RESUMO
Fluoride (F) is a potent anti-cariogenic element, but only an appropriate dose is effective to have therapeutic action, else systemic toxicity may be observed. Additionally, two factors, amount of F and time of exposure, drive its action. Surprisingly, the susceptibility to toxic effects of F is genetically determined. The present study identified the effects of F on the liver proteome of mice susceptible (A/J) or resistant (129P3/J) to the effects of F. Weanling male A/J (n=6) and 129P3/J mice (n=6) were housed in pairs and assigned to three groups given low-F diet and drinking water containing 0, 15 or 50 ppm F for 7 weeks. Liver proteome profiles were examined using nano-LC-ESI-MS/MS. Protein function was classified by GO biological process (Cluego v2.0.7 + Clupedia v1.0.8). Difference in expression among the groups was determined using the PLGS software. In the control group (0 ppm F), most proteins with fold change were increased in A/J mice. Precisely the proteins related to energy flux and oxidative stress were quite significant in this context, suggesting the high susceptibility of these mice to the effects of F, since the exposure also induces oxidative stress. Treatment with the lower F concentration provoked more pronounced alterations in fold change in liver proteins in comparison to the treatment with the higher F concentration. Strikingly, most of the proteins with fold change upon following 15 ppm F treatment, were increased in the A/J mice compared with their 129P3/J counterparts, thus suggesting attempt of the former to fight against the toxic effects of F. With respect to 50 ppm F, most proteins with fold change were decreased in the A/J mice compared with their 129P3/J counterparts, especially proteins related to oxidative stress and protein folding, which might be related to the higher susceptibility of the A/J animals to the deleterious effects of F. Our findings can provide new insights into the molecular mechanisms underlying genetic susceptibility to fluorosis by indicating key protein players which need to be better addressed in future experimental studies.(AU)
O Fluoreto (F) é um potente elemento anti-cariogênico, mas é somente efetivo terapeuticamente em uma dose apropriada. Por outro lado, doses acima das recomendadas levam a toxicidade sistêmica. Em adição, dois fatores decidem sua efetividade de ação: quantidade de F e tempo de exposição. A suscetibilidade aos efeitos tóxicos do F é determinada geneticamente. O presente estudo avaliou os efeitos do F no proteoma do fígado de camundongos suscetíveis (A/J) ou resistentes (129P3/J) aos efeitos do F. Camundongos machos desmamados A/J (n=6) e 129P3/J (n=6) foram alojados em pares e divididos em três grupos tratados com ração com baixo teor de F e água contendo 0, 15, ou 50 ppm de F por 7 semanas. Perfis proteômicos do fígado foram examinados usando nano-LC-ESI-MS/MS. A função de proteínas foi classificada pelo processamento biológico GO (Cluego v2.0.7 + Clupedia v1.0.8). A diferença de expressão entre os grupos foi determinada usando o software PLGS. No grupo controle (0 ppm F), a expressão da maioria das proteínas foi aumentada nos camundongos A/J e precisamente as proteínas relacionadas ao fluxo de energia e estresse oxidativo foram significativas neste contexto, sugerindo portanto, a alta sucetibilidade destes camundongos aos efeitos do F, já que a exposição também induz o estresse oxidativo. O tratamento com baixa concentração de F provocou alterações mais pronunciadas em proteínas do fígado comparado ao tratamento com alta concentração de F. Notadamente, a maioria das proteínas encontradas no fígado dos animais tratados com 15 ppm de F foi aumentada em camundongos A/J comparados aos camundongos 129P3/J, demonstrando portanto, uma tentativa dos A/J de neutralizar os efeitos tóxicos do F. Já nos animais tratados com 50 ppm de F, a maioria das proteínas foi diminuída nos camundongos comparados aos seus pares 129P3/J, especialmente proteínas relacionadas ao estresse oxidativo e enovelamento de proteínas, o que pode estar relacionado à alta suscetibilidade dos animais A/J aos efeitos deletérios do F. Nossos achados podem fornecer novos insights que podem contribuir para a interpretação os mecanismos moleculares relacionados à suscetibilidade genética à fluorose, indicando proteínas chaves que precisam ser melhor estudadas em estudos futuros.(AU)
