RESUMO
Melatonin (MLT) is a potential signaling molecule in the homeostasis of bone metabolism and may be an important mediator of bone formation and stimulation. The aim of this in vitro study was to evaluate the effect of MLT on the viability, mRNA/protein expression and mineralization of pre-osteoblastic cells. The concentrations 5, 2.5, 1, 0.1 and 0.01 mM MLT were tested on pre-osteoblastic cells (MC3T3) compared to control (no MLT), evaluating proliferation and cell viability (C50), gene expression (RT-PCR) and secretion (ELISA) of COL-I and OPN at 24h, 48h and 72h, and the formation of mineral nodules (alizarin red and fast red) after 10 days of treatment. MLT at 5 and 2.5 mM proved to be cytotoxic (C50), so only 0.01, 0.1 and 1 mM were used for the subsequent analyses. OPN mRNA expression increased with MLT at 0.1 mM - 1 mM, which was followed by increased secretion of OPN both at 24h and 72h compared to the remaining groups (p <0.05). COL-I mRNA and COL-1 secretion followed the same pattern as OPN at 0.1 mM MLT at 72h of treatment (p <0.05). Regarding mineralization, all MLT doses (except 1mM) caused an increase (p <0.05) in the formation of mineral nodules compared to the control. Melatonin at 0.01mM - 1mM had a stimulatory effect on osteoblasts by upregulating COL-I and OPN expression/ secretion and mineralization, thereby fostering osteogenesis.
A melatonina (MLT) é uma molécula potencial de sinalização na homeostase do metabolismo ósseo e pode ser um importante mediador da formação e estimulação óssea. O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar o efeito da MLT na viabilidade, na expressão do mRNA da proteína e mineralização de células préosteoblásticas. As concentrações de MLT 5, 2,5, 1, 0,1 e 0,01 mM foram testadas em células pré-osteoblásticas da linhagem MC3T3 em comparação ao controle (sem MLT), avaliando a proliferação e a viabilidade celular (C50), expressão gênica (rtPCR) e secreção (Elisa) de Colágeno tipo 1 (COL-I) e osteopontina (OPN) às 24, 48 e 72 horas, além da formação de nódulos minerais por meio do teste vermelho de Alizarina fast red após 10 dias de tratamento. MLT a 5 e 2,5 mM provou ser tóxico (C50). Portanto, as concentrações de 0,01, 0,1 e 1 mM foram utilizadas para as análises subsequentes. A expressão do mRNA da OPN aumentou com MLT a 0,1 mM-1mM, seguida pela secreção aumentada de OPN às 24 e 72 horas em comparação aos demais grupos (p<0,05). O mRNA de COL-I e a secreção de COL-I seguiram o mesmo padrão do OPN a 0,1 mM de MLT em 72 horas de tratamento (p<0,05). Em relação à mineralização, todas as doses de MLT (exceto 1mM) causaram aumento (p<0,05) na formação de nódulos minerais em comparação ao controle. A MLT na concentração entre 0,01mM a 1 mM teve um efeito estimulador sobre os osteoblastos, ao regular positivamente a expressão e secreção de COL-I e OPN, além da mineralização, favorecendo a osteogênese.
Assuntos
Diferenciação Celular/efeitos dos fármacos , Diferenciação Celular/genética , Metaloproteinase 2 da Matriz/metabolismo , Melatonina/farmacologia , Osteoblastos/efeitos dos fármacos , Osteogênese/efeitos dos fármacos , Osteogênese/genética , Osteopontina/metabolismo , Fragmentos de Peptídeos/metabolismo , Proliferação de Células/efeitos dos fármacos , Proliferação de Células/genética , Ensaio de Imunoadsorção Enzimática , Expressão Gênica , Regulação da Expressão Gênica no Desenvolvimento/efeitos dos fármacos , Humanos , Metaloproteinase 2 da Matriz/genética , Osteoblastos/metabolismo , Osteopontina/genética , Fragmentos de Peptídeos/genética , RNA Mensageiro/genética , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo RealRESUMO
ABSTRACT Melatonin (MLT) is a potential signaling molecule in the homeostasis of bone metabolism and may be an important mediator of bone formation and stimulation. The aim of this in vitro study was to evaluate the effect of MLT on the viability, mRNA/protein expression and mineralization of pre-osteoblastic cells. The concentrations 5, 2.5, 1, 0.1 and 0.01 mM MLT were tested on pre-osteoblastic cells (MC3T3) compared to control (no MLT), evaluating proliferation and cell viability (C50), gene expression (RT-PCR) and secretion (ELISA) of COL-I and OPN at 24h, 48h and 72h, and the formation of mineral nodules (alizarin red and fast red) after 10 days of treatment. MLT at 5 and 2.5 mM proved to be cytotoxic (C50), so only 0.01, 0.1 and 1 mM were used for the subsequent analyses. OPN mRNA expression increased with MLT at 0.1 mM - 1 mM, which was followed by increased secretion of OPN both at 24h and 72h compared to the remaining groups (p <0.05). COL-I mRNA and COL-1 secretion followed the same pattern as OPN at 0.1 mM MLT at 72h of treatment (p <0.05). Regarding mineralization, all MLT doses (except 1mM) caused an increase (p <0.05) in the formation of mineral nodules compared to the control. Melatonin at 0.01mM - 1mM had a stimulatory effect on osteoblasts by upregulating COL-I and OPN expression/ secretion and mineralization, thereby fostering osteogenesis.
RESUMO A melatonina (MLT) é uma molécula potencial de sinalização na homeostase do metabolismo ósseo e pode ser um importante mediador da formação e estimulação óssea. O objetivo deste estudo in vitro foi avaliar o efeito da MLT na viabilidade, na expressão do mRNA da proteína e mineralização de células préosteoblásticas. As concentrações de MLT 5, 2,5, 1, 0,1 e 0,01 mM foram testadas em células pré-osteoblásticas da linhagem MC3T3 em comparação ao controle (sem MLT), avaliando a proliferação e a viabilidade celular (C50), expressão gênica (rtPCR) e secreção (Elisa) de Colágeno tipo 1 (COL-I) e osteopontina (OPN) às 24, 48 e 72 horas, além da formação de nódulos minerais por meio do teste vermelho de Alizarina fast red após 10 dias de tratamento. MLT a 5 e 2,5 mM provou ser tóxico (C50). Portanto, as concentrações de 0,01, 0,1 e 1 mM foram utilizadas para as análises subsequentes. A expressão do mRNA da OPN aumentou com MLT a 0,1 mM-1mM, seguida pela secreção aumentada de OPN às 24 e 72 horas em comparação aos demais grupos (p<0,05). O mRNA de COL-I e a secreção de COL-I seguiram o mesmo padrão do OPN a 0,1 mM de MLT em 72 horas de tratamento (p<0,05). Em relação à mineralização, todas as doses de MLT (exceto 1mM) causaram aumento (p<0,05) na formação de nódulos minerais em comparação ao controle. A MLT na concentração entre 0,01mM a 1 mM teve um efeito estimulador sobre os osteoblastos, ao regular positivamente a expressão e secreção de COL-I e OPN, além da mineralização, favorecendo a osteogênese.
