Participação das vias de sinalização Wnt no potencial osteogênico de superfície de titânio com nanotopografia

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Abuná, Rodrigo Paolo Flores
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Beta-catenin; Beta-catenina; CRISPR; Nanotopografia; Nanotopography; Osteoblast; Osteoblasto; Titânio; Titanium; Wnt
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/58/58138/tde-23092019-151345/

A transdução do sinal Wnt é responsável pela organização estrutural durante a embriogênese, participando da estimulação mitogênica, diferenciação celular e homeostase de tecidos adultos, incluindo o tecido ósseo. É bem estabelecido que a superfície de titânio com nanotopografia (Ti-Nano) favorece a diferenciação osteoblástica por modular as vias de sinalização das integrinas e proteínas ósseas morfogenéticas (BMPs). Porém, poucos estudos têm abordado a participação da via Wnt nos efeitos da topografia em nanoescala. Portanto, formulamos a hipótese de que a via de sinalização Wnt está, ao menos em parte, envolvida no maior potencial osteogênico da superfície de Ti-Nano. Para testar essa hipótese, utilizamos discos de Ti, que foram tratados com solução de H2SO4/H2O2 para produzir superfícies nanotopográficas, e discos sem tratamento (Ti-Usinado), sendo considerados como controle. Células da linhagem MC3T3-E1, subclone 14, foram cultivadas sobre ambos os discos para avaliar o efeito do Ti-Nano sobre a expressão de genes relacionados às vias de sinalização canônica Wnt/β-catenina e não canônica Wnt/Ca2+. Com base nos resultados do PCR em tempo real, os genes mais intensamente modulados pela superfície de Ti-Nano, Fzd4 relacionado à via Wnt/β-catenina e Fzd6 relacionado à via Wnt/Ca2+, foram selecionados e silenciados por CRISPR-dCas9-KRAB e CRISPR-Cas9, respectivamente. Então, foi investigado o efeito desses silenciamentos sobre o potencial osteogênico em células MC3T3-E1, cultivadas sobre Ti-Nano e Ti-Usinado. Os dados foram comparados pelo Teste t de Student ou pelo teste ANOVA one-way (p≤0,05). Os resultados deste estudo revelaram que: 1) o silenciamento do gene Fzd4 inibe a expressão do genótipo e fenótipo osteoblástico de células MC3T3-E1, coincidindo com a modulação negativa de alvos da via Wnt/β-catenina aos 5 dias sobre superfície de Ti-Nano; 2) o silenciamento de Fzd6 inibe a expressão do genótipo e fenótipo osteoblástico de células MC3T3-E1; no entanto, os alvos da via Wnt/Ca2+ não foram modulados, e observou-se expressão negativa da proteína β-catenina aos 3 dias de cultivo das células MC3T3-E1 sobre Ti-Nano. Estes resultados indicam que o maior potencial osteogênico da nanotopografia deve-se, ao menos em parte, à ativação da via de sinalização Wnt/β-catenina, uma vez que o silenciamento dos genes Fdz4 e Fzd6 reduziu intensamente a diferenciação osteoblástica de células MC3T3-E1 crescidas sobre Ti-Nano, comparado ao Ti-Usinado. Em conjunto, nossos resultados revelam um novo mecanismo que envolve a via Wnt/β-catenina para explicar o maior potencial osteogênico da superfície com nanotopografia aqui avaliada.