Assuntos
Animais , Masculino , Camundongos , Fluoretos/farmacologia , Fígado/química , Fígado/efeitos dos fármacos , Proteínas/análise , Proteômica/métodos , Fluorose Dentária/genética , Fluorose Dentária/metabolismo , Predisposição Genética para Doença , Estresse Oxidativo/fisiologia , Valores de Referência , Fatores de TempoRESUMO
ABSTRACT A/J and 129P3/J mice strains have been widely studied over the last few years because they respond quite differently to fluoride (F) exposure. 129P3/J mice are remarkably resistant to the development of dental fluorosis, despite excreting less F in urine and having higher circulating F levels. These two strains also present different characteristics regardless of F exposure. Objective In this study, we investigated the differential pattern of protein expression in the liver of these mice to provide insights on why they have different responses to F. Material and Methods Weanling male A/J and 129P3/J mice (n=10 from each strain) were pared and housed in metabolic cages with ad libitum access to low-F food and deionized water for 42 days. Liver proteome profiles were examined using nLC-MS/MS. Protein function was classified by GO biological process (Cluego v2.0.7 + Clupedia v1.0.8) and protein-protein interaction network was constructed (PSICQUIC, Cytoscape). Results Most proteins with fold change were increased in A/J mice. The functional category with the highest percentage of altered genes was oxidation-reduction process (20%). Subnetwork analysis revealed that proteins with fold change interacted with Disks large homolog 4 and Calcium-activated potassium channel subunit alpha-1. A/J mice had an increase in proteins related to energy flux and oxidative stress. Conclusion This could be a possible explanation for the high susceptibility of these mice to the effects of F, since the exposure also induces oxidative stress.
Assuntos
Animais , Masculino , Camundongos , Proteínas/análise , Predisposição Genética para Doença , Proteoma/efeitos dos fármacos , Fluoretos/toxicidade , Fígado/efeitos dos fármacos , Fígado/metabolismo , Fluorose Dentária/genética , Valores de Referência , Espectrometria de Massas/métodos , Fatores de Tempo , Proteínas/efeitos dos fármacos , Proteínas/genética , Expressão Gênica , Estresse Oxidativo/efeitos dos fármacos , Proteômica/métodos , Domínios e Motivos de Interação entre Proteínas , Camundongos da Linhagem 129 , Fluoretos/análise , Fluoretos/metabolismo , Camundongos Endogâmicos ARESUMO
Esse estudo teve como objetivos descrever e avaliar o impacto físico e psicossocial da fluorose dentária endêmica em crianças e adolescentes antes e após tratamento restaurador estético e desenvolver e validar instrumento para verificar autopercepção da aparência dentária. Trata-se de estudo quasi-experimental que teve como população de referência crianças e adolescentes que apresentavam fluorose dentária com comprometimento estético e que receberam tratamento odontológico restaurador direto realizado por cirurgiões-dentistas vinculados a uma ação de intervenção. Foram aplicados questionários em dois momentos com intervalo de 24 meses (antes e após o tratamento odontológico). Os questionários foram compostos por questões referentes ao impacto físico e psicossocial da fluorose dentária (OHIP-14), autopercepção da saúde