de exodontias. O tratamento sobre culturas celulares utilizando etexilato de dabigatrana impactou negativamente a diferenciação e atividade de osteoclastos e osteoblastos.(AU)

The objectives of this study were 1) to evaluate the impact of oral anticoagulant therapy on the pattern of intraoperative and postoperative bleeding in dental surgery; 2) to investigate the effects of dabigatran etexilate, a direct thrombin inhibitor, on bone cells. To fulfill objective 1, individuals undergoing oral anticoagulant therapy with vitamin K antagonists (VKA) or direct oral anticoagulants (DOAC) and individuals without anticoagulant therapy, who had indication of dental extraction were included. Dental surgery procedures were performed without interruption of anticoagulant therapy and parameters associated with hemorrhagic outcomes were evaluated. Intraoperative bleeding was evaluated by means of the measurement of the total amount of blood collected during the procedure corrected by absorbance reading and normalized by score. The results showed that the occurrence of bleeding events and the intraoperative blood loss were similar among groups and hemorrhagic episodes were not observed amongst the individuals taking DOACs. The previous history of complications in dental procedures (p=0.001) and the use of additional hemostatic measures (p=0.017) were significantly higher in the VKA group. To fulfill objective 2, experiments were conducted by means of an in vitro model in which the direct effect of anticoagulant therapy on bone cells was evaluated. An ex-vivo animal model in which cells of animals previously treated with dabigatran etexilate were differentiated was also carried out into osteoclasts. Primary cultures of mice and rats cells were differentiated into osteoclasts and osteoblasts and treated with dabigatran etexilate solution (Pradaxa® 1-6 µg/mL) and its active principle dabigatran (0.1, 0.3, 3 and 6 µg/mL). Untreated cells were used as controls and the effects of the treatment on cell viability and differentiation were evaluated. Both dabigatran etexilate and its active principle, dabigatran inhibited osteoclast differentiation and activity in vitro and in the ex-vivo model, as demonstrated by the reduction of resorption pits and cathepsin K gene and protein expression. In osteoblast cultures, dabigatran etexilate reduced the in situ alkaline phosphatase (ALP) activity, matrix mineralization and gene expression of ALP and osteocalcin. These findings indicated osteoblast inhibition. In conclusion, oral anticoagulant therapy did not result in increased bleeding outcomes in this sample, which strengthen the advocacy of the maintenance of the therapy during dental surgery. Dabigatran etexilate treatment impaired the activity and differentiation of osteoclasts and osteoblasts.(AU)

Systemic supplement with resveratrol increased bone formation in rats' alveolar socket / Aumento de la formación ósea en el hueso alveolar de rata con suplemento sistémico con resveratrol

Resveratrol in cell culture media increases osteoblastic markers. Also results from previous studies provide evidence for resveratrol positive effects on bone healing and bone production. In this preclinical study we investigated bone healing in rats by resveratrol systemic application. 30 Wistar male rats were divided into two groups (study group and control group). At first, maxillary second molars of rats were extracted. The rats were kept in laboratory for next 28 days. Study group received resveratrol 20 mg/kg by abdominal injection every day. The control group received placebo in the same manner that study group. Rats were sacrificed after 28 days and bone samples were collected from center of maxillary second molar socket. Samples were evaluated histologically for new bone formation, inflammation, necrosis, fibrosis and foreign body reaction. The mean difference of new bone formation in control group (28.30 %) and study group (45 %) were statistically significant (P=0.014). There were no significant differences in inflammation, fibrosis, necrosis and foreign body reaction (P>0.05). Resveratrol has positive effects on bone healing but more evidence needed from more clinical and animal studies.

