Preparo e caracterização de hidrogéis contendo colágeno tipo II e curcumina como candidatos à regeneração de ossos e cartilagem

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Sousa, Isabelle Fernanda Aparecida de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Colágeno tipo II; Collagen type II; Curcumin; Curcumina; Hidrogéis; Hydrogels; Regeneração de tecidos; Tissue regeneration
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-28032025-150904/

A curcumina é um composto fenólico hidrofóbico amarelado e com propriedades anti-inflamatórias presente nos rizomas de Curcuma longa. A literatura indica limitações das aplicações de curcumina como uma molécula bioativa devido ao seu alto caráter hidrofóbico, que leva à baixa biodisponibilidade e toxicidade em altas concentrações. No presente estudo, hidrogéis de colágeno tipo II foram preparados com curcumina e curcumina A, uma curcumina modificada monocetônica sintetizada sob condições ácidas na presença de acetona e vanilina. Com esses hidrogéis foram formadas estruturas tridimensionais na forma de scaffolds. A caracterização dos scaffolds foi realizada por testes mecânicos, análise da morfologia por microscopia eletrônica de varredura e da composição por espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier. Além disso, foi analisada a mineralização osteoblástica utilizando-se células MC3T3-E1 em presença de curcuminóides livre e contidos nos scaffolds. Os experimentos de mineralização foram realizados por períodos de 7, 14 e 21 dias e avaliaram a atividade da fosfatase alcalina e a formação de minerais utilizando ensaios de vermelho de alizarina. Os resultados demonstram diminuição da atividade da fosfatase alcalina e menor mineralização quando os curcuminóides estão livres no meio de cultura, comparado ao controle. No entanto, quando incorporada aos scaffolds de colágeno tipo II, curcumina A induziu valores maiores de atividade da fosfatase alcalina em comparação aos scaffolds de colágeno tipo II nos dias 7,14 e 21 e os scaffolds de curcumina não apresentaram diferença estatística quando comparados aos scaffolds de colágeno tipo II. Não foi observada diferença estatística na formação dos nódulos mineralizados com a incorporação de curcuminóides nos scaffolds de colágeno tipo II. Devido à sua importância na diferenciação osteoblástica, os genes Runx2, Alp, Ocn e Col1 foram escolhidos para os ensaios de reação em cadeia da polimerase de transcrição reversa em tempo real (RT-qPCR). Em presença de curcumina e curcumina A livres no meio houve aumento da expressão de Runx2 e Alp comparado ao grupo controle no dia 14. No dia 14, também foi observado aumento da expressão de Col1 para o grupo da curcumina comparado com o controle. No caso do Ocn, como marcador tardio de diferenciação, em 21 dias curcumina e curcumina A apresentam valores maiores que o controle. O aumento da expressão gênica de Runx2 e Alp em 7 dias pelos scaffolds de colágeno tipo II + curcumina A indica que a curcumina A ajuda a promover a diferenciação osteogênica. Porém, scaffolds de colágeno tipo II + curcumina diminuem a expressão de Runx2 e Alp comparados aos scaffolds de colágeno tipo II puro. O conjunto de dados destaca a importância da administração de curcumina em células usando um biomaterial como carreador para garantir a mineralização. Além disso, a modificação estrutural da curcumina, dando origem à curcumina A, promoveu resultados de expressão gênica, mineralização de pré-osteoblastos e testes mecânico relativamente melhores do que curcumina.