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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.23.2020.tde-24022021-113933
Documento
Autor
Nome completo
Ana Clara Fagundes Pedroni
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Marques, Marcia Martins (Presidente)
Corrêa, Luciana
Eduardo, Fernanda de Paula
Moreira, Maria Stella Nunes Araujo
Título em português
Efeito da cell sheet de células-tronco da polpa dentária humana, associada ou não à terapia de fotobiomodulação, no reparo de lesões ósseas em calvárias de ratos portadores de Diabetes Mellitus
Palavras-chave em português
Cell sheet
Células-tronco da polpa dentária humana
Diabetes Mellitus
Regeneração óssea guiada
Regeneração tecidual
Reparação óssea
Terapia celular
Terapia de fotobiomodulação
Resumo em português
Diabetes Mellitus (DM) é uma desordem metabólica que compromete a reparação óssea, demandando novas estratégias terapêuticas. Uma delas se baseia na aplicação da terapia celular por meio da utilização de cultivos do tipo "Cell sheet" (CS) - que preservam o contato célula-célula, a organização estrutural e o fenótipo das células-tronco (CTs). Outro tratamento alternativo é a terapia de fotobiomodulação (PBMT), que induz respostas que favorecem a regeneração tecidual. O objetivo deste estudo foi o de avaliar o efeito do uso de CSs de CTs da polpa dentária humana (hDPSC4) indiferenciada, associadas ou não à PBMT, no reparo de lesões ósseas em calvária de ratos diabéticos. O estudo contempla duas etapas: uma in vitro (obtenção e caracterização das CSs) e uma in vivo. Primeiramente, DM foi induzida em 54 ratos, pela administração de Estreptozotocina. Lesões ósseas foram realizadas nos ossos parietais de todos os animais. Essas lesões foram tratadas de acordo com os seis grupos experimentais (n = 6 por grupo/tempo experimental) - G.Controle: lesão sem tratamento; G.PBMT: lesão tratada com PBMT; G.MCol: colocação de membrana de colágeno suíno comercial; G.MCol+PBMT: colocação da membrana de colágeno suíno seguida da aplicação da PBMT; G.CS: colocação da CS e G.CS+PBMT: Colocação da CS seguida da PBMT. A PBMT foi realizada com laser infravermelho (808 nm, 40 mW, 0,028 cm2 de área do feixe, 1,4 W/cm2, 3 s, 4 J/cm2, 0,12 J por ponto) imediatamente, 48 e 96 horas após a cirurgia. Trinta e 60 dias após a cirurgia, as calotas cranianas foram dissecadas, fixadas e submetidas às análises de: Microtomografia Computadorizada (MicroCT), histologia (HE) e histoquímica (Tricrômico de Masson). Os dados foram tratados estatisticamente (p<=0,05). A CS de DPSC indiferenciada não acelerou o processo de reparo ósseo na maioria das lesões, ocorrendo abundante formação óssea em apenas dois animais do G.CS+PBMT em 60 dias. A MicroCT revelou, em 60 dias, aumento significativo no volume ósseo relativo (p=0,0064) e número de trabéculas (p=0,0068) no grupo G.MCol+PBMT e no volume ósseo relativo (p<0,0001) e espessura de trabéculas (p<0,0001) no grupo G.PBMT. Histologicamente, foi possível observar que a CS, em 30 dias, promoveu a formação de tecido osteóide organizado, rico em fibras colágenas e células osteoblásticas, com formação de ilhotas de neoformação óssea distantes dos bordos da lesão. No entanto essa neoformação foi considerada imatura, quando comparada aos outros grupos. Quando a CS foi associada ao PBMT foi possível observar mais fibras colágenas e maior frequência de ilhotas no centro da lesão. Nas condições experimentais dessa pesquisa, na maioria dos casos, a cell sheet (CS) de hDPSC4 indiferenciada não foi capaz de acelerar o processo de reparo de lesões ósseas críticas em calvária de ratos diabéticos.
Título em inglês
Effect of cell sheet of human dental pulp stem cell, associated or not with photobiomodulation therapy, on the repair of critical size bone defects in calvaria of rats with Type 2 Diabetes Mellitus
Palavras-chave em inglês
Bone repair
Cell sheet
Cell therapy
Diabetes Mellitus
Human Dental Pulp Stem Cell
Photobiomodulation therapy
Tissue regeneration
Resumo em inglês
Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic disorder that compromises bone repair, requiring new therapeutic strategies. One of them is based on the application of cell therapy through the use of "Cell sheet" (CS) cultures - which preserve cell-cell contact, the structural organization and the phenotype of stem cells (CTs). Another alternative treatment is photobiomodulation therapy (PBMT), which induces responses that favor tissue regeneration. The aim of this study was to evaluate the effect of the use of CSs from undifferentiated human dental pulp (hDPSC4), associated or not with PBMT, in the bone repair of lesions in calvaria of diabetic rats. The study comprises two stages: one in vitro (obtaining and characterizing the CSs) and one in vivo. First, DM was induced in 54 rats, by the administration of Streptozotocin. Bone lesions were performed on the parietal bones of all animals. These injuries were treated according to the six experimental groups (n = 6 per group / experimental time) - G.Control: injury without treatment; G.PBMT: lesion treated with PBMT; G.MCol: placement of commercial porcine collagen membrane; G.MCol+PBMT: placement of the porcine collagen membrane followed by the application of PBMT; G.CS: placement of CS and G.CS+PBMT: placement of CS followed by PBMT. PBMT was performed using an infrared laser (808 nm, 40 mW, 0.028 cm2 of beam area, 1.4 W/cm2, 3 s, 4 J/cm2, 0.12 J per point) immediately, 48 and 96 hours after the surgery. Thirty and 60 days after surgery, the skull caps were dissected, fixed and submitted to the analysis of: Computed Microtomography (MicroCT), histology (HE) and histochemistry (Masson's Trichrome). The data were treated statistically (p<=0.05). Undifferentiated DPSC CS did not accelerate the bone repair process in most lesions, with abundant bone formation in only two animals from G.CS+PBMT in 60 days. MicroCT revealed, in 60 days, a significant increase in relative bone volume (p=0.0064) and number of trabeculae (p=0.0068) in the G.MCol+PBMT group and in relative bone volume (p<0.0001) and trabecula thickness (p<0.0001) in the G.PBMT group. Histologically, it was possible to observe that CS, in 30 days, promoted the formation of organized osteoid tissue, rich in collagen fibers and osteoblastic cells, with formation of islets of bone neoformation distant from the edges of the lesion. However, this new formation was considered immature when compared to the other groups. When CS was associated with PBMT, it was possible to observe more collagen fibers and a greater frequency of islets in the center of the lesion. In the experimental conditions of this research, in most cases, the undifferentiated hDPSC4 cell sheet (CS) was not able to accelerate the process of repairing critical bone lesions in diabetic rat calvaria.
 
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Data de Publicação
2021-02-26
 
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