bucal (Como você classificaria a sua saúde bucal?) e autopercepção da aparência dentária (seis questões). Os tratamentos realizados foram: microabrasão, facetas diretas de resina composta e associação das duas técnicas. Inicialmente foram conduzidas análises descritivas. Estimou-se a prevalência, a gravidade e a extensão do impacto físico e psicossocial da fluorose a partir do OHIP-14. Comparações entre baseline e follow-up e entre as técnicas de tratamento foram realizadas a partir dos testes de McNemar, Wilcoxon e Mann-Whitney. No processo de validação do Instrumento de Autopercepção da Aparência Dentária (IAAD), composto por seis questões, foi avaliada a consistência interna (alfa de Cronbach) e a adequação dos dados para a análise fatorial (testes KMO e Esfericidade de Bartlett). A validade de construto foi avaliada por meio de análise fatorial exploratória. Na análise de hipóteses, buscou-se verificar o poder da escala em discriminar grupos quanto aos traços que a escala mede: Percepção da aparência e Impacto psicológico e social. Para isso, foram definidos grupos com e sem impacto quanto aos domínios desconforto psicológico, incapacidade psicológica e social avaliados por meio do OHIP-14. O teste Mann-Whitney foi utilizado para avaliar a frequência dos itens do IAAD nos grupos com autopercepção positiva ou negativa da saúde bucal. O acompanhamento dos participantes foi realizado entre 2009 e 2013. Após realização dos tratamentos restauradores, constatou-se significativa melhoria na prevalência, gravidade e extensão do impacto físico e psicossocial da fluorose. O alfa de Cronbach para os seis itens do instrumento proposto foi de 0,745. Os coeficientes de correlação de cada item com a escala total variaram de 0,22 a 0,68. A análise fatorial evidenciou a presença de dois construtos, que explicaram juntos 66,38% da variância. A amostra mostrou-se adequada para a análise fatorial (KMO=0,712). Os bons parâmetros psicométricos encontrados e a correlação positiva com instrumento largamente utilizado para mensurar impacto físico e psicossocial da condição bucal (OHIP-14) remetem à possibilidade de ampla utilização do IAAD em outros estudos.
This study aimed to describe and assess the physical and psychosocial impact of endemic dental fluorosis in children and adolescents before and after and restorative aesthetic treatment and develop and validate an instrument to verify self-perception of dental appearance. It is quasi-experimental study that had a reference population of children and adolescents who had dental fluorosis with aesthetic problems and receiving direct restorative dental treatment done by dentists linked to an intervention action. Questionnaires were administered on two occasions with an interval of 24 months (before and after dental treatment). The questionnaires were composed of questions concerning the physical and psychosocial impact od dental fluorosis (OHIP-14), self-perceived oral health ( How would you rate your oral health?) and self-perceived dental appearance (six issues). The treatments were performed: micorabrasion, direct resin composite veneers and combination of two techniques. Initially, descriptive analyzes were conducted. Was measured the prevalence, severity and extent of physical and psychosocial impact fluorosis from the OHIP-14...
Assuntos
Humanos , Masculino , Feminino , Criança , Adolescente , Tratamento Dentário Restaurador sem Trauma/efeitos adversos , Inquéritos de Saúde Bucal/estatística & dados numéricos , Doenças Endêmicas/classificação , Estética Dentária/psicologia , Fluorose Dentária/genética , Saúde Bucal/tendências , Aparência Física , Impacto Psicossocial , Autoimagem , Validade Social em Pesquisa/métodos , Inquéritos e Questionários/estatística & dados numéricosRESUMO
