Estudo da modulação de células de papila apical ativadas na indução da osteoclastogênese in vitro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Rahhal, Juliana Garuba
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo
Faculdade de Odontologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/23/23156/tde-29042026-165722/
Resumo: Quando ocorrem lesões no tecido pulpar de dentes em desenvolvimento, há interrupção da formação radicular, resultando em raízes curtas, paredes dentinárias delgadas e áreas de reabsorção óssea no periápice. Sendo assim, a Endodontia Regenerativa surgiu como uma alternativa promissora ao tratamento de dentes com rizogênese incompleta e necrose pulpar, por meio da regeneração biológica dos tecidos dentários. Lesões endodônticas são desencadeadas por necrose pulpar e infecções bacterianas, que levam a áreas de reabsorção óssea na região apical. Bactérias gram-negativas, predominantes em dentes com necrose pulpar e periodontite apical, liberam endotoxinas que intensificam essa resposta inflamatória. A osteoclastogênese, responsável pela remodelação óssea é regulada por fatores como o M-CSF (fator estimulador de colônia de macrófagos) e o sistema RANK/RANKL (Receptor Activator of Nuclear factor-Kappa B e seu respectivo ligante L). Em condições inflamatórias, o aumento de RANKL promove maior ativação de osteoclastos, resultando em uma maior reabsorção óssea, característica de doenças periodontais e lesões periapicais. As células-tronco da papila apical (SCAPs) vêm sendo amplamente investigadas nessa abordagem devido ao seu alto potencial proliferativo, osteo/odontogênico e imunomodulador. Contudo, o papel dessas células frente à reabsorção óssea associada à inflamação, particularmente na modulação da osteoclastogênese, permanece pouco elucidado. Assim, este estudo buscou investigar se células da papila apical ativadas por lipopolissacarídeos (LPS) de Escherichia coli podem modular o processo de osteoclastogênese in vitro, contribuindo para o entendimento da interação dessas células com processos inflamatórios e reabsorção óssea. O trabalho foi dividido em três fases experimentais. Na primeira fase, SCAPs foram isoladas de terceiros molares humanos, caracterizadas fenotipicamente por citometria de fluxo (marcadores STRO-1, CD146, CD34 e CD45) e avaliadas quanto à capacidade de diferenciação osteo/odontogênica. Na segunda fase, as células foram estimuladas com LPS e analisadas quanto à viabilidade celular e produção de citocinas relacionados à osteoclastogênese, como OPG (osteoprotegerina), RANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor-Kappa B Ligand), M-CSF (fator estimulador de colônia de macrófagos) e IL-6 (interleucina-6) por ELISA. Na terceira fase, o meio condicionado (MC) obtido das SCAPs foi utilizado para tratar monócitos humanos isolados de sangue periférico, os quais foram induzidos à diferenciação osteoclástica. Foram realizadas análises de atividade e marcação para fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP), detecção de anéis de actina, imunofluorescência para TRAP e catepsina K, além da quantificação da expressão gênica de catepsina K (CTSK), receptor de calcitonina (CALCR) e fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP) por transcrição reversa seguida de reação em cadeia da polimerase quantitativa (RT-qPCR). O efeito do MC na própria diferenciação osteogênica das SCAPs também foi investigado. Os resultados mostraram que as SCAPs mantêm viabilidade após o estímulo com LPS, com aumento significativo na produção de IL-6 e diminuição da secreção de OPG. O MC das SCAPs, tanto controle quanto ativado por LPS, foi capaz de reduzir significativamente a formação de osteoclastos multinucleados TRAP-positivos, a organização de anéis de actina, a expressão de TRAP e catepsina K e os níveis dos genes osteoclásticos analisados. Esses achados indicam que o microambiente gerado pelas SCAPs exerce um efeito inibitório sobre a osteoclastogênese, mesmo na presença de um estímulo inflamatório. Além disso, o MC promoveu a diferenciação osteogênica das SCAPs de forma diluição-dependente, sugerindo um potencial efeito autócrino benéfico. Conclui-se que SCAPs humanas possuem a capacidade de modular negativamente a osteoclastogênese induzida por monócitos, mesmo após ativação por LPS, além de favorecerem sua própria diferenciação osteogênica. Tais propriedades reforçam o papel imunomodulador e regenerativo dessas células e sustentam seu potencial terapêutico na Endodontia regenerativa, especialmente em contextos inflamatórios e reabsortivos como as lesões periapicais.