El resveratrol en los medios de cultivo celular aumenta los marcadores osteoblásticos. Los resultados de estudios anteriores proporcionan evidencia de efectos positivos del resveratrol sobre la curación ósea y la producción ósea. En este estudio preclínico, investigamos la curación ósea en ratas mediante la aplicación sistémica de resveratrol. Se dividieron 30 ratas macho Wistar en dos grupos (estudio y control). Inicialmente se extrajeron los segundos molares maxilares de las ratas y los animales se mantuvieron en el laboratorio durante los siguientes 28 días. El grupo de estudio recibió todos los días resveratrol 20 mg/kg por inyección abdominal . El grupo control recibió placebo de la misma manera que el grupo estudio. Las ratas fueron sacrificadas después de 28 días y se recogieron muestras de hueso del centro del segundo molar maxilar. Las muestras se evaluaron histológicamente para la formación de hueso nuevo, inflamación, necrosis, fibrosis y reacción de cuerpo extraño. La media de formación de hueso nuevo en el grupo control (28,30 %) y en el grupo estudio (45 %) fueron estadísticamente significativas (P=0,014). No hubo diferencias significativas en la inflamación, fibrosis, necrosis y reacción al cuerpo extraño (P>0,05). El resveratrol tiene efectos positivos sobre la curación de los huesos, pero aún es necesario realizar más pruebas de estudios clínicos, como también en animales.

Avaliação do efeito antiproliferativo da apocinina e diapocinina em células de osteossarcoma humano / Evaluation of the antiproliferative effect of apocynin and diapocynin on human osteosarcoma cells

O osteossarcoma (OS) é o tumor maligno primário mais comum do tecido ósseo, caracterizado pela formação de osteócitos anormais. Apesar do avanço nas terapias convencionais (quimioterapia e retirada do tumor), essas não conseguem eliminar totalmente as células tumorais e impedir a progressão da doença. Recentemente, agentes derivados de fontes naturais ganharam considerável atenção por causa de sua segurança, eficácia e disponibilidade imediata. Nesse sentido, a apocinina, inibidor do complexo NADPH-oxidase, vem sendo estudada como agente antitumoral em alguns tipos de câncer como: pâncreas, próstata, pulmão e mama. Apocinina é um pró-fármaco e sua ação parece estar relacionada à sua conversão produzindo a diapocinina, a qual se mostrou mais efetiva do que a apocinina. Portanto, o objetivo desse estudo é avaliar, in vitro, o potencial antitumoral da apocinina e diapocinina em células de osteossarcoma humano. Para isso, foram utilizados osteoblastos humanos normais (HOb) e osteossarcoma humano imortalizadas (SaOS-2) tratados ou não com apocinina e diapocinina em diversas concentrações. Foram realizados os ensaios de viabilidade celular, alterações morfológicas, apoptose celular, produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), formação de colônias, migração, invasão e expressão do fator indutor de hipóxia-1alfa (HIF-1). Também foram conduzidos ensaios para verificar a atividade de metaloproteinase de matriz (MMP) 2 e 9. Os resultados em SaOS-2 mostraram que o tratamento com apocinina nas concentrações de 1,5 e 3 mM; e diapocinina nas concentrações de 0,75 e 1,5 mM reduziram a viabilidade; aumentaram o número de células em apoptose e diminuíram a produção de EROs; sem causar danos às células HOb. Além disso, essas mesmas concentrações inibiram a migração e invasão celular; diminuíram a expressão de HIF-1; e reduziram a atividade de MMP-2 em SaOS-2. Considerando os resultados obtidos, concluímos que a apocinina e diapocinina podem atuar como possíveis moduladores de células tumorais, sendo que a diapocinina mostrou ser mais efetiva nos parâmetros testados.(AU)

Osteosarcoma (OS) is the most common primary malignant tumor of bone tissue, characterized by the formation of abnormal osteocytes. Despite advances in conventional therapies (chemotherapy and surgery) they cannot completely eliminate tumor cells and prevent the progression of the disease. Recently, agents derived from natural sources have achieved considerable attention because of their safety, efficacy and immediate availability of therapies. In this way, apocynin, an inhibitor of the NADPH-oxidase complex, has been studied as an antitumor agent in some types of cancer, such as pancreas, prostate, lung and breast. Apocynin is a prodrug and its action indicate to be related to its conversion to diapocynin, which has been shown to be more efficient than apocynin itself. Thus, the aim of this study is to evaluate, in vitro, the antitumor potential of apocynin and diapocynin in human osteosarcoma cells. For this, normal human osteoblasts (HOb) and immortalized human osteosarcoma cells (SaOS-2) were treated or no-treated with apocynin and diapocynin in various concentrations. Cell viability assay, morphological alterations, cellular apoptosis, reactive oxygen species (ROS) production, colony formation, migration, invasion and expression of hypoxia-inducible factor-1 alpha (HIF-1) were performed. We also performed assays to verify the activity of matrix metalloproteinase (MMP) 2 and 9. The results in SaOS-2 showed that treatment with apocynin at concentrations of 1,5 e 3 mM; and diapocynin at concentrations of 0,75 e 1,5 mM reduced cell viability; increased the number of cells in apoptosis and decreased the production of ROS; without damaging HOb cells. Moreover, these same concentrations inhibited cell migration and invasion; decreased HIF-1 expression; and reduced MMP 2 activity in SaOS-2. Considering the results, we suggest that apocynin and diapocynin may act as possible modulators of tumor cells, and diapocynin has been shown to be more effective.(AU)