Tem sido demonstrado que fatores genéticos influenciam a resposta do osso e esmalte ao fluoreto (F), mas os mecanismos moleculares envolvidos não estão bem definidos. No presente estudo, foi empregada uma abordagem proteômica livre de marcadores para identificar e avaliar alterações na expressão de proteínas ósseas em duas linhagens de camundongos com diferentes susceptibilidades à fluorose (A/J susceptível e 129P3/J resistente). Camundongos machos das linhagens 129P3/J e A/J foram distribuídos em três grupos para cada linhagem, que receberam ração com baixa concentração de F e água de beber contendo 0, 10 e 50 ppm F por 8 semanas. A concentração de F foi analisada no plasma e fêmur. A atividade da fosfatase alcalina foi dosada no plasma. Fêmur, tíbia e vértebra lombar foram submetidos à análise por micro-CT. A taxa de aposição mineral (MAR) também foi avaliada no osso cortical dos camundongos. Em adição, eletroforese unidimensional e cromatografia líquida - espectrometria de massas sequencial (LC-ESI-MS/MS) foram utilizadas para identificar e caracterizar as proteínas de fêmur da linhagem 129P3/J. Para análise proteômica quantitativa, proteínas ósseas foram extraídas para cada grupo empregando quatro diferentes etapas: (a) tampão PBS (pH 7,4) por 24h, (b) tampão de Guanidina HCl 4 M / Tris HCl 50 mM (pH 7,4) por 96 h, (c) tampão EDTA 0,5 M / Tris HCl 50 mM (pH 7,4) por 96 h, e por último (d) tampão de Guanidina HCl 4 M / Tris HCl 50 mM (pH 7,4) por 96 h. As proteínas ósseas extraídas para cada grupo foram separadamente submetidas ao LC-ESI-MS/MS, seguido da análise semi-quantitativa de diferença de expressão proteica livre de marcadores. Foram identificadas várias proteínas ósseas com alteração na abundância entre os 3 tratamentos com F para cada linhagem e entre as duas linhagens para cada tratamento com F (razão 1,5 or 0,5, respectivamente). O F promoveu alterações na expressão de proteínas envolvidas na osteogênese e osteoclastogênese de maneira distinta...
Genetic factors have been shown to influence bone and enamel responses to fluoride (F), but the molecular mechanisms involved remain unclear. In this study, a label-free proteomics approach was employed to identify and evaluate changes in bone protein expression of two mouse strains with different susceptibilities to fluorosis (A/J a susceptible strain, 129P3/J a resistant strain). Male 129P3/J and A/J mice were assigned to three groups given low-F food and water containing 0, 10 or 50 ppmF for 8 weeks. Plasma and femur were analyzed for F levels. Plasma was also evaluated for alkaline phosphatase activity. Femurs, tibiae and lumbar vertebrae were subjected to micro-CT analysis. Mineral apposition rate (MAR) was also measured in mice cortical bone. In addition, unidimensional electrophoresis and liquid chromatography/Tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS) was used to identify and characterize the femur protein profile from 129P3/J mouse strain. For quantitative proteomic analysis, bone proteins were extracted using four different steps: (a) PBS buffer (pH 7.4) for 24h, (b) 4 M Guanidine HCl/50 mM Tris HCl buffer (pH 7.4) for 96 h, (c) 0.5 M EDTA/50 mM Tris HCl buffer (pH 7.4) for 96 h, followed by (d) 4 M Guanidine HCl/50 mM Tris HCl buffer (pH 7.4) for 96 h. Bone proteins extracted from each group were separately subjected to LC-ESI-MS/MS, followed by label-free semi-quantitative differential expression analysis. Changes in many bone proteins abundance were found among the F treatment groups for each mouse strain and between the strains for each F treatment group (ratio 1.5 or 0.5, respectively). F led to alterations in expression of proteins involved in osteogenesis and osteoclatogenesis in a different way for each strain. Although F treatment had no significant effects on BMD and histomorphometric measurements for both strains, mineral apposition rate (MAR) was higher in 129P3/J mice treated...
