Síntese e avaliação de biomateriais associados a proteínas da matriz extracelular para a regeneração do tecido pulpar

Autor(es)

Maria Luísa de Alencar e Silva Leite

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araraquara. 2021-07-06.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Odontologia. Araraquara
• Data de defesa: 2021-06-30
• Orientador: Carlos Alberto de Souza Costa; Diana Gabriela Soares dos Passos

Resumo

A regeneração tecidual guiada tem sido considerada uma estratégia promissora para substituir terapias endodônticas convencionais em casos de dentes com rizogênese incompleta. Portanto, no presente estudo, proteínas da matriz extracelular (fibronectina, laminina e colágeno tipo I) foram avaliadas a fim de selecionar um potente agente de sinalização sobre células da papila apical humana (hAPCs). Em seguida, com o objetivo de desenvolver biomateriais inovadores para regeneração pulpar de dentes com rizogênese incompleta, um scaffold tubular de nanofibras e um hidrogel de preenchimento foram sintetizados e associados à proteína da matriz extracelular com maior potencial bioativo. Assim, foi possível avaliar a influência dos biomateriais sobre a migração, adesão, proliferação e síntese de colágeno pelas hAPCs. No Artigo 1, diferentes concentrações (1, 5 e 10 µg/mL) de fibronectina (FN), laminina (LM) e colágeno tipo I (COL) foram aplicadas no fundo de compartimentos não tratados de placas de 96 compartimentos esterilizadas. Como controles negativo (CN) e positivo (CP), compartimentos não tratados e pré-tratados, respectivamente, foram usados. Após semear as hAPCs nos diferentes substratos, os seguintes parâmetros de bioatividade foram avaliados: adesão, viabilidade, espalhamento, síntese de colágeno total/colágeno tipo I e expressão gênica (ITGA5, ITGAV, COL1A1, COL3A1). Maior potencial de adesão foi observado para todas as concentrações de FN, sendo o efeito dose-dependente. Os melhores resultados de viabilidade e espalhamento celular, bem como síntese de colágeno ocorreram quando 5 e 10 µg/mL de FN foi utilizado. FN na concentração de 10 µg/mL aumentou a expressão de ITGA5, ITGAV e COL1A1 em comparação ao CP. Embora maiores valores de bioatividade tenham sido demostrados pela LM (5 e 10 µg/mL) em comparação ao CN, essas concentrações de LM exibiram menores efeitos bioativos em relação ao CP. As concentrações de COL avaliadas não mostraram bioatividade sobre as células em cultura. Portanto, concluiu-se que FN nas concentrações de 5 e 10 µg/mL exerceu efeitos bioativos mais intensos sobre as hAPCs. Então, no Artigo 2, a técnica de electrospinning foi empregada para obter, por meio do uso de poli-caprolactona (PCL), scaffolds de nanofibras aleatórias (NR) e alinhadas (NA), os quais tiveram suas propriedades biológicas avaliadas. As melhores formulações de NR e NA foram associadas a 0, 5 ou 10 µg/mL de FN sendo a bioatividade determinada. Finalmente, scaffolds tubulares de NR e NA revestidos com FN foram desenvolvidos e seu potencial quimiotático foi analisado usando um modelo in vitro para simular a regeneração pulpar de dentes com rizogênese incompleta. Foi demonstrado que todos os scaffolds testados são citocompatíveis. No entanto, NR e NA à base de 10% de PCL promoveram maior proliferação, adesão e espalhamento de hAPCs. Células poligonais e alongadas foram observadas em NR e NA, respectivamente. Quanto maior a concentração de FN nos scaffolds, maior a migração, viabilidade, proliferação, adesão e espalhamento celular, bem como a síntese de colágeno e expressão gênica (ITGA5, ITGAV, COL1A1, COL3A1). Além disso, os scaffolds tubulares de NA associados com FN (10 µg/mL) mostraram maior potencial quimiotático sobre as APCs. Então, concluiu-se que os scaffolds tubulares de NA revestidos com FN são biomateriais promissores, os quais talvez possam ser usados, no futuro, para promover regeneração pulpar mediada por hAPCs em casos de dentes com rizogênese incompleta. No Artigo 3, hidrogéis com variada proporção de colágeno e gelatina (Col/Gel; v/v) foram inicialmente preparados e avaliados de acordo com os seguintes grupos: Colágeno (controle positivo); Col/Gel 4:6; Col/Gel 6:4; Col/Gel 8:2. A viabilidade, adesão/espalhamento das hAPCs semeadas nos hidrogéis foi determinada. Diferentes concentrações de FN (0, 5 ou 10 µg / mL) foram incorporadas à melhor formulação do hidrogel de colágeno/gelatina selecionada. Em seguida, as hAPCs semeadas nos biomateriais foram analisadas quanto a migração, viabilidade, adesão/espalhamento e expressão gênica de ITGA5, ITGAV, COL1A1 e COL3A1. As células do grupo Col/Gel 8:2 exibiram a maior viabilidade e adesão/espalhamento, semelhante ao observado no grupo controle. Ainda, as hDPCs exibiram maior migração, viabilidade, adesão/espalhamento e expressão gênica de marcadores envolvidos na regeneração pulpar quanto maior a concentração de FN incorporada ao hidrogel de colágeno/gelatina. Assim, concluiu-se que um hidrogel de colágeno/gelatina com 10 µg/mL de FN apresentou potente efeito bioativo e quimiotático sobre hAPCs em cultura. (AU)

• Processo FAPESP: 17/14210-8 - Síntese e avaliação de biomateriais associados a proteínas da matriz extracelular para a regeneração do tecido pulpar
• Beneficiário: Maria Luísa de Alencar e Silva Leite
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado