Response of periodontal ligament stem cells to lipopolysaccharide and calcium silicate-based materials

ABSTRACT

Abstract This study was conducted to assess the in vitro response of human periodontal ligament stem cells (hPDLSCs) to bacterial lipopolysaccharide (LPS) activation and application of three calcium silicate-based materials (CSBM) Bio-C Sealer, MTA Fillapex and Cimmo HP. Characterization of the CSBM was performed by FTIR (n = 3). Extracts of Bio-C Sealer, MTA Fillapex and Cimmo HP were prepared and diluted (11, 14 and 116). Culture of hPDLSCs was established and treated or not with LPS from Escherichia coli (1 µg/mL) for 7 days. MTT assay was used to assess cell viability at 24, 48 and 72 h (n = 9). Alkaline phosphatase (ALP) activity was indirectly assayed at day 7 (n = 5). TNF-α and Il -1 0 cytokines were quantified by ELISA at 24h-cell supernatants (n = 6). Data were analyzed by ANOVA and Tukey's test (α = 0.05). The cell viability of the LPS-activated hPDLSCs were higher than untreated control (p < 0.05). The application of CSBM affected the cell viability of untreated and LPS-activated cells (p < 0.05). ALP activity was higher for Bio-C Sealer and Cimmo HP in untreated and LPS-activated cells, respectively (p < 0.05). Application of CSBM normalized the TNF-α secretion in the LPS-activated cells (p < 0.05). Only MTA Fillapex in untreated hPDLSCs presented higher values of Il -1 0 (p < 0.05). Taken collectively, the results suggests that the simulation of the inflammatory process by LPS affect the in vitro response the hPDLSCs to the application of the CSBM.

RESUMO

Resumo Este estudo objetivou avaliar a resposta in vitro de células-tronco do ligamento periodontal humano (hPDLSCs) à ativação por lipopolissacarídeo bacteriano (LPS) e aplicação de três materiais à base de silicato de cálcio (CSBM) Bio-C Sealer, MTA Fillapex e Cimmo HP. A caracterização dos CSBM foi realizada por FTIR (n = 3). Extratos de Bio-C Sealer, MTA Fillapex e Cimmo HP foram preparados e diluídos (11, 1 4 e 116). A cultura de hPDLSCs foi estabelecida e tratada ou não com 1 µg / mL de LPS de Escherichia coli por 7 dias. O ensaio de MTT foi usado para avaliar a viabilidade celular em 24, 48 e 72 h (n = 9). A atividade de ALP foi avaliada indiretamente no dia 7 (n = 5). As citocinas TNF-α e Il-10 foram quantificadas por ELISA em sobrenadantes de células em 24h (n = 6). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey (α = 0,05). A viabilidade celular das hPDLSCs ativados por LPS foi maior do que o controle (p <0,05). A aplicação dos CSBM afetou a viabilidade celular de células ativadas ou não por LPS (p <0,05). A atividade de ALP foi maior para Bio-C Sealer e Cimmo HP em células não ativadas e ativadas por LPS, respectivamente (p <0,05). A aplicação dos CSBM normalizou a secreção de TNF-α nas células ativadas por LPS (p <0,05). Apenas o MTA Fillapex em hPDLSCs não ativadas apresentou valores mais elevados de Il-10 (p <0,05). Em conclusão, os resultados sugerem que a simulação do processo inflamatório por LPS afetou a resposta in vitro de células-tronco do ligamento periodontal e de materiais à base de silicato de cálcio.