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Lesões endodônticas são desencadeadas por necrose pulpar e infecções bacterianas, que levam a áreas de reabsorção óssea na região apical. Bactérias gram-negativas, predominantes em dentes com necrose pulpar e periodontite apical, liberam endotoxinas que intensificam essa resposta inflamatória. A osteoclastogênese, responsável pela remodelação óssea é regulada por fatores como o M-CSF (fator estimulador de colônia de macrófagos) e o sistema RANK/RANKL (Receptor Activator of Nuclear factor-Kappa B e seu respectivo ligante L). Em condições inflamatórias, o aumento de RANKL promove maior ativação de osteoclastos, resultando em uma maior reabsorção óssea, característica de doenças periodontais e lesões periapicais. As células-tronco da papila apical (SCAPs) vêm sendo amplamente investigadas nessa abordagem devido ao seu alto potencial proliferativo, osteo/odontogênico e imunomodulador. Contudo, o papel dessas células frente à reabsorção óssea associada à inflamação, particularmente na modulação da osteoclastogênese, permanece pouco elucidado. Assim, este estudo buscou investigar se células da papila apical ativadas por lipopolissacarídeos (LPS) de Escherichia coli podem modular o processo de osteoclastogênese in vitro, contribuindo para o entendimento da interação dessas células com processos inflamatórios e reabsorção óssea. O trabalho foi dividido em três fases experimentais. Na primeira fase, SCAPs foram isoladas de terceiros molares humanos, caracterizadas fenotipicamente por citometria de fluxo (marcadores STRO-1, CD146, CD34 e CD45) e avaliadas quanto à capacidade de diferenciação osteo/odontogênica. Na segunda fase, as células foram estimuladas com LPS e analisadas quanto à viabilidade celular e produção de citocinas relacionados à osteoclastogênese, como OPG (osteoprotegerina), RANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor-Kappa B Ligand), M-CSF (fator estimulador de colônia de macrófagos) e IL-6 (interleucina-6) por ELISA. Na terceira fase, o meio condicionado (MC) obtido das SCAPs foi utilizado para tratar monócitos humanos isolados de sangue periférico, os quais foram induzidos à diferenciação osteoclástica. Foram realizadas análises de atividade e marcação para fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP), detecção de anéis de actina, imunofluorescência para TRAP e catepsina K, além da quantificação da expressão gênica de catepsina K (CTSK), receptor de calcitonina (CALCR) e fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP) por transcrição reversa seguida de reação em cadeia da polimerase quantitativa (RT-qPCR). O efeito do MC na própria diferenciação osteogênica das SCAPs também foi investigado. Os resultados mostraram que as SCAPs mantêm viabilidade após o estímulo com LPS, com aumento significativo na produção de IL-6 e diminuição da secreção de OPG. O MC das SCAPs, tanto controle quanto ativado por LPS, foi capaz de reduzir significativamente a formação de osteoclastos multinucleados TRAP-positivos, a organização de anéis de actina, a expressão de TRAP e catepsina K e os níveis dos genes osteoclásticos analisados. Esses achados indicam que o microambiente gerado pelas SCAPs exerce um efeito inibitório sobre a osteoclastogênese, mesmo na presença de um estímulo inflamatório. Além disso, o MC promoveu a diferenciação osteogênica das SCAPs de forma diluição-dependente, sugerindo um potencial efeito autócrino benéfico. Conclui-se que SCAPs humanas possuem a capacidade de modular negativamente a osteoclastogênese induzida por monócitos, mesmo após ativação por LPS, além de favorecerem sua própria diferenciação osteogênica. Tais propriedades reforçam o papel imunomodulador e regenerativo dessas células e sustentam seu potencial terapêutico na Endodontia regenerativa, especialmente em contextos inflamatórios e reabsortivos como as lesões periapicais.When pulp tissue injuries occur in developing teeth, root formation is interrupted, resulting in short roots, thin dentinal walls, and areas of bone resorption in the periapical region. Regenerative Endodontics has thus emerged as a promising alternative to treat teeth with incomplete root formation and pulp necrosis, through the biological regeneration of