Avaliação da biocompatibilidade in vitro de células-tronco pulpares humanas com enxertos alogênicos, aloplásticos e xenogênicos sob influência de vesículas extracelulares

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12475 (2023) Citar este artigo

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Terapias utilizando células-tronco da polpa dentária (DPSCs) ou vesículas extracelulares derivadas de células-tronco (EVs) têm mostrado aplicações promissoras para a engenharia de tecidos ósseos. Este experimento in vitro avaliou a capacidade osteogênica articular de DPSCs e EVs em enxertos ósseos aloplásticos (maxresorp), alogênicos (maxgraft) e xenogênicos (cerabone). Nossa hipótese é que a diferenciação osteogênica e a proliferação de DPSCs humanas variam entre os enxertos ósseos e são favoráveis ​​sob a influência de EVs. Os DPSCs foram obtidos de dentes do siso humanos e os EVs derivados de DPSCs foram isolados do meio de cultura celular. DPSCs foram semeados em substitutos de enxerto ósseo aloplásticos, alogênicos e xenogênicos para controle, e os mesmos andaimes foram administrados com EVs em outros grupos. A captação celular de EVs em células DPSC foi avaliada por microscopia confocal de varredura a laser. A coloração de vitalidade celular e a coloração de éster acetoximetílico de calceína foram utilizadas para avaliar a ligação e proliferação celular. A morfologia celular foi determinada por microscopia eletrônica de varredura e a diferenciação osteogênica foi explorada por fosfatase alcalina e coloração com vermelho de alizarina. Dentro das limitações de um estudo in vitro sem patologias, os resultados sugerem que especialmente o uso de substitutos de enxerto ósseo xenogênico com DPSCS e EVs pode representar uma abordagem de tratamento promissora para defeitos ósseos alveolares.

Os defeitos ósseos do rebordo alveolar geralmente ocorrem como resultado de perda dentária, inflamação, trauma ou patologia e representam grandes problemas durante a reabilitação dentária ou de implantes. Os procedimentos de aumento visam, portanto, gerar volume ósseo suficiente para a colocação do implante1. Diferentes materiais de enxerto ósseo podem ser utilizados para o aumento de defeitos ósseos. Devido às suas propriedades osteogenéticas, osteoindutoras e osteocondutoras, os enxertos ósseos de origem autóloga representam o padrão ouro para o tratamento de defeitos ósseos na mandíbula humana, embora estejam associados a grandes inconvenientes, como morbidade do lado do doador2, múltiplas cirurgias necessárias e tempos de operação aumentados3. Além do osso autólogo, substitutos de enxerto ósseo alogênico, xenogênico e aloplástico (BGSs) podem ser usados ​​para o aumento de defeitos ósseos. Os substitutos ósseos oferecem a vantagem de eliminar a morbidade da colheita, mas atualmente são inferiores ao osso autólogo em termos de osteogênese, osteoindução e osteocondução. Muitas pesquisas foram conduzidas para melhorar as propriedades dos BGSs.

As células-tronco mesenquimais multipotentes (CTMs) são células-tronco adultas que podem ser isoladas de uma ampla variedade de tecidos4,5,6,7. Em 2000, as CTM foram isoladas pela primeira vez do tecido pulpar saudável de terceiros molares extraídos8. Além de sua rápida proliferação e capacidade de formação de colônias9, as MSCs derivadas de DPSCs indicaram forte potencial de diferenciação para osteoblastos, adipócitos, condrócitos, odontoblastos e neurônios10. Em comparação com as MSC derivadas da medula óssea, as DPSC têm uma taxa de proliferação mais elevada10, são células clonogénicas e têm um potencial regenerativo promissor para tratar danos graves nos tecidos, o que torna as DPSC um tipo de células estaminais frequentemente estudado entre as MSC em investigação. A capacidade de diferenciação em células formadoras de osso torna as DPSCs uma opção terapêutica promissora na medicina regenerativa da deficiência óssea3,11.

Evidências recentes sugerem que os efeitos regenerativos benéficos da terapia baseada em células-tronco são provavelmente orquestrados pelos seus processos parácrinos9,12,13,14,15,16,17. Os EVs são secretados pelas células de maneira parácrina, são circundados por uma estrutura de bicamada lipídica e têm um diâmetro de cerca de 150–180 nm. Eles contêm substâncias genéticas como microRNAs (miRNAs) e os EVs fazem parte da comunicação célula a célula na forma de exossomos ou microvesículas18,19,20,21. MicroRNAs são componentes não codificantes de RNA que inibem a tradução de mRNA. Assim, são um componente elementar da proliferação e diferenciação celular22. A especificidade alvo e os genes moduladores dos miRNAS estão relacionados à osteogênese e, consequentemente, promovem a diferenciação osteogênica das CTMs e, assim, induzem a regeneração do tecido ósseo23.