Osteogenic differentiation of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells cultured with different concentrations of prolactin / Diferenciação osteogênica de células tronco mesenquimais do tecido adiposo cultivadas com diferentes concentrações de prolactina

The objective was to evaluate the in vitro effect of prolactin in osteogenic potential of adipose tissue-derived mesenchymal stem cells (ADSCs) in female rats. ADSCs were cultured in osteogenic medium with and without the addition of prolactin and distributed into three groups: 1) ADSCs (control), 2) ADSCs with addition of 100ng/mL of prolactin and 3) ADSCs with addition of 300ng/mL of prolactin. At 21 days of differentiation, the tests of MTT conversion into formazan crystals, percentage of mineralized nodules and cells per field and quantification of genic transcript for alkaline phosphatase, osteopontin, osteocalcin, bone sialoprotein, BMP-2 and collagen I by real-time RT-PCR were made. The addition of prolactin reduced the conversion of MTT in group 3 and increased the percentage of cells per field in the groups 2 and 3, however without significantly increasing the percentage of mineralized nodules and the expression of alkaline phosphatase, osteopontin, osteocalcin, bone sialoprotein, BMP-2 and collagen I. In conclusion, the addition of prolactin in concentrations of 100ng/mL and 300ng/mL does not change the osteogenic differentiation to the ADSCs of female rats despite increase in the cellularity of the culture.(AU)

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito in vitro da prolactina sobre o potencial osteogênico de células-tronco mesenquimais do tecido adiposo (CTM-TA) em ratas. CTM-TA foram cultivadas em meio osteogênico com e sem adição de prolactina e distribuídas em três grupos: 1) CTM-TA (controle), 2) CM-TA com adição de 100ng/mL de prolactina e 3) CTM-TA com adição de 300ng/mL de prolactina. Aos 21 dias de diferenciação, foram realizados os testes de conversão do MTT em cristais de formazan, porcentagem de nódulos mineralizados e células por campo e quantificação dos transcritos gênicos para fosfatase alcalina, osteopontina, osteocalcina, sialoproteína óssea, BMP-2 e colágeno I. A adição de prolactina reduziu a conversão do MTT no grupo 3 e aumentou a porcentagem de células por campo nos grupos 2 e 3, sem alterar significativamente a porcentagem de nódulos mineralizados e a expressão de fosfatase alcalina, osteopontina, osteocalcina, sialoproteína óssea, BMP-2 e colágeno I. Conclui-se que a adição de prolactina nas concentrações de 100ng/mL e 300ng/mL não altera a diferenciação osteogênica das CTM-TA de ratas, apesar do aumento de celularidade da cultura.(AU)

Histological evaluation of the effects of corticotomy on induced orthodontic movement in rats / Avaliação histológica dos efeitos da corticotomia no movimento ortodôntico induzido em ratos

Introduction: Alveolar corticotomy is a surgical procedure used to increase the velocity of tooth movement. Objective: Identify histological evidence of the effect of corticotomy on orthodontic movement in rats. Material and method: Forty-five Wistar rats (Rattusnorvegicus Albinus) were equally divided into three groups: Control Group (CG) - no tooth movement or corticotomy; Movement Group (MG) - tooth orthodontic movement only; and Corticotomy and Movement Group (CMG) - tooth orthodontic movement surgically assisted by corticotomy. In the CMG, surgical procedures consisted in an incision in the palatal, reaching from the mesial to the distal regions of the maxillary right first molar. Tooth movement in the MG and CMG was applied with coil spring force of 40 gF from the maxillary right first molar to the maxillary right incisor. The rats were sacrificed at days 1, 3, and 7, and histological sections were performed to evaluate the counting of osteoblasts and osteoclasts throughout the areas of tension and pressure. Result: Histological analysis showed that the CMG presented better cell response to bone neoformation compared with that of the other groups. Greater proliferation of osteoclasts was observed in areas of pressure on day 3, resulting in increased reabsorption, whereas greater proliferation of osteoblasts was observed in areas of tension on day 1, indicating increased bone formation. Conclusion: Differences between the treated groups occurred only in the initial period of tooth movement. Therefore, the changes caused by corticotomy are not significant in orthodontic movement to justify this invasive procedure.

