Regulação epigenética do potencial osteogênico de células mesenquimais do ligamento periodontal

Autor(es)

Rahyza Inacio Freire de Assis

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Odontologia de Piracicaba
• Data de defesa: 2021-12-07

Membros da banca

Denise Carleto Andia; Ricardo Della Coletta; Rodrigo Augusto da Silva; Márcio Mateus Beloti; Renato Assis Machado

• Orientador: Denise Carleto Andia

Resumo

As células mesenquimais indiferenciadas do ligamento periodontal (PDLCs) são candidatas à terapia celular para regeneração tecidual. Sabe-se, porém, que o perfil epigenético individual pode influenciar na aquisição do potencial osteogênico, causando heterogeneidade na diferenciação celular. Portanto, PDLCs coletadas de diferentes pacientes podem apresentar comprometimentos distintos ao fenótipo osteoblástico, com impacto nos resultados clínicos. Fatores de transcrição (TFs), acessibilidade da cromatina e regulação epigenética estão associados à regulação osteogênica; entretanto, pouco se sabe sobre a regulação epigenética das PDLCs. Metodologias genome wide, como o (hidroxi)metiloma do DNA e o assay for transposase accessible chromatin followed by sequencing (ATAC-seq) são ferramentas de análises epigenéticas que identificam tipos e regiões regulatórias funcionais do genoma, indicando TFs associados às regiões de cromatina aberta e acessível. O transcriptoma, por outro lado, fornece o mapa da expressão gênica, informando como, quais e se mecanismos epigenéticos modulam a expressão dos genes. Sabe-se, ainda, que moduladores epigenéticos podem influenciar os padrões de expressão gênica e comprometimento fenotípico celular, aumentando a capacidade de deposição de nódulos minerais in vitro. Inicialmente, utilizamos metodologias genome wide para identificar como as regulações epigenética e transcricional influenciam a aquisição do fenótipo osteoblástico, comparando PDLCs com baixo e alto potencial osteogênico (l-PDLCs e h-PDLCs, respectivamente), no nível basal (DMEM – sem indução) e na diferenciação osteogênica (OM – 10 dias), in vitro. Os resultados mostraram acessibilidade genômica e mapas transcricionais distintos entre l-PDLCs e h-PDLCs em ambos os períodos analisados. Enquanto as h-PDLCs expressaram mais TFs relacionados ao comprometimento osteogênico, facilitando a expressão de genes osteoblásticos e deposição de nódulos minerais, as l-PDLCs apresentaram hipermetilação no DNA de genes que podem causar atraso na diferenciação osteoblástica, demonstrada pela ativação tardia de genes e processos biológicos apresentados pela h-PDLCs já no nível basal. Além disso, um conjunto único de TFs observado em cada uma das PDLCs poderia contribuir de maneira distinta para o comprometimento ao fenótipo osteoblástico. Em seguida, o RG108, inibidor de enzimas que metilam o DNA, foi utilizado para modular o comprometimento fenotípico e potencializar a capacidade osteogênica das PDLCs. As análises de metilação do DNA, expressão gênica e níveis proteicos foram realizadas no basal (DMEM – sem indução) e na diferenciação osteogênica (OM – 3 dias), in vitro. Os resultados demonstraram que l-PDLCs e h-PDLCs apresentam níveis basais diferentes de expressão gênica das enzimas epigenéticas, marcadores de multipotencialidade e osteogênicos. Após o tratamento com RG108 e a indução osteogênica, o promotor do RUNX2 foi desmetilado, promovendo aumento da sua expressão gênica e proteica no núcleo celular. O RG108 promoveu mudanças nas expressões gênicas das enzimas que controlam a metilação do DNA, marcadores de multipotencialidade e osteogênicos, levando a um aumento na capacidade de mineralização das l-PDLCs, in vitro. Em conclusão, contribuímos para o avanço no conhecimento da regulação epigenética nas PDLCs, destacando o papel da metilação do DNA, acessibilidade da cromatina, transcrição gênica e níveis proteicos no suporte ao desenvolvimento do potencial osteogênico das PDLCs, abrindo novos caminhos para a modulação terapêutica em futuros estudos e na aplicação das PDLCs em tratamentos regenerativos (AU)

• Processo FAPESP: 17/12158-9 - Regulação epigenética do potencial osteogênico de células mesenquimais do ligamento periodontal
• Beneficiário: Rahyza Inacio Freire de Assis
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado