Desenvolvimento de sistema carreador de cartogenina e sinvastatina para engenharia tecidual osteocondral: um modelo in vitro direcionado à osteoartrite
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Biomateriais e Medicina Regenerativa
|
| Departamento: |
Faculdade de Ciências Médicas e da Saúde
|
| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Palavras-chave em Inglês: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.pucsp.br/jspui/handle/handle/44358 |
Resumo: | Osteoarthritis (OA) is a complex, multifactorial joint pathology with high incidence. Changes in the subchondral bone and cartilage are induced by inflammatory, metabolic, and biomechanical factors, leading to pain and joint dysfunction. In vitro models of human origin that mimic either normal or pathological tissue are sought to advance research in this field. In this sense, this study focused on developing a tissue model of the articular surface, represented by osteochondral tissue. For this, liposomal systems were developed for the delivery of kartogenin (KGN) and simvastatin (SIM), aiming to optimize their bioavailability and differentiation effects. These liposomal systems were incorporated into a hyaluronic acid (HA) gel to enhance the differentiation action. The liposomes containing KGN or SIM were produced by thin-film hydration. The KGN liposomes exhibited an average size of 85.51 ± 0.83 nm, a polydispersity index (PDI) of 0.081 ± 0.004, and a zeta potential of -38.62 ± 0.39 mV, while the SIM-containing liposomes had an average size of 189.09 ± 2.49 nm, PDI of 0.183 ± 0.008, and a zeta potential of -33.86 ± 0.60 mV, showing uniformity and initial stability associated with electrostatic repulsion between the particles. The rheology of the HA hydrogel was analyzed, and a concentration of 20 mg/mL was selected to incorporate the liposomes. To create the osteochondral model, the differentiation of human Mesenchymal Stem Cells (MSCs) was evaluated by immunocytochemistry and confocal microscopy, using anti-SOX9 antibodies for chondrocytes and anti-osteopontin (OPN) antibodies for osteoblasts. The results indicated that liposomes loaded with KGN in HA induced chondrogenic differentiation of MSCs, evidenced by SOX9 expression, while liposomes loaded with SIM stimulated osteogenic differentiation, confirmed by the detection of OPN. This study contributes to recreating the characteristics of cartilage and bone tissues from synovial joints, offering new perspectives for the development of regenerative strategies in the treatment of OA |
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Hausen, Moema de Alencarhttp://lattes.cnpq.br/4062568797583413http://lattes.cnpq.br/2889196165543278Estrella, Marco Antonio Molina2025-05-20T14:59:44Z2025-05-20T14:59:44Z2025-04-01Estrella, Marco Antonio Molina. Desenvolvimento de sistema carreador de Cartogenina e Sinvastatina para Engenharia Tecidual Osteocondral: um modelo in vitro direcionado à Osteoartrite. 2025. Dissertação (Mestrado em Biomateriais e Medicina Regenerativa) - Programa de Pós-Graduação em Biomateriais e Medicina Regenerativa da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, Sorocaba, 2025.https://repositorio.pucsp.br/jspui/handle/handle/44358Osteoarthritis (OA) is a complex, multifactorial joint pathology with high incidence. Changes in the subchondral bone and cartilage are induced by inflammatory, metabolic, and biomechanical factors, leading to pain and joint dysfunction. In vitro models of human origin that mimic either normal or pathological tissue are sought to advance research in this field. In this sense, this study focused on developing a tissue model of the articular surface, represented by osteochondral tissue. For this, liposomal systems were developed for the delivery of kartogenin (KGN) and simvastatin (SIM), aiming to optimize their bioavailability and differentiation effects. These liposomal systems were incorporated into a hyaluronic acid (HA) gel to enhance the differentiation action. The liposomes containing KGN or SIM were produced by thin-film hydration. The KGN liposomes exhibited an average size of 85.51 ± 0.83 nm, a polydispersity index (PDI) of 0.081 ± 0.004, and a zeta potential of -38.62 ± 0.39 mV, while the SIM-containing liposomes had an average size of 189.09 ± 2.49 nm, PDI of 0.183 ± 0.008, and a zeta potential of -33.86 ± 0.60 mV, showing uniformity and initial stability associated with electrostatic repulsion between the particles. The rheology of the HA hydrogel was analyzed, and a concentration of 20 mg/mL was selected to incorporate the liposomes. To create the osteochondral model, the differentiation of human Mesenchymal Stem Cells (MSCs) was evaluated by immunocytochemistry and confocal microscopy, using anti-SOX9 antibodies for chondrocytes and anti-osteopontin (OPN) antibodies for osteoblasts. The results indicated that liposomes loaded with KGN in HA induced chondrogenic differentiation of MSCs, evidenced by SOX9 expression, while liposomes loaded with SIM stimulated osteogenic differentiation, confirmed by the detection of OPN. This study contributes to recreating the characteristics of cartilage and bone tissues from synovial joints, offering new perspectives for the development of regenerative strategies in the treatment of OAA osteoartrite (OA) é uma patologia articular complexa, multifatorial e com alta incidência. As alterações no osso subcondral e na cartilagem são induzidas por fatores inflamatórios, metabólicos e biomecânicos, levando à dor e disfunção articular. Modelos in vitro de origem humana e mimética ao tecido normal ou patológico são procurados para o avanço das pesquisas nessa área. Neste sentido, este estudo focou em desenvolver um modelo tecidual da superfície articular, representado por tecido osteocondral. Para isso, foram desenvolvidos sistemas lipossomais para a liberação de cartogenina (kartogenin - KGN) e sinvastatina (simvastatin - SIM), visando otimizar sua biodisponibilidade e efeito de diferenciação. Esses sistemas lipossomais foram incorporados a um gel de ácido hialurônico (Hyaluronic Acid - HA) para potencializar a ação de diferenciação. Os lipossomas contendo KGN ou SIM foram produzidos por hidratação de filme fino. Os lipossomas com KGN apresentaram tamanho médio de 85,51 ± 0,83 nm, índice de polidispersidade (IPD) de 0,081 ± 0,004 e potencial zeta de -38,62 ± 0,39 mV, enquanto os lipossomas contendo SIM apresentaram tamanho médio de 189,09 ± 2,49 nm, IPD de 0,183 ± 0,008 e potencial zeta de -33,86 ± 0,60 mV, demonstrando uniformidade e uma estabilidade inicial associada à repulsão eletrostática entre as partículas. A reologia do hidrogel de HA foi analisada, e foi selecionada a concentração de 20 mg/mL para incorporar os lipossomas. Para a criação do modelo osteocondral, a diferenciação de Células-Tronco Mesenquimais (Mesenchymal Stem Cells - MSCs) humanas foi avaliada por imunocitoquímica e microscopia confocal, utilizando anticorpos anti-SOX9 para condrócitos e anti-osteopontina (OPN) para osteoblastos. Os resultados indicaram que lipossomas carregados com KGN em HA induziram a diferenciação condrogênica das MSCs, evidenciada pela expressão de SOX9, enquanto lipossomas carregados com SIM estimularam a diferenciação osteogênica, comprovada pela detecção de OPN. Este estudo contribui para a recriação das características dos tecidos cartilaginoso e ósseo de articulações sinoviais, oferecendo novas perspectivas para o desenvolvimento de estratégias regenerativas no tratamento da OAporPontifícia Universidade Católica de São PauloPrograma de Pós-Graduação em Biomateriais e Medicina RegenerativaPUC-SPBrasilFaculdade de Ciências Médicas e da SaúdeCNPQ::CIENCIAS DA SAUDEOsteoartriteCartogeninaLipossomasHidrogel de ácido hialurônicoRegeneração articularNanocarreadoresOsteoarthritisKartogeninLiposomesHyaluronic acid hydogelJoint repairNanocarriersDesenvolvimento de sistema carreador de cartogenina e sinvastatina para engenharia tecidual osteocondral: um modelo in