Influence of chronic alcoholism and estrogen deficiency on the immunohistochemical expression of regulatory proteins of the bone resorption process in the periodontium of Wistar rats.

OBJECTIVE: The aim of this study was to investigate possible changes in immunohistochemical expression of proteins regulating the bone resorption process in the periodontium of rats subjected to alcoholism and/or estrogen deficiency. The investigated proteins were receptor activator of nuclear factor-kappa ß ligand (RANKL), a protein that stimulates bone resorption, and osteoprotegerin (OPG), a protein that inhibits bone resorption. At the molecular level, decreased OPG expression and/or increased RANKL expression are consistent with a greater predisposition to bone resorption. DESIGN: Wistar female rats were divided into ovariectomized (ovx) and non-ovariectomized (sham) groups, and subdivided into ad libitum diet (free diet), alcoholic diet (20% solution), and isocaloric diet (diet with a similar amount of calories as compared with groups ingesting an alcoholic diet). The alveolar bone crest and adjacent tissues were evaluated by immunohistochemical analyses for detection of OPG and RANKL. RESULTS: A significant decrease in OPG expression and a significant increase in RANKL expression were observed in ovariectomized animals which received alcohol as compared with non-ovariectomized animals which received isocaloric diet (experimental control). When estrogen deficiency was evaluated independently of the diet type, a significant decrease in OPG expression and a significant increase in RANKL expression were observed in ovariectomized animals as compared with non-ovariectomized animals. CONCLUSIONS: Estrogen deficiency associated with alcoholic diet, as well as estrogen deficiency (analyzed independently of diet type), decreased the immunostaining for OPG and increased the immunostaining for RANKL in the periodontium of rats.

Avaliação do efeito de modificações topográficas e químico-estruturais de superfícies de titânio no potencial osteogênico de células tronco mesenquimais e pré-osteoblásticas / The effect of topographic and chemical-structural modifications of titanium surfaces on the osteogenic potential of mesenchymal stem cells and pre-osteoblastic cells

Os efeitos de modificações topográficas e químico-estruturais em superfícies de implantes e sua relação com o comportamento celular na interface com o biomaterial, não foram totalmente elucidados. Avaliou-se o efeito de modificações na topografia, composição química e estrutura cristalina de superfícies de titânio comercialmente puro (TiCP) grau IV sobre o potencial osteogênico de células-tronco mesenquimais humanas (CTMh), de células-tronco mesenquimais de camundongo (CTMc) e de células pré-osteoblásticas murinas (MC3T3E1), em diferentes meios de cultivo celular. Amostras de TiCP com superfície lisa e com topografia rugosa em micro e nanoescala foram criadas e caracterizadas por difratometria de raios-X (DFX), goniômetro; microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfilômetro óptico (PO) e microscopia de força atômica (MFA). Realizaram-se ensaios osteogênicos de atividade da fosfatase alcalina (ALP); de formação de colônias de osteoblastos (UFC-Ob); de mineralização; de atividade da luciferase (colágeno) e de expressão gênica (qPCR). Para todas as análises estatísticas o nível de significância foi de 5%. Fases cristalinas do TiCP como Ti α, rutilo e anatase, foram identificadas por DFX; o goniômetro comprovou a hidrofilicidade das superfícies; as superfícies rugosas apresentaram valores de rugosidade média (Ra), obtidos por PO maiores do que a superfície lisa (p<0,0001); características micro e nanoestruturais foram comprovadas, medidas e analisadas por MEV e por MFA. A superfície nanotexturizada apresentou maior potencial osteogênico independente do tipo celular e/ou meio de cultivo utilizados nos ensaios de mineralização (p<0,05) e qPCR. Nos ensaios de atividade de ALP em CTMh sob meio osteogênico (p=0,001) e expressão de colágeno em meio regular, também observou-se maior potencial osteogênico da superfície nanotexturizada. A superfície microtexturizada apresentou maior atividade de ALP em CTMh sob meio regular (p=0,006) e em MC3T3E1 sob meio osteogênico 2 (p=0,01); maior produção de colágeno sob meio osteogênico 2 e maior número de UFC-Ob em CTMc em meio regular (p=0,004). Concluiu-se que a diferenciação osteogênica é influenciada tanto pelos efeitos sinérgicos dos tratamentos empregados para a criação de superfícies micro e nanotexturizadas, quanto pelo tipo celular e meios de cultivo utilizados nos testes biológicos. A superfície nanotexturizada apresentou maior potencial de induzir mineralização e expressão de genes osteogênicos in vitro(AU)