Introdução: A corticotomia alveolar é um procedimento cirúrgico utilizado para aumentar a velocidade do movimento dentário. Objetivo: Identificar evidências histológicas do efeito da corticotomia no movimento ortodôntico no rato. Material e método: Quarenta e cinco ratos Wistar (Rattusnorvegicus Albinus) foram igualmente divididos em três grupos: Grupo de Controle (GC) - sem movimento dentário ou corticotomia; Grupo de movimento (GM) - apenas movimento ortodôntico do dente; e Corticotomia e Movimento Grupo (GCM) - movimento ortodôntico dentário cirurgicamente assistido por corticotomia. Os procedimentos cirúrgicos de GCM consistiram de uma incisão no palato, da mesial a distal do primeiro molar superior direito. O movimento do dente no GM e GCM foi aplicado com uma força da mola helicoidal de 40 gF do primeiro molar superior direito para o incisivo superior direito. Os ratos foram sacrificados no 1º, 3º e 7º dia e, após este período, foram realizadas seções histológicas para avaliar a contagem de osteoblastos e osteoclastos nas áreas de tensão e pressão. Resultado: A análise histológica mostrou que o GCM apresentou melhor resposta celular na neoformação óssea quando comparado aos outros grupos. Em áreas de pressão, no 3º dia, houve uma maior proliferação de osteoclastos, resultando em maior reabsorção. Em áreas de tensão, no 1º dia, houve uma maior proliferação de osteoblastos, indicando aumento da formação óssea. Conclusão: A diferença entre os grupos tratados ocorreu apenas no período inicial do movimento. Portanto, as alterações causadas pela corticotomia não são significativas no movimento ortodôntico para justificar o procedimento invasivo.

Interações do laser de baixa potência sobre as peroxirredoxinas no processo de reparo: revisão de literatura / Low-power laser interactions on peroxyredoxins in the repair process: literature review

Introdução: uma variedade de estudos vem demonstrando que o laser de baixa potência estimula a osteogênese. Os mecanismos propostos para o efeito bioestimulador do laser envolvem aumento da síntese de ATP e formação de espécies reativas de oxigênio (EROs) pelas mitocôndrias. Estas EROs, incluindo peróxido de hidrogênio, atuam na sinalização celular e influenciam a regulação da expressão gênica, conduzindo a respostas celulares horas ou até mesmo dias após a irradiação. As Peroxirredoxinas (Prxs) constituem uma família de enzimas abundantes capazes de decompor peróxido de hidrogênio. Objetivo: foi realizada uma revisão de literatura acerca dos efeitos bioestimulantes do laser de baixa potência sobre o extresse oxidativo durante o processo de cicatrização. Material e Métodos: foi realizada uma busca nas bases de dados Pubmed e Scielo nos últimos anos, seguindo critérios de inclusão e exclusão pré-determinados, utilizando os termos peroxirredoxina, laser de baixa potência e osteoblastos. Resultados: foram identificados cinquenta artigos com texto completo que se enquadravam nos critérios de inclusão e exclusão. Quanto aos tipos de Peroxirredoxinas, se destacaram as Prxs I e IV. Conclusão: diante das informações colhidas na literatura, concluímos que o mecanismos de ação do laser, induz a formação de EROs, e ainda ressaltamos a importância do estabelecimento de parâmetros seguros na aplicação do laser para que os efeitos desejados, de bioestimulação, sejam alcançados e que sejam evitados os efeitos tóxicos.