dental tissues. Endodontic lesions are triggered by pulp necrosis and bacterial infections, leading to bone resorption in the apical area. Gramnegative bacteria, which are predominant in teeth with pulp necrosis and apical periodontitis, release endotoxins that intensify this inflammatory response. Osteoclastogenesis, responsible for bone remodeling, is regulated by factors such as M-CSF (macrophage colony-stimulating factor) and the RANK/RANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor-Kappa B and its respective ligand L) signaling system. Under inflammatory conditions, increased RANKL levels promote enhanced osteoclast activation, resulting in greater bone resorptioncharacteristic of periodontal diseases and periapical lesions. Stem cells from the apical papilla (SCAPs) have been extensively investigated in this context due to their high proliferative, osteo/odontogenic, and immunomodulatory potential. However, their role in inflammation-associated bone resorption, particularly in the modulation of osteoclastogenesis, remains poorly understood. Therefore, this study aimed to investigate whether apical papilla cells activated by Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) can modulate osteoclastogenesis in vitro, contributing to the understanding of their interaction with inflammatory processes and bone resorption. The study was divided into three experimental phases. In the first phase, SCAPs were isolated from human third molars, phenotypically characterized by flow cytometry (STRO-1, CD146, CD34, and CD45 markers), and evaluated for their osteo/odontogenic differentiation potential. In the second phase, cells were stimulated with LPS and analyzed for cell viability and cytokine production related to osteoclastogenesis, such as OPG (osteoprotegerin), RANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor-Kappa B Ligand), M-CSF (macrophage colony-stimulating factor), and IL-6 (interleukin-6) by ELISA. In the third phase, conditioned medium (CM) obtained from SCAPs was used to treat human monocytes isolated from peripheral blood, which were then induced to undergo osteoclastic differentiation. Analyses included tartrateresistant acid phosphatase (TRAP) activity and staining, detection of actin ring formation, immunofluorescence for TRAP and cathepsin K, and gene expression quantification of cathepsin K (CTSK), calcitonin receptor (CALCR) and tartrateresistant acid phosphatase (TRAP) by reverse transcription followed by quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). The effect of the CM on the osteogenic differentiation of SCAPs was also investigated. The results showed that SCAPs remained viable after LPS stimulation, with a significant increase in IL-6 production and a decrease in OPG secretion. Both the control and LPS-activated SCAP-CM significantly reduced the formation of TRAP-positive multinucleated osteoclasts, actin ring formation, TRAP and cathepsin K expression, and osteoclastic gene levels. These findings indicate that the microenvironment created by SCAPs exerts an inhibitory effect on osteoclastogenesis, even in the presence of an inflammatory stimulus. Furthermore, the CM promoted SCAP osteogenic differentiation in a dilutiondependent fashion, suggesting a beneficial autocrine effect. In conclusion, human SCAPs are capable of negatively modulating monocyte-induced osteoclastogenesis, even after activation by LPS, while also enhancing their own osteogenic differentiation. These properties reinforce the immunomodulatory and regenerative potential of SCAPs and support their therapeutic applicability in Regenerative Endodontics, particularly in inflammatory and resorptive conditions such as periapical lesions.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloFaculdade de OdontologiaSipert, Carla RenataRahhal, Juliana Garuba2025-08-252026-04-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/23/23156/tde-29042026-165722/doi:10.11606/T.23.2025.tde-29042026-165722Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2026-04-30T09:03:02Zoai:teses.usp.br:tde-29042026-165722Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-04-30T09:03:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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