As vias sinalização Hedgehog e Notch afetam a osteogênese e podem regular as interações osteoblasto/titânio (Ti). Investigamos o efeito da modulação destas sinalizações na diferenciação osteoblástica induzida pelo Ti nanoestruturado (Ti-Nano) gerado por tratamento com H2SO4/H2O2. Osteoblastos de calvárias de ratos recém-nascidos foram cultivados em Ti-Controle e Ti-Nano na presença do agonista purmorfamina ou antagonista ciclopamina da via Hedgehog e do antagonista DAPT ou agonista bexaroteno da via Notch. A diferenciação de osteoblastos foi avaliada pela expressão de marcadores ósseos, atividade de fosfatase alcalina, mineralização e a expressão de receptores das vias. Em geral, purmorfamina e DAPT aumentaram enquanto ciclopamina e bexaroteno diminuíram a diferenciação osteoblástica e regularam a expressão dos receptores em ambas superfícies de Ti, com efeitos mais pronunciados sobre Ti-Nano. A combinação purmorfamina e DAPT exibiu efeito sinérgico na diferenciação osteoblástica que foi mais intenso no Ti-Nano. Nossos resultados mostraram que as vias de sinalização Hedgehog e Notch modulam interações osteoblastos/Ti, com efeitos mais pronunciados na nanotopografia. Também demonstramos que a combinação de ativação de Hedgehog com inibição de Notch exibe efeito sinérgico na diferenciação de osteoblastos, especialmente em Ti-Nano. A descoberta desses mecanismos celulares contribui na criação de estratégias de controle do processo de osseointegração a partir do desenvolvimento de superfícies nanoestruturadas.

The Hedgehog and Notch signaling pathways affect osteogenesis and can drive the osteoblast/titanium (Ti) interactions. We investigated the effect of the modulation of these signaling on osteoblast differentiation induced by the nanostructured Ti (Ti-Nano) generated by H2SO4/H2O2. Osteoblasts from newborn rat calvariae were cultured on Ti-Control and Ti-Nano in the presence of agonist purmorphamine or antagonist cyclopamine of the Hedgehog pathway and antagonist DAPT or agonist bexarotene of the Notch pathway. Osteoblast differentiation was evaluated by the expression of bone markers, alkaline phosphatase activity and mineralization and the expression of Hedgehog and Notch receptors. In general, purmorphamine and DAPT increased while cyclopamine and bexarotene decreased osteoblast differentiation and regulated the receptor expression on both Ti surfaces, with more pronounced effects on Ti-Nano. The purmorphamine and DAPT combination exhibited synergistic effect on osteoblast differentiation that was more intense on Ti-Nano. Our results indicate that the Hedgehog and Notch signaling pathways drive osteoblast/Ti interactions, with more pronounced effects on nanotopography. We also demonstrated that the combination of Hedgehog activation with Notch inhibition exhibits synergistic effect on osteoblast differentiation, especially on Ti-Nano. The uncover of these cellular mechanisms contributes to create strategies to control the process of osseointegration based on the development of nanostructured surfaces.