Introduction: a variety of studies has shown that low-power laser stimulates osteogenesis. The mechanisms proposed for the biostimulating effect of the laser involve increased ATP synthesis and formation of reactive oxygen species (ROS) by mitochondria. These EROs, including hydrogen peroxide, act on cell signaling and influence the regulation of gene expression, leading to cellular responses at hours or even days after irradiation. Peroxiredoxins (Prxs) constitute a family of abundant enzymes capable of breaking down hydrogen peroxide. Objective: a literature review was carried out on the biostimulating effects of low power laser on oxidative stress during the cicatrization process. Material and Methods: a search of the PubMed and Scielo databases was carried out in recent years, following inclusion and exclusion criteria, using as descriptors peroxirredoxin, low power laser and osteoblasts. Results: fifty full-text articles were identified that fit the inclusion and exclusion criteria. As for the types of Peroxirredoxins, Prxs I and IV were highlighted. Conclusion: In light of the information gathered in the literature, we conclude that the mechanisms of action of the laser induce the formation of EROs, and we also stress the importance of establishing safe parameters in the laser application so that the desired effects of biostimulation are achieved and that toxic effects are avoided.

Efeitos do PDGF-BB na taxa de proliferação e na adesão de células derivadas da granulação óssea a fragmentos radiculares / Effects of PDGF-BB on the rate of proliferation and on the adhesion of human cells derived from bone granulation tissue to root fragments

O objetivo deste estudo foi investigar o papel do fator de crescimento derivado de plaquetas-BB (PDGF-BB) na concentração de 300ng/ml na taxa de proliferação e adesão de células derivadas da granulação óssea humana a fragmentos radiculares periodontalmente comprometidos. Na primeira etapa do estudo, foi estabelecida cultura primária de células da granulação óssea de dois pacientes adultos, sistemicamente saudáveis, não fumantes. Após a expansão celular, as células foram caracterizadas para determinação do fenótipo por meio de ensaios de viabilidade celular, MTT, ensaio de atividade de fosfatase alcalina, ensaio de mineralização e caracterização imunohistoquímica por meio de citometria de fluxo (segunda etapa). Na terceira etapa do estudo, os efeitos da adição de PDGF-BB recombinante humano na concentração de 300ng/ml na taxa de proliferação e adesão de células derivadas da granulação óssea a superfícies radiculares periodontalmente comprometidas foram investigados. A taxa de proliferação celular estimulada pelo PDGF-BB (grupo teste) ou pelo meio de cultura (grupo controle) foi investigada por meio de contagem de células viáveis nos frascos de cultura após 1, 3, 5 e 7 dias do cultivo celular. Foram obtidos 30 fragmentos dentários a partir de dentes extraídos por razões periodontais. Os fragmentos foram raspados com curetas Gracey e condicionados com solução em gel de EDTA a 24% durante 3 minutos, lavados com solução de soro fisiológico, secos e posicionados em placas de 24 poços. Foram incubadas sobre os fragmentos tratados 1x104 células GO por 24 horas, seguido por fixação e preparo para análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O número de células aderidas sobre os fragmentos foi analisado nas fotomicrografias. O padrão de crescimento das células GO foi compatível com células ósseas, com modificação do padrão do crescimento com o aumento do número de passagens. Houve atividade de fosfatase alcalina em meio osteogênico e convencional, com pico máximo aos 7 dias e atividade de mineralização estimulada ou não por meio osteogênico, com pico máximo aos 21 dias. A análise por meio de citometria de fluxo demonstrou que as células GO não expressaram CD105 e CD166 na 14a passagem, indicando sua diferenciação celular avançada nesse período. A adição de rhPDGF-BB resultou em mudança na taxa de proliferação celular, observando-se pico máximo de crescimento aos 7 dias, com diferenças estatisticamente significantes (p < 0.005; ANOVA post hoc Tukey) em relação aos períodos de 1, 3 e 5 dias. O ensaio de MTT demonstrou maior viabilidade celular no período de 48 hs, comparativamente aos períodos de 24 e 72 horas, quando a densidade óptica celular diminuiu de forma significativa (p< 0.05; Friedmann pósteste Dunn). No ensaio de adesão celular, pode-se observar que a adição de rhPDGFBB aumentou significativamente o número de células aderidas aos fragmentos dentários (p< 0.05; teste t não pareado com correção Welch), com alteração da morfologia celular. Esses resultados sugerem que as células GO tem características compatíveis com linhagem de células osteoblásticas, de fenótipo mais diferenciado após a 12a passagem. A adição de rhPDGF-BB (300ng/ml) resulta em aumento da taxa de proliferação das células GO e do número de células aderidas a fragmentos radiculares, indicando que, nesta concentração, o fator de crescimento é citocompatível, favorecendo a proliferação e adesão celular.(AU)

