A diabetes mellitus (DM) é um conjunto de doenças cuja incidência tem aumentado na população mundial e que pode ser dividida em dois tipos principais: tipo 1 (DM1), que tem como característica a ausência da secreção de insulina e tipo 2 (DM2), que é uma combinação da resistência à insulina e sua secreção diminuída, sendo que ambos os tipos levam à hiperglicemia persistente. O controle inadequado da hiperglicemia leva a complicações em diversos órgãos como rins, olhos, vasos e tem se estudado muito a relação da DM com tecido ósseo. Sabe-se que altas concentrações de glicose afetam os osteoblastos, levando a diminuição da proliferação celular, da expressão de genes envolvidos na diferenciação osteoblástica e da formação de nódulos mineralizados. No entanto, não existem estudos comparando os eventuais efeitos distintos na diferenciação osteoblástica induzidos pela DM1 e DM2 e investigando quais vias de sinalização celular poderiam estar envolvidas nesse processo. Sendo assim, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da DM tipos 1 e 2 sobre a diferenciação osteoblástica de células-tronco mesenquimais (MSCs) e a participação das vias de sinalização das BMP, WNT e integrinas (ITG), que estão entre as principais vias que atuam neste processo e que são afetadas pela hiperglicemia. Para isso, DM1 e DM2 foram induzidas em ratos Wistar e MSCs foram isoladas a partir da medula óssea e cultivadas em condições osteogênicas, para induzir a diferenciação osteoblástica, e hiperglicêmicas. Foram avaliadas a proliferação celular, a atividade de fosfatase alcalina (ALP), a formação de matriz extracelular mineralizada, a expressão gênica dos marcadores osteoblásticos fator de transcrição relacionado ao runt2 (Runx2), osterix, Alp, sialoproteína óssea e osteocalcina e a expressão proteica de RUNX2. Também foi avaliada a expressão gênica de componentes das vias de sinalização das BMP, WNT e ITG. Os resultados indicam que a DM diminui a proliferação celular, atividade de ALP e formação de nódulos mineralizados e expressão de genes osteoblásticos, sendo DM1 mais severa que DM2. As vias sinalização avaliadas também apresentaram maior número de genes com modulação negativa na DM1. Entretanto, ao cultivar as MSCs em condições normoglicêmicas as células DM1 apresentaram recuperação parcial do potencial osteoblástico, o que não ocorreu nas células DM2.

Diabetes mellitus (DM) is a group of diseases that can be divided into two main types: type 1 (DM1), which is characterized by the absence of insulin production and type 2 (DM2), which is a combination of resistance to and reduced production of insulin, both types lead to hyperglycemia. Inadequate control of hyperglycemia leads to complications in various organs such as the kidneys, eyes, vessels, and the relationship between DM and bone tissue. It is known that osteoblasts under high glucose concentrations present reduced proliferation, expression of genes involved in osteoblastic differentiation, and formation of mineralized nodules. However, there are no studies comparing the distinct negative effects on osteoblastic differentiation induced by DM1 and DM2 and investigating which cell signaling pathways could be involved in this process. Therefore, the objective of this study was to evaluate the effect of DM types 1 and 2 on osteoblastic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) and the participation of BMP, WNT and integrin (ITG) signaling pathways, which are among the main pathways that operate in this process. For this, DM1 and DM2 were induced in Wistar rats and MSCs were harvested from femurs and cultured under osteogenic conditions, to induce osteoblastic differentiation, and hyperglycemic conditions. Cell proliferation, alkaline phosphatase (ALP) activity, mineralized extracellular matrix formation, gene expression of osteoblastic markers, factor transcription related to runt2 (Runx2), osterix, Alp, bone sialoprotein and osteocalcin and RUNX2 protein expression were evaluated. Gene expression of components of the BMP, WNT and ITG signaling pathways was also evaluated. The results indicated that DM decreases cell proliferation, ALP activity, the expression of osteoblastic genes, and the formation of mineralized nodules, with DM1 being more severe than DM2. The evaluated signaling pathways also showed a greater number of genes with negative modulation in DM1. However, when cultivating MSCs under normoglycemic conditions, DM1 cells developed partial recovery of osteoblastic potential, which did not occur in DM2 MSCs.