Engenharia de tecido ósseo a partir da cultura de células-tronco mesenquimais em matriz de quitosana-gelatina: avaliação in vitro e in vivo, em alvéolos dentários de ratos

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Suzana Coulaud da Costa Cruz
• Orientador(a): Alfredo Miranda de Goes
• Banca de defesa: Elton Goncalves Zenobio, Nanci Beyer Nardi, Patricia Valerio, Helio Chiarini Garcia, Gerluza Aparecida Borges Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Alvéolos dentários; Engenharia de tecidos; Células-tronco mesenquimais de medula óssea; Quitosana-gelatina
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9AKJD8

A associação de células-tronco e biomateriais representa uma alternativa promissora para reconstruções ósseas. No presente estudo, avaliou-se o comportamento in vitro e in vivo de células-tronco mesenquimais de medula óssea de ratos, cultivadas em uma matriz tridimensional de quitosana e gelatina. Essa matriz foi sintetizada e caracterizada química (energia dispersiva de raios-x - EDS e difração de raios-x - XRD) e morfologicamente (microscopia de luz - ML, microscopia eletrônica de varredura - MEV e microscopia confocal). Células-tronco mesenquimais de medula óssea (CTMMO), obtidas de ratos Lewis transgênicos para eGFP (Enhanced green fluorescent protein), foram semeadas nas matrizes. Os experimentos in vitro e in vivo foram realizados com células-tronco mesenquimais marcadas endogenamente com eGFP (Enhanced green fluorescent protein), extraídas de ratos transgênicos isogênicos da linhagem Lewis-eGFP positivos (Universidade de Missouri EUA) e ratos Lewis WT eGFP negativos foram, posteriormente, usados como receptores, para permitir o monitoramento do destino das células transplantadas in vivo, por meio da técnica imunohistoquímica. As matrizes sintetizadas foram também avaliadas in vitro quanto à biocompatibilidade (análises de conversão de MTT, atividade de fosfatase alcalina e morfológica, por meio de ML e MEV) e comparou-se o comportamento das células (colonização, adesão, proliferação e diferenciação osteogênica) em culturas bi e tridimensionais mantidas em meio basal (DMEM) e em meio osteogênico (DMEM acrescido de suplementos osteogênicos). Na avaliação in vivo, trinta e dois ratos machos selvagens foram usados como recipientes para o implante da matriz (n=16) ou para o transplante do construto (n=16) e empregou-se o modelo de alvéolos dentários de ratos. Sendo assim, após a exodontia dos primeiros molares superiores, as matrizes/construtos foram implantados nos alvéolos dentários esquerdos de ratos receptores, Lewis Wild Type. Os alvéolos contralaterais foram utilizados como controles. Os animais, ratos Lewis (n=16) de cada grupo experimental, foram eutanasiados 5, 21 e 35 dias após a cirurgia. O comportamento, a biodegradação e biocompatibilidade da matriz após implante foram avaliados histologicamente, por meio de microscopia de luz, nos três períodos experimentais. Os implantes dos construtos (biomaterial + CTMMO cultivadas em meio basal por 3 dias) também foram avaliados nos três períodos experimentais. Realizou-se a análise morfométrica, para quantificação do preenchimento ósseo dos alvéolos experimentais, lado esquerdo, e controles, lado direito, nos períodos de 5, 21 e 35 dias após a cirurgia, por meio de tomografia computadorizada cone beam (TCCB). Rastreou-se o destino das células-tronco eGFP-positivas transplantadas, por análise imunohistoquímica, com uso de anticorpos anti-GFP. Os resultados in vivo revelaram alta biocompatibilidade e lenta biodegradação da matriz. A morfometria mostrou um aumento significativo da mineralização óssea nos alvéolos transplantados após 21 e 35 dias. A imunohistoquímica revelou a contribuição de CTMMO para os reparos ósseo, epitelial e vascular. As matrizes de quitosana e gelatina apresentaram propriedades físico-químicas e biológicas adequadas para a utilização como material de preenchimento, como carreador de células-tronco e para a reconstituição de tecidos ósseos por meio da engenharia tecidual. Os resultados mostraram que a matriz de quitosana e gelatina é um biomaterial promissor para o carreamento de CTMMO e que o construto obtido (matriz de quitosana e gelatina-CTMMO) pode ser uma estratégia viável para engenharia de tecido ósseo em Odontologia.