The goal of this study was to investigate the effects of recombinant human platelet derived growth factor (rhPDGF-BB) at the concentration of 300ng/ml in the proliferation and adhesion of human bone granulation cells to periodontally diseased root fragments. At the first stage of the study, the granulation tissue existent in healing sockets (21 days after its creation) was collected from two systemically healthy nonsmoking adults to the establishment of primary culture. The in vitro properties of bone granulation (BG) cell lineage were characterized by cell viability, MTT, alkaline phosphatase activity and mineralization assays. The effects of culture medium (control) and rhPGDF-BB 300ng/ml (test) in the proliferation and adhesion of BG cells were investigated. The rate of BG cells proliferation was investigated by the number of viable cells present at 1, 3, 5 and 7 days after platting. Thirty root fragments were obtained from teeth extracted for periodontal reasons. Root fragments were scaled and root planed, conditioned with EDTA 24% for 3 minutes, rinsed in saline solution, air-dryed and positioned in 24-well plates. Each fragment was seeded with 104 BG cells, fixated after 24 hours and prepared for analysis in SEM. The number of cells adhered to the fragments was analysed in photomicrographies. BG cells growth pattern was compatible with osteogenic cell lineage, showing modification with the increasing number of cell passage. GO cells expressed alkaline phosphatase activity in conventional and osteogenic culture medium, with maximum peak at 7 days, as well as mineralization activity stimulated or not by osteogenic or non-osteogenic culture medium, with maximum peak at 21 days. The analysis by flow cytometer showed that BG cells have not expressed CD105 and CD106 at the 14th passage, indicating its advanced cell differentiation. The addition of rhPDGF-BB resulted in modification of proliferation rate, with maximum peak observed at 7 days, significantly different from 1-, 3- and 5-day periods (p< 0.005; ANOVA post hoc Tukey). MTT assay showed greater cell viability after 48 hours than after 24 and 72 hours, when optical density has significantly diminished (p< 0.05; Friedmann post hoc Dunn). At cell adhesion assay, it could be observed that the adhesion of rhPDGF-BB has significantly increased the number of cells adhered to root fragments (p< 0.05; unpaired t test with Welchs correction), and alterations in cell morphology. These results suggest that BG cells present in vitro characteristics compatible with osteoblastic cell lineages, with a more differentiated phenotype after the 12th passage. The addition of rhPDGF-BB (300 ng/ml) results in increase of the rate of BG cell proliferation and in the number of cells adhered to root fragments, indicating that, at this concentration, the growth factor is compatible with BG cells and favors cells proliferation and adhesion.(AU)

Osteocitos y la regulación de la formación ósea / Osteocytes and regulation of bone formation / Osteócitos e a regulação da formação óssea

Por muchos años los osteocitos han sido las células óseas "olvidadas" y consideradas espectadores inactivos enterrados en la matriz ósea. Hoy en día se sabe que los osteocitos detectan y responden a estímulos mecánicos y hormonales para coordinar tanto la resorción como la formación ósea. Actualmente se considera que los osteocitos proveen la mayoría de las moléculas que regulan la actividad de los osteoclastos y de los osteoblastos, como RANKL y esclerostina, ya que manipulaciones genéticas y famacológicas de cualquiera de estas dos moléculas afectan marcadamente la homeostasis ósea. Este artículo resume hallazgos recientes que delinean los mecanismos por los cuales los osteocitos regulan el número y actividad de los osteoblastos afectando de esta manera la formación ósea.

For many years, osteocytes have been the forgotten bone cells and considered as inactive spectators buried in the bone matrix. We now know that osteocytes detect and respond to mechanical and hormonal stimuli to coordinate bone resorption and bone formation. Osteocytes are currently considered a major source of molecules that regulate the activity of osteoclasts and osteoblasts, such as RANKL and sclerostin; and genetic and pharmacological manipulations of either molecule markedly affect bone homeostasis. This article summarizes recent findings demonstrating the mechanisms by which osteocytes regulate the number and activity of osteoblasts and thus affect bone formation.

Durante muitos anos, os osteócitos têm sido células ósseas "esquecidas" e consideradas como espectadores inativos enterrados na matriz óssea. Hoje sabemos que os osteócitos são capazes de detectar e responder a estímulos mecânicos e hormonais para coordenar tanto a reabsorção quanto a formação óssea. Os osteócitos são considerados atualmente como aquelesque fornecema maioria das moléculas que regulam a atividade dos osteoclastos e dos osteoblastos, tais como RANKL e a esclerostina,visto que manipulações genéticas e farmacológicas de qualquer uma destas moléculas afetam consideravelmente a homeostase óssea. Este artigo resume as recentes descobertas que demarcam os mecanismos pelos quais os osteócitos regulam o número e atividade dos osteoblastos, afetando assim a formação óssea.

Efecto osteoinductor del mineral trióxido agregado versus el cemento Portland tipo I sobre lesiones óseas mandibulares

Introducción: Estudio experimental donde se procuró determinar el efecto osteoinductor del mineral trióxido agregado (MTA) versus el cemento Portland tipo I sobre lesiones óseas mandibulares. Metodología: Se emplearon 12 conejos machos de la raza New Zealand de 3 meses de edad, los cuales fueron divididos en 4 grupos iguales. Todos los conejos fueron anestesiados utilizando pentobarbital sódico. Se procedió a la incisión en la piel mandibular para exponer el hueso sobre el que se realizó 3 cavidades de 3mm cada una. En una cavidad se colocó MTA, en otra cemento Portland y en la tercena ninguna pasta. Se procedió al sacrificio de los grupos experimentales a la 1era, 2da, 3era y 4ta semana respectiva y se evaluó las muestras obtenidas de las áreas quirúrgicas mediante conteo de osteocitos y osteoblastos. Resultados: Tanto el MTA como el cemento Portland poseen la misma capacidad osteoinductiva en la 1era, 2da y 3era semana (p>0,05). Sin embargo, en la 4ta semana el MTA tuvo mayor capacidad osteoinductora al estimular mayor número de osteoblastos que el cemento Portland (p=0,024). Conclusiones: El MTA y el cemento Portland tipo I mostraron similar efecto osteoinductor durante las 3 primeras semanas de evaluación. El MTA demostró mayor efecto osteoinductor durante la cuarta semana de valoración.

Introduction: An experimental study was carried out to determine the osteoinductive effect of Mineral Trioxide Aggregate (MTA) versus Portland Cement type I on mandibular bone lesions. Methodology: Twelve 3-month-old male New Zealand rabbits were divided into 4 equal groups. All rabbits were anesthetized using Pentobarbital. An incision of the mandibular skin was performed to expose the bone on which 3 cavities of 2mm each one were made. In one cavity MTA was placed, in another Portland Cement type I and the third remained empty. The experimental groups were sacrificed at the 1st, 2nd, 3rd and 4th respective weeks and evaluated histologically by counting osteocytes and osteoblasts. Results: Both MTA and Portland cement have the same osteoinductive capacity in the 1st, 2nd and 3rd week (0.05

Modulação da expressão de miRNAs na diferenciação de osteoblastos em nanosuperfícies / Modulation of miRNA expression in osteoblast differentiation in nanosurfaces