Assuntos
Animais , Masculino , Camundongos , Cariostáticos/farmacologia , Fluoretos/farmacologia , Fluorose Dentária/genética , Predisposição Genética para Doença/genética , Tíbia , Western Blotting , Fluoretos/análise , Espectrometria de Massas , Proteínas/análise , Fatores de Tempo , Tíbia/químicaRESUMO
Tem sido demonstrado que fatores genéticos influenciam a resposta do osso e esmalte ao fluoreto (F), mas os mecanismos moleculares envolvidos não estão bem definidos. No presente estudo, foi empregada uma abordagem proteômica livre de marcadores para identificar e avaliar alterações na expressão de proteínas ósseas em duas linhagens de camundongos com diferentes susceptibilidades à fluorose (A/J susceptível e 129P3/J resistente). Camundongos machos das linhagens 129P3/J e A/J foram distribuídos em três grupos para cada linhagem, que receberam ração com baixa concentração de F e água de beber contendo 0, 10 e 50 ppm F por 8 semanas. A concentração de F foi analisada no plasma e fêmur. A atividade da fosfatase alcalina foi dosada no plasma. Fêmur, tíbia e vértebra lombar foram submetidos à análise por micro-CT. A taxa de aposição mineral (MAR) também foi avaliada no osso cortical dos camundongos. Em adição, eletroforese unidimensional e cromatografia líquida - espectrometria de massas sequencial (LC-ESI-MS/MS) foram utilizadas para identificar e caracterizar as proteínas de fêmur da linhagem 129P3/J. Para análise proteômica quantitativa, proteínas ósseas foram extraídas para cada grupo empregando quatro diferentes etapas: (a) tampão PBS (pH 7,4) por 24h, (b) tampão de Guanidina HCl 4 M / Tris HCl 50 mM (pH 7,4) por 96 h, (c) tampão EDTA 0,5 M / Tris HCl 50 mM (pH 7,4) por 96 h, e por último (d) tampão de Guanidina HCl 4 M / Tris HCl 50 mM (pH 7,4) por 96 h. As proteínas ósseas extraídas para cada grupo foram separadamente submetidas ao LC-ESI-MS/MS, seguido da análise semi-quantitativa de diferença de expressão proteica livre de marcadores. Foram identificadas várias proteínas ósseas com alteração na abundância entre os 3 tratamentos com F para cada linhagem e entre as duas linhagens para cada tratamento com F (razão 1,5 or 0,5, respectivamente). O F promoveu alterações na expressão de proteínas envolvidas na osteogênese e osteoclastogênese de maneira distinta...
Genetic factors have been shown to influence bone and enamel responses to fluoride (F), but the molecular mechanisms involved remain unclear. In this study, a label-free proteomics approach was employed to identify and evaluate changes in bone protein expression of two mouse strains with different susceptibilities to fluorosis (A/J a susceptible strain, 129P3/J a resistant strain). Male 129P3/J and A/J mice were assigned to three groups given low-F food and water containing 0, 10 or 50 ppmF for 8 weeks. Plasma and femur were analyzed for F levels. Plasma was also evaluated for alkaline phosphatase activity. Femurs, tibiae and lumbar vertebrae were subjected to micro-CT analysis. Mineral apposition rate (MAR) was also measured in mice cortical bone. In addition, unidimensional electrophoresis and liquid chromatography/Tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS) was used to identify and characterize the femur protein profile from 129P3/J mouse strain. For quantitative proteomic analysis, bone proteins were extracted using four different steps: (a) PBS buffer (pH 7.4) for 24h, (b) 4 M Guanidine HCl/50 mM Tris HCl buffer (pH 7.4) for 96 h, (c) 0.5 M EDTA/50 mM Tris HCl buffer (pH 7.4) for 96 h, followed by (d) 4 M Guanidine HCl/50 mM Tris HCl buffer (pH 7.4) for 96 h. Bone proteins extracted from each group were separately subjected to LC-ESI-MS/MS, followed by label-free semi-quantitative differential expression analysis. Changes in many bone proteins abundance were found among the F treatment groups for each mouse strain and between the strains for each F treatment group (ratio 1.5 or 0.5, respectively). F led to alterations in expression of proteins involved in osteogenesis and osteoclatogenesis in a different way for each strain. Although F treatment had no significant effects on BMD and histomorphometric measurements for both strains, mineral apposition rate (MAR) was higher in 129P3/J mice treated...
