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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.25.2013.tde-22112013-113101
Document
Author
Full name
Andreia Espíndola Vieira Ribeiro
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Bauru, 2013
Supervisor
Committee
Garlet, Gustavo Pompermaier (President)
Bonjardim, Leonardo Rigoldi
Cerri, Paulo Sérgio
Dechichi, Paula
Lara, Vanessa Soares
Title in Portuguese
Caracterização morfométrica e molecular do papel de citocinas pró e anti-inflamatórias no processo de reparo ósseo alveolar em condições homeostáticas e infecciosas
Keywords in Portuguese
Alvéolo seco
Citocinas
Regeneração óssea
Abstract in Portuguese
O metabolismo ósseo é influenciado por fatores endócrinos, genéticos, de crescimento, sistema RANK/RANKL/OPG, além de uma variedade de moléculas regulatórias, como as citocinas. Citocinas têm sido implicadas na patogênese de doenças ósseas, no entanto, ainda pouco se sabe sobre os mecanismos envolvidos na interação entre o sistema ósseo e imunológico no processo de reparo ósseo. O objetivo deste estudo foi caracterizar o papel de TNF-α e IL-10 no reparo ósseo alveolar em condições homeostáticas (controle [C]) e infecciosas (alveolite experimental [A]) pós exodontia em camundongos C57Bl/6 (WT), TNFp55KO e IL-10KO. Após a cirurgia nos grupos infectados foi induzida a alveolite por meio de isquemia do alvéolo e uma suspensão de secreção purulenta. As maxilas foram coletadas em 0h, 7, 14 e 21 dias após a extração do incisivo superior para análises histológica, histomorfométrica e molecular (RealTimePCR). Na análise histomorfométrica foram quantificados os parâmetros coágulo, células inflamatórias, fibras, fibroblastos, vasos sanguíneos, matriz óssea, osteoblastos, osteoclastos, e outros espaço do líquido intersticial e medula óssea. Na análise molecular (RealTimePCR) foram quantificados a expressão de fatores de crescimento, marcadores ósseos e de matriz extracelular, citocinas e quimiocinas envolvidos no processo. Os dados obtidos foram submetidos ao teste OneWay ANOVA seguido do teste de comparação múltipla de Tukey. Os resultados demonstraram que nos camundongos WT-C houve a formação inicial de coágulo (0 hora) com início da expressão de BMP2, BMP4, BMP7, TGFb1 and VEGFa que tiveram aumento gradativo com pico em 7 dias. A expressão de TNF-α e IL10 também tiveram seus picos aos 7 dias em paralelo com contagem de leucócitos, associado com a expressão de CCL2, CCL5 e CXCL1. Nos períodos seguintes houve uma diminuição inflamatória e o aumento de marcadores osteoblásticos/osteogênicos. A indução da alveolite experimental em WT-A resultou no aumento marcante na expressão de TNF-α, acompanhada por uma maior expressão de CXCL1 e CCL5, contagem aumentada de leucócitos e diminuição na expressão de IL-10 que só atingiu seu pico aos 14 dias, além de proeminente infiltrado leucocitário e tecido de granulação, bem como evidências histológicas de atraso no reparo ósseo. O impacto negativo da alveolite foi atenuado nos camundongos TNFp55KO, caracterizado por um reparo adequado, diminuição no número de leucócitos e osteoclastos em relação aos WTA. Por outro lado, um atraso no reparo foi observado nos animais IL10KO, evidenciado por uma menor densidade de osteoblastos e de matriz óssea do que o respectivo controle. Em conclusão, os resultados mostraram que ambas citocinas interferem no reparo ósseo alveolar por meio de mecanismos que envolvem o controle da migração de células inflamatórias e modulação de quimiocinas e a expressão de marcadores osteogênicos, uma vez que a ausência de IL-10 está associada a uma maior atividade inflamatória e reabsorção óssea concomitante com menor formação ósseo, já a deficiência de TNF-α afeta o recrutamento de leucócitos e a cinética de reparo óssea alveolar em condições homeostáticas e infecciosas.
Title in English
Morphometric and molecular characterization of the role of pro- and anti-inflammatory cytokines in alveolar bone repair process under homeostatic and infectious conditions
Keywords in English
Bone regeneration
Cytokines
Dry Socket
Abstract in English
Bone metabolism is influenced by endocrine, genetic and growth factors, RANK/RANKL/OPG system, besides a variety of regulatory molecules, such as cytokines. Cytokines have been implicated in pathogenesis of bone diseases, however, little is known about the mechanisms involved in the interaction between skeletal and immune system in the bone repair process. The objective of this study was characterized the role of TNF-α and IL-10 in alveolar bone repair under homeostatic (control [C]) and infectious (experimental alveolitis [A]) conditions in C57Bl/6 (WT), TNFp55KO and IL-10KO mice. After surgery, in infectious groups was induced by ischemia alveolitis the well and a suspension of pus. The maxillas were collected at 0h, 7, 14 and 21 days after extraction of the maxillary incisor for histologic, histomorphometric and molecular (RealTimePCR). In histomorphometric analysis parameters were measured clot, inflammatory cells, fibers, fibroblasts, blood vessels, bone matrix, osteoblast, osteoclast, and other space - the interstitial fluid and bone mar row. Molecular analysis (RealTimePCR) were quantified the expression of growth factors, bone markers and extracellular matrix, cytokines and chemokines involved in the process. The data were submitted to the OneWay ANOVA test followed by Tukey's multiple comparison test. The results showed that in WT-C initial clot formation (0 hours) with early expression of BMP2, BMP4, BMP7, and TGFb1 VEGFa who had gradual increase peaking in 7 days. The expression of TNF-α and IL10 also peaked at 7 days in parallel with leukocyte count, associated with CCL2, CCL5 and CXCL1. In late periods there were decrease of inflammation and markers osteoblastic / osteogenic increased. Induction of experimental alveolitis in WT resulted in a marked increase in expression of TNF-α accompanied by increased expression of CXCL1 and CCL5, increased leukocyte count and decreased of IL10 expression that peaked at 14d, besides prominent leukocyte infiltration and granulation tissue, as well as histological evidence of delayed bone repair. Negative impact of alveolitis was attenuated in TNFp55KO mice, characterized by appropriate repair rate, decreased of the number of leukocytes and osteoclasts that WT-A. On the other hand, a lessened repair was observed in IL10KO animals, evidenced by lower density of the density of osteoblasts and bone matrix than respective control. In conclusion, the results show that both cytokines interferes in alveolar bone repair through mechanisms that involve the control of inflammatory cell migration and modulation of chemokines and osteogenic markers expression, since that the absence of IL-10 is associated with higher inflammatory activity and bone resorption concomitant with lower bone formation, while the deficiency of TNF-αa affect the recruitment of leukocytes and the kinetics of alveolar bone healing both in homeostatic and infectious conditions.
 
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Publishing Date
2013-11-22
 
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