Proposição: Este estudo teve como objetivo avaliar a modulação dos miRNAs que afetam o potencial osteogênico de CTMs em diferentes topografias de superfície de discos de vidro. Material e Métodos: Células tronco mesenquimais humanas foram plaqueadas nas diferentes superfícies e comparadas após 3, 7 e 14 dias para atividade de fosfatase alcalina, expressão de genes (Osteocalcina, Osteopontina, Sialo Proteína Óssea, Osterix, Runx2, BMP2 e ALP) e expressão de miRNAs. Microscopia eletrônica de varredura das superfícies com células foram obtidas para avaliação de adesão celular. Resultados: Atividade de fosfatase alcalina nas diferentes superfícies foi significantemente maior na superfície com nanotopografia. Do mesmo modo, a expressão de genes relacionados com osteoblastos foi mais elevada na superfície nano. Com 14 dias foi observado um aumento de 3.5 e 9 vezes para os genes Runx2 e Osterix, respectivamente. O gene da BMP2 e ALP também apresentou um aumento de 4 e 7 vezes comparado ao controle. Utilizando a tecnologia de sequenciamento de RNA (RNA-Seq) onde todos os RNAs existentes foram sequenciados, um total de 123 miRNAs com diferença de expressão foram encontrados comparando a superfície controle (dia 7) com a superfície nano (dia 14). 48 miRNAs apresentaram uma redução na expressão e 75 apresentaram um aumento de expressão. Alguns destes apresentaram marcadores para genes osteogênicos já identificados, tais como hsa-miR-135b-5p marcador para OCN, BSP, Runx2, CO15A1 e OSX, hsa-miR-122-5p marcador para OPN, hsa-miR-196a-5p marcador para BMP4, hsa-miR-26b-5p marcador para BMP2 e hsa-miR-148b-3p marcador para OPN. Conclusão: As superfícies com nanotopografia tem o potencial de melhorar a resposta de osseointegração de maneira a reduzir o tempo de osseointegração e também aumentar a produção de tecido ósseo ao redor dos implantes favorecendo assim áreas de qualidade óssea baixa. A utilização de miRNAs para alterar a resposta de diferenciação pode também ajudar a controlar o processo de osseointegração(AU)

Purpose: This study aimed to evaluate the modulation of miRNAs that affect the osteogenic potential of MSCs in different surface topographies of glass disks. Material and Methods: Human mesenchymal stem cells (hMSCs) were plated on different surfaces of glass disks and compared at 3,7 and 14 days for alkaline phosphatase (ALP) activity, expression of genes (Osteocalcin, Osteopontin, Bone Sialo Protein, Osterix, Runx2, BMP2 and ALP) and expression of miRNAs. Scanning electron microscopy of surfaces with cells were obtained to analyse the attachment of cells. Results: ALP activity on different surfaces was significantly greater in the nanotopography surface. At day 14 there was a 3.5-fold and a 9-fold increase for Runx2 and Osterix gene, respectively. BMP2 and ALP also increased by 4- and 7-fold compared to control. Using RNA sequencing technology (RNA-Seq) a total of 123 miRNAs were found differently expressed comparing control (day 7) to nano surface (day 14). 48 miRNAs were downregulated and 75 were upregulated. Some of them regulated osteogenic genes such as hsa-miR-135b-5p that targets OCN, BSP, RUNX2, CO15A1 and OSX, hsamiR-122-5p wich targets OPN, hsa-miR-196a-5p targets BMP4, hsa-miR-26b-5p that targets BMP2 and hsa-miR-148b-3p that targets OPN. Conclusion: Surfaces with nanotopography have the potential to improve osseointegration response in order to reduce the time of osseointegration and also increase the production of bone tissue around the implants improving low bone quality areas. The use of miRNAs to affect differentiation response may also help control the osseointegration process(AU)

Avaliação funcional de implantes por mineralização óssea in vitro / Functional evaluation of implants by bone mineralization in vitrot

A evolução do projeto dos implantes osseointegráveis é resultado do desenvolvimento de diferentes tipos de estruturas em sua superfície. No entanto, ainda existe a necessidade de estudos para definir o tipo de superfície ideal. Esse trabalho discute métodos de avaliação da superfície de implantes que mostram o potencial de determinadas superfícies para induzir mineralização óssea in vitro, partir do uso de células mesenquimais progenitoras. Foram realizadas análises comparativas entre a topografia de implantes com e sem rugosidades nanométricas e o tipo de interação entre pré-osteoblastos semeados diretamente nesses implantes. Características distintas foram observadas em cada superfície.

Improvements in dental implants structure is the result of development of different types of geometrically intelligent surfaces, provided by the emergence of companies interested in innovation of these materials, however, there is still a need for studies to define the type of ideal surface. This work addresses an unprecedented discussion regarding implant surface evaluation methods, able to show the potential of certain areas to induce bone mineralization in vitro. From the use of mesenchymal progenitor cells, which have the capacity to respond to stimuli surface, comparative tests were performed between the topography implants with and without nano-roughness and the type of functional interaction between pre-osteoblasts seeded directly into these implants. Different characteristics of coating cells and mineralization niches on different surfaces were found.