Assuntos
Animais , Masculino , Camundongos , Cariostáticos/farmacologia , Fluoretos/farmacologia , Fluorose Dentária/genética , Predisposição Genética para Doença/genética , Tíbia , Western Blotting , Fluoretos/análise , Espectrometria de Massas , Proteínas/análise , Fatores de Tempo , Tíbia/químicaRESUMO
A fluorose dentária é uma patologia que ocorre durante a formação dos dentes na presença de doses excessivas de fluoreto (F-). Os mecanismos pelos quais o Fprovoca a fluorose ainda são poucos conhecidos. A influência de fatores genéticos tem sido considerada na suscetibilidade/resistência do indivíduo em desenvolver a fluorose. Duas linhagens de camundongos (A/J e 129P3/J) com diferença na resistência ou suscetibilidade à fluorose dentária foram utilizadas para determinar se a suscetibilidade à fluorose pode ser explicada pela diferença no metabolismo e se há diferença no perfil protéico dos rins e urina destes animais. Para isso, um estudo metabólico foi conduzido com 18 camundongos A/J (suscetível) e 18 129P3 / J (resistente) após o desmame. Cada amostra foi dividida em 3 grupos, com diferentes concentrações de F- na água de beber (0, 10 e 50 ppm F). Uma vez que um estudo piloto revelou que os camundongos A/J ingeriam um maior volume de água quando comparado com o 129P3/J, a concentração de F- na água dada aos camundongos A/J foi ajustada semanalmente a fim de fornecer doses semelhantes de F- para ambas linhagens. Os animais foram mantidos em gaiolas metabólicas (n = 2/gaiola) por 7 semanas, com livre acesso à água e dieta de baixa ingestão de F- (0,95 ppm). A ingestão e excreção de F- foram calculadas, bem como os níveis de F- no plasma, no fêmur e no rim. O grau de fluorose dentária foi avaliado usando análise de fluorescência quantitativa (QLF) e exame clínico. Os perfis proteômicos renal e urinário foram examinados utilizando 2D-PAGE e coloração com azul de Coomassie.. Os dados do estudo metabólico foram testados para diferenças significativas pela ANOVA a 2 critérios (p <0,05). As imagens dos géis e as diferenças estatísticas (ANOVA, p<0,05) foram analisadas pelo programa Image Master Platinum 7.0. Os camundongos da linhagem A/J submetidos à alta concentração de fluoreto apresentaram um grau de fluorose significativamente maior quando comparado com a...
Dental fluorosis occurs during tooth formation when excessive doses of fluoride (F) are ingested. The mechanisms that underlie the pathogenesis of dental fluorosis are not known so far. The influence of genetic factors has been considered in individual susceptibility/resistance to develop fluorosis. Two inbred mice strains (A/J and 129P3/J) have been reported to have different susceptibilities to dental fluorosis. They were used in the present study to determine if the susceptibility to dental fluorosis can be explained by alterations in F metabolism and to evaluate if there is difference in the profile of protein expression in kidney and urine of these animals. For this, a metabolic study was conducted with 18 A/J (susceptible) and 18 129P3/J (resistant) weanling mice. Each strain was divided into 3 groups, with differed according to the F concentration given in the drinking water (0, 10 and 50 ppm F). Since a pilot study showed that the A/J mice drank a higher volume of water when compared with the 129P3/J, the F concentration in the water given to the A/J mice was weekly adjusted in order to provide similar F intakes for both strains. The mice were housed in metabolic cages (n=2/cage) for 7 weeks, with free access to water and low-F diet (0.95 ppm). F intake and excretion were calculated, as well as plasma, femur and kidney F levels. The degree of dental fluorosis was assessed using QLF and clinical examination. Renal and urinary proteome profiles were examined using 2D-PAGE and coomassie brilliant blue staining. Data were tested for significant differences by 2-way repeated-measures ANOVA (p<0.05). The gels images and statistical differences (ANOVA, p <0.05) were analyzed by the Image Master Platinum 7.0 software. Significantly higher QLF scores were observed for the A/J mice submitted to 50 ppm F. The total F intake did not significantly differ between the strains. The total F excretion was significantly higher for the A/J mice, due to the higher urinary...