vitro direcionado à osteoartriteDevelopment of the cartogenin and simvatatin delivery system for osteochondral tissue engineering: an in vitro model for osteoarthritisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da PUC_SPinstname:Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP)instacron:PUC_SPORIGINALMARCO ANTONIO MOLINA ESTRELLA.pdfapplication/pdf1852876https://repositorio.pucsp.br/xmlui/bitstream/handle/44358/1/MARCO%20ANTONIO%20MOLINA%20ESTRELLA.pdf0b4921c233805eba3485da7d76aed7ceMD51TEXTMARCO ANTONIO MOLINA ESTRELLA.pdf.txtMARCO ANTONIO MOLINA ESTRELLA.pdf.txtExtracted texttext/plain141347https://repositorio.pucsp.br/xmlui/bitstream/handle/44358/2/MARCO%20ANTONIO%20MOLINA%20ESTRELLA.pdf.txt4184fc5f956b0db6430f958ad0bc443aMD52THUMBNAILMARCO ANTONIO MOLINA ESTRELLA.pdf.jpgMARCO ANTONIO MOLINA ESTRELLA.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1278https://repositorio.pucsp.br/xmlui/bitstream/handle/44358/3/MARCO%20ANTONIO%20MOLINA%20ESTRELLA.pdf.jpg036b9561ab744a13f5b2ebd519c93d5aMD53handle/443582025-05-21 01:03:22.52oai:repositorio.pucsp.br:handle/44358Repositório Institucionalhttps://sapientia.pucsp.br/https://sapientia.pucsp.br/oai/requestbngkatende@pucsp.br||rapassi@pucsp.bropendoar:2025-05-21T04:03:22Repositório Institucional da PUC_SP - Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP)false |
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Desenvolvimento de sistema carreador de cartogenina e sinvastatina para engenharia tecidual osteocondral: um modelo in vitro direcionado à osteoartrite Estrella, Marco Antonio Molina CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE Osteoartrite Cartogenina Lipossomas Hidrogel de ácido hialurônico Regeneração articular Nanocarreadores Osteoarthritis Kartogenin Liposomes Hyaluronic acid hydogel Joint repair Nanocarriers |
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Osteoarthritis (OA) is a complex, multifactorial joint pathology with high incidence. Changes in the subchondral bone and cartilage are induced by inflammatory, metabolic, and biomechanical factors, leading to pain and joint dysfunction. In vitro models of human origin that mimic either normal or pathological tissue are sought to advance research in this field. In this sense, this study focused on developing a tissue model of the articular surface, represented by osteochondral tissue. For this, liposomal systems were developed for the delivery of kartogenin (KGN) and simvastatin (SIM), aiming to optimize their bioavailability and differentiation effects. These liposomal systems were incorporated into a hyaluronic acid (HA) gel to enhance the differentiation action. The liposomes containing KGN or SIM were produced by thin-film hydration. The KGN liposomes exhibited an average size of 85.51 ± 0.83 nm, a polydispersity index (PDI) of 0.081 ± 0.004, and a zeta potential of -38.62 ± 0.39 mV, while the SIM-containing liposomes had an average size of 189.09 ± 2.49 nm, PDI of 0.183 ± 0.008, and a zeta potential of -33.86 ± 0.60 mV, showing uniformity and initial stability associated with electrostatic repulsion between the particles. The rheology of the HA hydrogel was analyzed, and a concentration of 20 mg/mL was selected to incorporate the liposomes. To create the osteochondral model, the differentiation of human Mesenchymal Stem Cells (MSCs) was evaluated by immunocytochemistry and confocal microscopy, using anti-SOX9 antibodies for chondrocytes and anti-osteopontin (OPN) antibodies for osteoblasts. The results indicated that liposomes loaded with KGN in HA induced chondrogenic differentiation of MSCs, evidenced by SOX9 expression, while liposomes loaded with SIM stimulated osteogenic differentiation, confirmed by the detection of OPN. This study contributes to recreating the characteristics of cartilage and bone tissues from synovial joints, offering new perspectives for the development of regenerative strategies in the treatment of OA |
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