The effects of topography and chemical modifications on implants surfaces and its relation with the cellular behavior at the interface with the biomaterial, are not fully elucidated. The effect of changes in the topography, chemical composition and surface crystalline structure of commercially pure titanium (TiCP) grade IV on the osteogenic potential of human mesenchymal stem cells (hMSCs), mouse mesenchymal stem cells (mMSCs) and pre-osteoblastic cells (MC3T3E1), in different cell culture media were evaluated. Smooth surfaces and rough topography in micro and nanoscale were created and characterized by X-ray diffraction (XRD), wettability, scanning electron microscopy (SEM), light interferometry (IFM), atomic force microscopy (AFM). Osteogenic assays of alkaline phosphatase activity (ALP), of osteoblast colonies formation (CFU-Ob); mineralization; luciferase activity (collagen) and gene expression (qPCR) were performed. For all statistical analyzes the level of significance was set to 5%. Crystalline TiCP phases such as Ti α, rutile and anatase were identified by XRD; the goniometer confirmed hydrophilicity of all surfaces; the rough surfaces presented mean of Ra roughness parameter obtained by IFL greater than the smooth surface (p <0.0001); micro and nanofeatures were verified, measured and analyzed by MEV and MFA. Nanotexturized surface presented higher osteogenic potential independent of the cell type or culture media used in the mineralization (p <0,05) and qPCR assays. A greater osteogenic potential of the nanotexturized surface was also observed for ALP activity in hMSCs under osteogenic medium (p=0,001) and expression of collagen in regular medium assays. The microtexturized surface presented higher ALP activity in hMSCs under regular media (p =0.006) and in MC3T3E1 cells under osteogenic media 2 (p=0.01); higher collagen production under osteogenic medium 2 and higher CFU-Ob number in mMSCs in regular media (p=0,004). It was concluded that osteogenic differentiation is influenced both by the synergistic effects of the treatments used to create micro- and nanotexturized surfaces, and by the cell type and culture media used in biological tests. The nanotexturized surface presented greater potential in vitro to induce mineralization and osteogenic genes expression(AU)

Expressão de genes relacionados à remodelação óssea na fase inicial da reabsorção do rebordo residual em mandíbulas humanas / Related genes expression to the bone resorption and formation in the early phase and late residual ridge resorption in human jaws

O entendimento da reabsorção do rebordo residual (RRR) pode forneceruma base científica importante para melhorar tratamentos restauradores eterapêuticos de pacientes edêntulos. O presente estudo teve como objetivoprincipal buscar marcadores moleculares envolvidos com a remodelação óssea no tecido ósseo proveniente de mandíbulas que sofreram a extração dos dentes remanescentes em período inferior a dois meses (no qual a RRR é mais intensa). O grupo de amostras analisadas no estudo foi composto por cinco indivíduos que sofreram extração dentária na área operada há menos de dois meses e por um paciente que sofreu extração dentária na área operada há mais de cinco anos, que foi usado comocalibrador. Todos os pacientes tiveram os seus dados clínicos anotados e aradiografia panorâmica dos pacientes foi utilizada para realização de traçados para avaliação de características anatômicas previamente relacionadas com RRR. O RNA das amostras foi extraído e apresentaram pureza entre 1,8 e 2,0. A síntese de cDNA foi realizada pela técnica do qRT-PCR. Para as análises quantitativas, todas as reações foram realizadas em placas customizadas de 96 poços específicas para PCR em tempo real, utilizando iniciadores de 40 genes envolvidos no metabolismo ósseo. Levando-se em consideração o nível de expressão e a menor variação entre os genes de referência, HPRT1 foi o gene escolhido como normalizador. A média da idade dos indivíduos foi de 53,8 ± 5,6 anos eapenas um dos sujeitos da pesquisa era do gênero feminino. Em todas as amostras analisadas, ocorreu maior presença de genes-alvo sub-expressos(em verde), seguidos dos super-expressos (em vermelho) e dosmoderadamente expressos (em preto). Foi observada intensa atividade deremodelação óssea nos pacientes com remodelação óssea inicial, os quaisapresentavam grande heterogeneidade individual na expressão de genes de formação e reabsorção óssea. No entanto, não há correlações importantes entre os achados clínicos e ..

The understanding of residual ridge resorption (RRR) can provide animportant scientific basis for improving restorative and therapeutictreatments of edentulous patients. The present study aimed to seekmolecular markers involved in bone remodeling in bone tissue from jawsthat suffered the extraction of remaining teeth in less than two monthsperiod (in which the RRR is more intense).The group of samples analyzedin this study was composed of five individuals who underwent toothextraction operated in less than two months by area and one patient whounderwent tooth extraction operated in the area for more than five years ,which was used as calibrator. All patients had their recorded clinical dataand panoramic radiographs of patients was used to perform set forevaluation of anatomical features previously related to RRR. The RNAsamples were extracted and presented purity between 1.8 and 2.0. Thepreparation of cDNA was performed by qRT-PCR. For quantitativeanalysis, all reactions were performed at optical plates 96 wells for specificreal-time PCR using primers of 40 genes involved in bone metabolism.Taking into account the level of expression and the lowest variation among the reference genes, HPRT1 was chosen as the normalizing gene. Themean age of subjects was 53.8 ± 5.6 years and only one of the subjectswere female. In all samples, the greater presence of target genes nderexpressed(green), followed by overexpressed (red) and moderately expressed (black) occurred. Intense activity of bone remodeling was observed in patients with initial bone remodeling, which had great individual heterogeneity in gene expression of bone formation andresorption. However, no significant correlations between clinical andlaboratory findings for this group of patients