Resposta de células odontoblastóides MDPC-23 irradiadas com LED de 630nm / Response of odontoblast-like cells to 630 nm LED irradiation

RESUMO

Na biofotônica, lasers e LEDs (light-emitting diodes) têm sido empregados na bioestimulação de células e tecidos. LED é um diodo semicondutor que, quando energizado, produz luz de espectro estreito, em forma de eletroluminescência. Experimentos in vitro utilizando LEDs com diferentes comprimentos de onda demonstraram a ocorrência de significativo estímulo no crescimento celular, efeito antiinflamatório e antimicrobiano, além do metabolismo celular aumentado. Na odontologia, a aplicação clínica de lasers e LEDs em terapias objetivando a redução da hipersensibilidade dentinária tem se mostrado efetiva, através de aparente síntese e deposição de dentina reacional. Entretanto, não há trabalhos na literatura que demonstrem o efeito do LED sobre a cultura de odontoblastos, tampouco dados científicos caracterizando a relação entre LED e redução da hipersensibilidade dentinária. Assim, o objetivo desta pesquisa foi investigar a ação do LED em 630 nm sobre o metabolismo de células de linhagem odontoblástica MDPC-23. Para isto, as células foram descongeladas, cultivadas e plaqueadas. Então, o LED foi aplicado diretamente sobre estas células, em diferentes tempos (20, 40, 80 e 240'') e condições de estresse (2 ou 10% de SFB), de acordo com cada grupo experimental, por três dias consecutivos, através de um dispositivo de irradiação denominado "LEDTable". Posteriormente, foram avaliados a viabilidade celular, através do teste MTT, e a morfologia celular, por microscopia eletrônica de varredura. Os dados obtidos nos testes de MTT foram submetidos ao teste de Mann-Whitney para a comparação das concentrações de soro fetal bovino em cada dose de energia individualmente. Foi utilizado também o teste de Kruskal-Wallis para comparar as diferentes doses de energia em cada concentração de soro fetal bovino. Os dados foram analisados estatisticamente em nível de significância pré-determinado de 5%. Numa avaliação comparativa entre os grupos foi possível demonstrar que células MDPC-23 mantidas em condições normais são bioetimuladas através de sua irradiação com baixa dose de LED, tal como 1 J/cm2. Porém, em condições de estresse por restrição de soro fetal bovino (2% SFB), as células MDPC-23 apenas são bioestimuladasa através de doses mais elevadas de irradiação com LED, tal como com 4 J/cm2. Por outro lado, a aplicação de uma dose de 8 J/cm2 não influencia o metabolismo desta linhagem de célula odontoblastóide. A análise de MEV demonstrou um maior número de células aderidas ao substrato após irradiação com 4 J/cm2. De acordo com as condições experimentais deste estudo in vitro, foi possível concluir, tal como anteriormente demonstrado para outras linhagens celulares, que a terapia com LED no comprimento de onda em torno de 630 nm sob fluência de 4 J/cm2 foi efetiva no processo de bioestimulação das células odontoblastóides MDPC-23

ABSTRACT

Lasers and LEDs (light-emitting diodes) have been used for biostimulation of cells and tissues. LED is a semiconductor diode which produces limited spectrum visible light. In vitro experiments using LEDs at different wavelengths have shown an enhancement of cell growth, anti-inflammatory and antibacterial effects and increased cell metabolism. In dentistry, the use of lasers and LEDs in therapies to reduce dental hypersensitivity has been proved to be clinically effective, through the synthesis and deposition of reactionary dentin. However, there are no studies that demonstrate the effect of LED therapy on odontoblast-like cells and there is no scientific data linking LED irradiation to dental hypersensitivity reduction. For this reason, the aim of this study was to investigate the effect of LED 630 nm irradiation on MDPC-23 (odontoblast-like) cells metabolism. Cells were seeded on 24-wells plates and cultured. Then the LED light was directly applied to these cells under different experimental conditions (time and % of BFS), according to each experimental group, for three following days. A device named LEDTable provided red LED irradiation. Then, cell viability (MTT Assay) and cell morphology (SEM) were evaluated. The cell viability results were first submitted to Mann-Whitney tests in order to compare the fetal bovine serum concentrations and energy dose, and then Kruskal-Wallis test was performed to compare different energy doses in every serum concentration. Data were statistically analyzed (p=0,05). Results show a biostimulation of cells kept under normal culture conditions and submitted to low LED irradiation dose (1 J/cm2). However, under nutritional stress, cells required higher energy dose to be stimulated, such as 4 J/cm2. On the other hand, a 8 J/cm2 dose did not affect the metabolism of this immortalized cell line. The SEM analysis showed a higher number of cells attached to the glass substrate after 4 J/cm2 dose irradiation. According to the experimental conditions, it was possible to conclude that LED therapy under fluence of 4 J/cm2 biostimulates MDPC-23 cells, such as previously demonstrated by other studies in which different cell lines were submitted to similar LED irradiation