Efeitos da hipóxia em células-tronco mesenquimais sobre-expressando BMP-9 - Paz, Jéssica Emanuella Rocha Moura (2023)
Nosso grupo de pesquisa tem avaliado células-tronco mesenquimais (MSCs) derivadas da medula óssea, do tecido adiposo e do ligamento periodontal, e MSCs diferenciadas em osteoblastos para promover o reparo ósseo, esses estudos tem mostrado significativa formação óssea em defeitos tratados com os diferentes tipos celulares utilizados quando comparados com defeitos não tratados. Embora esses resultados sejam promissores e comprovem a eficácia da terapia celular, a completa regeneração óssea ainda não foi observada, a despeito do uso de MSCs que sobre-expressam BMP-9 (MSCsBMP-9+). Nesse contexto, é relevante avaliar se o condicionamento de MSCsBMP-9+ por Hipóxia aumentaria seu potencial terapêutico na regeneração óssea. Nossas hipóteses são que a Hipóxia regula a expressão de componentes e alvos da via de sinalização de BMPs em MSCsBMP-9+ e que o secretoma dessas células cultivadas sob Hipóxia aumenta a migração e diferenciação osteoblástica de MSCs e osteoblastos, as células que participam mais ativamente do processo de regeneração óssea. Inicialmente foi realizado a padronização para indução de Hipóxia onde MSCsBMP-9+ foram tratadas com o mimetizador químico de Hipóxia cloreto de cobalto (CoCl2) e avaliado o efeito dose-resposta e a expressão de HIF-1α e seus alvos Glu1 e Vegfa, avaliação do efeito da Hipóxia sobre os componentes e alvos da via de sinalização de BMP e os efeitos do secretoma, contido no meio condicionado de MSCsBMP-9+ sob Hipóxia (MC Hipóxia) na viabilidade, migração celular e na diferenciação osteoblástica de MSCs e osteoblastos. Os resultados demonstraram que as concentrações maiores que 100 µM de CoCl2 reduziram a viabilidade em todos os períodos avaliados (p<0,001). A Hipóxia induzida por 40 µM de CoCl2 nos últimos 3 dias não afetou a viabilidade celular de MSCsBMP-9+, resultou em maior expressão proteica de HIF-1α e 4 h após a remoção da Hipóxia ainda pode ser observado um aumento da expressão gênica de Glu1 e Vegfa quando comparada ao Controle. A Hipóxia não afetou a expressão proteica de BMP-9 e a expressão gênica de Bmp-4, Smad5 e Runx2, mas regulou positivamente a expressão gênica de Bmp- 2, Bmpr1a, Smad1 e Hey1. O MC Hipóxia não afetou a viabilidade celular de MSCs e de osteoblastos em todos os períodos avaliados, mas aumentou a migração de MSCs e de osteoblastos, bem como aumentou a diferenciação osteoblástica como revelado pela expressão das proteínas RUNX2 e ALP, sem afetar a atividade de ALP em MSCs e osteoblastos. Nossos dados indicam que à Hipóxia regula a via de sinalização de BMP em MSCsBMP-9+ e que o MC derivado dessas células cultivadas em condições de Hipóxia aumenta a migração celular e a diferenciação osteoblástica de MSCs e osteoblastos. O uso de MC ou moléculas secretadas por MSCs sobre-expressando BMP-9 cultivadas sob Hipóxia têm potencial para aumentar a formação óssea.