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Papel de genótipos selecionados para mínima e máxima reatividade inflamatória na resposta à implantação de biomateriais (Ti) e no processo de osseointegração em camundongos

Processo: 19/12120-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2019
Vigência (Término): 31 de agosto de 2023
Área do conhecimento:Ciências da Saúde - Odontologia
Pesquisador responsável:Gustavo Pompermaier Garlet
Beneficiário:Jéssica Lima Melchiades
Instituição-sede: Faculdade de Odontologia de Bauru (FOB). Universidade de São Paulo (USP). Bauru , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/24637-3 - MSCs e M2 como determinantes da natureza construtiva ou destrutiva de microambientes inflamatórios associados ao tecido ósseo, AP.TEM

Resumo

Estudos sugerem que a resposta imune inflamatória, desde que apresentando um perfil de natureza controlada e autolimitado, se mostra importante no processo de reparo e osseointegração, contribuindo possivelmente como mediador da quimioatração, ativação e diferenciação de diversos tipos celulares envolvidos no reparo. Dentre os diferentes tipos celulares recrutados durante a resposta, macrófagos também são considerados como elementos importantes no processo de reparo e osseointegração. Embora classicamente considerados como células pró-inflamatórias, macrófagos podem apresentar distintos fenótipos funcionais, denominados M1 (considerados pro-inflamatórios) e M2 (anti-inflamatórios e/ou pro-reparativos). Já o reparo tecidual, acredita-se que macrófagos M1 predominam nas fases iniciais e contribuem para o início do processo de 'inflamação construtiva', que possibilita a migração celular para o sítio de reparo, contribuindo para remover tecidos necróticos/danificados, seguida da transição para o predomínio posterior de células M2, que constituiriam uma importante fonte de fatores de crescimento no sítio de reparo. Ao contrário, respostas de natureza crônica e exacerbada, caraterizadas por um descontrole do balanço entre mediadores pró- e anti-inflamatórios, em teoria apresentam um efeito deletério ao processo de reparo e osseointegração. Neste contexto, a utilização de linhagens de camundongos com fenótipos inflamatórios distintos tem se mostrado uma ferramenta experimental extremamente útil no estudo da influência da resposta imune e inflamatória em diferentes modelos. Linhagens de camundongos geneticamente selecionados para máxima ou mínima resposta inflamatória foram desenvolvidas por meio de reprodução seletiva bidirecional, dando origem às linhagens AIRmax e AIRmin; assim denominadas por sua resposta inflamatória aguda (AIR, acute inflammatory reaction) máxima (max) ou mínima (min). O gene Slc11a1 foi identificado como um dos responsáveis pela resposta diferencial de tais linhagens, respondendo pela hiper-responsividade da linhagem AIRmax (alelo R) e pela baixa responsividade dos AIRmin (alelo S). Embora os exatos mecanismos pelos quais o Slc11a1 regula a resposta imune inflamatória permanecem pouco conhecidos, estudos sugerem que sua ação seja derivada do controle regulação do fluxo de íons Fe, que por sua vez modulam a função/polarização dos macrófagos. Considerando a escassez de informações na literatura a respeito da influência da resposta imune e inflamatória no processo de osseointegração/reparo associado a biomateriais, este projeto tem como objetivo determinar as características da resposta imune/inflamatória de camundongos das linhagens AIRmin e AIRmax subsequentes à implantação de dispositivos de Ti (parafuso de Ti na maxila, modelo de osseointegração; disco de Ti no subcutâneo, modelo de resposta imune/inflamatória e reparo), e seu impacto no processo de osseointegração/reparo. Ainda, após a caracterização dos fenótipos de resposta e osseointegração/reparo das linhagens AIRmin e AIRmax, e da caracterização da resposta imune inflamatória (com foco principal na polarização M1/M2), utilizaremos estratégias de direcionamento da polarização para reversão do fenótipo desfavorável e potencialização do fenótipo favorável, buscando a potencialização da osseointegração. Especificamente, utilizaremos as linhagens AIRmin e AIRmax nos modelos de osseointegração (implantação de parafuso de Ti na maxila) e resposta imune/inflamatória e reparo (implantação de disco de Ti no subcutâneo), sendo tais modelos avaliados por meio de microtomografia, análises histológicas (histomorfometria, imunoistoquímica e análise de birrefringência), bem como análise molecular por meio do PCRArray, a ser validada por ELISA. Acredita-se que a análise conjunta contribuirá para o esclarecimento da magnitude e natureza do processo imune/inflamatório e na resposta a biomateriais, e seu impacto nos processos de osseointegração e reparo subsequentes.