Flavinas promovem mudanças na matriz extracelular, vias de transdução de sinal, enzimas antioxidantes e metaloproteinases durante a diferenciação de osteoblastos

Autor(es)

Antonio Hernandes Chaves Neto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2009-10-30

Membros da banca

Carmen Veríssima Ferreira; Jose Mauro Granjeiro; Sandra Helena Penha de Oliveira; Marcelo Lancellotti; Nilana Meza Tenorio de Barros

• Orientador: Carmen Veríssima Ferreira

Resumo

Riboflavina (Rb - Vitamina B2) é o precursor das flavocoenzimas essenciais flavina mononucleotídeo (FMN) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD). Estas coenzimas participam de processos enzimáticos dependentes das reações de transferências de elétrons, que ocorrem nas vias de produção de energia, biossíntese, desintoxicação e sequestro de elétrons. O aumento dietético da riboflavina e piridoxina foi associado com maiores densidades minerais em mulheres e homens idosos. Fotoderivados da riboflavina demonstraram efeitos citotóxicos em células cancerosas de próstata e leucemias, entretanto, o efeito direto da Rb e seus fotoderivados em osteoblastos não foram examinados. Neste trabalho os efeitos biológicos da Rb e riboflavina irradiada (IRb) foram investigados na linhagem de pré-osteoblastos MC3T3-E1, um modelo bem aceito de osteogênese in vitro caracterizado pela indução de genes específicos associados com o fenótipo osteoblástico quando tratados com ácido ascórbico e ß-glicerofosfato. A viabilidade celular foi avaliada através da redução do MTT, da incorporação do corante vermelho neutro e do conteúdo de ácidos nucléicos. Marcadores de diferenciação osteoblástica foram analisados através do RT-PCR semi-quantitativo (osteopontina e osteocalcina) e através de análises colorimétricas de atividade da fosfatase alcalina (FAL) e síntese de colágeno pela coloração de picrosirius. As atividades das metaloproteinases (MMP) -9 e -2 foram avaliadas pela zimografia de gelatina. Microarranjos de peptídeos com subtratos específicos para quinases e imunoblotting foram usados para identificar os efeitos na sinalização celular. As atividades de enzimas antioxidantes (superóxido dismutase, catalase, glutationa peroxidase e glutationa S-transferase) foram determinadas em lisados celulares usando métodos espectrofotométricos. As atividades das caspases-8, -9 e -3 foram analisadas através de métodos colorimétricos. Na primeira análise Rb e IRb causaram a parada do ciclo celular na fase G0/G1 e também a inibição da quinase AKT, um mediador da proliferação. Flavinas causaram a diferenciação de pré-osteoblastos, evidenciada pelo aumento da expressão de osteocalcina, osteopontina e BMP-2. Atividades mais elevadas de MMP-9 e MMP-2 também foram observadas. A capacidade das flavinas em engatilhar a diferenciação de osteoblastos foi reforçada pelo aumento da conexina 43, diminuição da caveolina-1 e repressão da sinalização Notch. Na segunda análise, nós encontramos que as interações entre Rb, em sua forma irradiada e não-irradiada, e indutores osteogênicos (ácido ascórbico e ß-glicerofosfato) afetaram significativamente a proliferação de osteoblastos, a atividade de FAL, biossíntese de colágeno, expressão de osteocalcina e osteopontina, a atividade das MMP-2 e MMP-9 e a expressão de fatores osteoclastogênicos (RANKL e osteoprotegerina). Nós também encontramos que os efeitos das flavinas em osteoblastos nesta segunda etapa foram independentes das suas propriedades antioxidantes. A atividade biológica da combinação de indutores osteogênicas com Rb e seus fotoprodutos foi associada com a ativação de diferentes vias de sinalização (AKT, FAK, CaMKII), caspases -8, -9 e -3 e aumento da expressão e/ou estabilização de fatores de transcrição osteoblásticos (Runx2 e ß-catenin). Este estudo nos trouxe fortes evidências que altas concentrações de Rb e IRb geraram um microambiente osteogênico através da modulação de diferentes vias de sinalização, além de promover um efeitos aditivo durante a diferenciação das células pré-osteoblasticas MC3T3 induzida por ácido ascórbico e ß- glicerofosfato. Em resumo, este estudo aponta para uma potencial aplicação da Rb e seus fotoprodutos no desenvolvimento do fenótipo osteoblástico e, consequentemente, uma alternativa terapêutica coadjuvante para osteoporose. (AU)

• Processo FAPESP: 06/00430-1 - Mecanismos moleculares induzidos pela riboflavina durante a osteogenese in vitro: perfil proteomico e analise da cascata wnt.
• Beneficiário: Antonio Hernandes Chaves Neto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado