Efeito de substitutos ósseos xenógenos na resposta de osteoblastos e macrófagos à endotoxina bacteriana

Abstract

O enxerto ósseo é considerado como um arcabouço temporário para a regeneração tecidual importante para o tratamento de defeitos ósseos. Sabe-se que endotoxinas bacterianas estão relacionadas ao desenvolvimento de reabsorção óssea inflamatória. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial osteogênico e imunomodulatório dos produtos de dissolução iônica de substitutos ósseos xenógenos em pré-osteoblastos e macrófagos expostos à lipopolissacarídeo bacteriano (LPS). Para isso, o meio de cultura foi condicionado com Bio Oss® (Geistlich, Suiça), BoneFill® (Bionnovation, Brasil) ou GenOx Inorg® (Baumer, Brasil) por 24 h (0,1 g/mL), filtrado e utilizado nas concentrações de 100, 50 e 25% para avaliação inicial de citotoxicidade (método da resazurina) em pré-osteoblastos da linhagem MC3T3-E1 e macrófagos RAW 264.7. Culturas não expostas serviram como Controle. Parte dos grupos foi cultivada adicionalmente com LPS a 1 µg/mL (LPS+). A partir dos resultados de viabilidade, em culturas de osteoblastos, a concentração de 100% foi utilizada para avaliar os efeitos dos biomateriais sobre os níveis de RNAm para importantes marcadores da diferenciação osteoblástica (RUNX2, ALP, BSP e OPG) por reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR) após 7 dias. Nas culturas de macrófagos, a concentração de 50% foi utilizada para análise de marcadores inflamatórios (IL-1β, IL-6, IL-23, iNOS e TNF-α) após 24 horas por PCR. Os dados quantitativos foram submetidos aos testes de normalidade e homogeneidade de variâncias. Foi aplicado o teste ANOVA para dados normais, enquanto dados não normais foram analisados pelo teste Kruskal Wallis, ambos seguido de pós teste, quando apropriado (α = 5%). Em osteoblastos, os extratos dos biomateriais promoveram discreta redução da viabilidade celular em todas as concentrações. Ainda, houve redução na expressão dos marcadores de diferenciação osteoblástica em culturas expostas ao LPS, independente do grupo experimental. Na ausência de LPS (LPS-), de modo geral, os grupos de biomateriais exibiram os maiores valores de RUNX2 e BSP em relação ao Controle (p<0,05), e valores similares a ele para ALP (p>0,05). Para LPS+, os biomateriais promoveram níveis superiores de ALP, BSP e OPG, e inferiores de RUNX2 em relação ao Controle (p<0,05). Em macrófagos, os biomateriais reduziram significativamente a viabilidade quando na mais alta concentração (100%). Para LPS-, houve aumento de TNF-α em BioOss, de IL-6 em Bonefill e de TNF-α, iNOS e IL-1β em GenOx, e redução de TNF-α e iNOS em Bonefill comparativamente ao controle (p<0,05). Para LPS+, houve aumento de IL-1β em BioOss e Bonefill e de TNF-α, IL-1β e IL-23 em GenOx, e redução de iNOS em BioOss e de IL-6, TNF-α, iNOS e IL-23 em Bonefill (p<0,05) em relação ao Controle (p<0,05). Com base nos resultados, conclui-se que os íons liberados pelos biomateriais favoreceram a expressão de marcadores osteoblásticos e que, na presença do LPS, a exposição aos biomateriais preservou a expressão do fenótipo osteogênico. Além disso, os materiais exibiram efeito modulador sobre a inflamação, sendo que Bonefill e Bio-Oss modularam negativamente a expressão de genes pró-inflamatórios, enquanto que o GenOx modulou positivamente a expressão desses genes em macrófagos, na presença ou não de LPS. Estes achados sugerem que a seleção do material pode ser determinante para o processo de regeneração tecidual de sítios ósseos na presença de contaminação bacteriana.