A osteoporose é caracterizada por uma redução da massa e alteração da microarquitetura óssea, resultando em fraturas. Estudos apontam o estresse oxidativo como fator coadjuvante no aparecimento e desenvolvimento da osteoporose pós-menopausa. O licopeno, carotenoide responsável pela pigmentação vermelha de alguns alimentos, é um potente antioxidante que combate os efeitos deletérios das espécies reativas de oxigênio (EROs) que geram o estresse oxidativo. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar in vitro o potencial do licopeno na atividade funcional das células osteoblásticas de ratas ovariectomizadas e in vivo a associação do scaffold de PLLA/licopeno em defeitos ósseos críticos. Foram utilizadas ratas Wistar Hannover divididas em grupos sham (controle) e ovariectomizado (OVX). Após 60 dias da ovariectomia, foram criados defeitos críticos de 5mm de diâmetro na calvária para a aplicação do scaffold de PLLA associado ou não ao licopeno. Após 30 dias, as ratas foram eutanasiadas para análise histológica da neoformação óssea e integração com o scaffold na região de calvária. Para os experimentos in vitro, os fragmentos ósseos provenientes dos defeitos das calvárias foram processados para isolamento de células osteoblásticas e cultivadas em meio osteogênico estabelecendo os seguintes grupos: Sham, Sham+10µg/mL licopeno (ShamL10), Sham+30µg/mL licopeno (ShamL30), ovariectomizado (OVX), OVX+10µg/mL licopeno (OVXL10) e OVX+30µg/mL (OVXL30). Os parâmetros avaliados foram: proliferação celular (MTT), detecção in situ de fosfatase alcalina, formação de matriz mineralizada e expressão gênica quantitativa dos genes fosfatase alcalina (Alp), osteocalcina (Bglap), osteopontina (Spp1) e fator de transcrição relacionado ao gene runt 2 (Runx2). Os dados quantitativos foram submetidos à testes estatísticos para significância de p<0.05. A análise histológica qualitativa da região dos defeitos mostrou neoformação óssea em todos os grupos, sendo similar entre os grupos OVX com scaffold PLLA/lic e grupos sham, com integração osso/scaffold sem a presença de cápsula fibrosa. Os resultados in vitro demonstraram que a presença do licopeno diminuiu a proliferação celular nos grupos Sham e nos grupos OVX após 7, 10 e 14 dias em ambas as concentrações. A detecção in situ de ALP foi similar nos grupos Sham e menor aos 7 e 10 dias nos grupos ovariectomizados com a adição das duas concentrações de licopeno. O licopeno aumentou a mineralização no grupo Sham após 17 dias, enquanto que aos 17 e 21 dias houve maior formação de nódulos no grupo OVX sem licopeno. A expressão quantitativa dos genes Alp, Runx2, Bglap e Opn foi similar entre os grupos Sham e OVX sem licopeno, enquanto que a sua adição induziu significativamente a expressão dos genes Alp, Runx2 e Bglap nos grupos Sham. Os resultados sugerem que o licopeno pode ser associado à scaffold de PLLA para auxiliar a neoformação óssea e influenciar a atividade funcional de células osteoblásticas independente da presença do modelo experimental de osteoporose.

Osteoporosis is characterized by a reduction in bone mass and fragile bone microarchitecture, leading to fractures. Studies indicate oxidative stress as a coadjuvant factor in the development of postmenopausal osteoporosis. Lycopene is a carotenoid responsible for the red pigmentation of fruits and vegetables and a potent antioxidant that might diminish the deleterious effects of oxygen-reactive species (ROS) that generate oxidative stress. Therefore, the objective of this study was to evaluate the potential of lycopene to stimulate the functional activity of calvaria osteoblastic cells of ovariectomized rats as well as assess the association of a PLLA/lycopene scaffold in critical bone defects. Wistar Hannover female rats were divided into sham and ovariectomized groups and after 60 days of ovariectomy, critical defects were created in the calvaria followed by the application of the PLLA scaffold with or without lycopene. After 30 days, the rats were euthanized to collect the calvaria for qualitative histological analysis. Bone fragments of calvaria defects were processed to isolate osteoblastic cells cultured in osteogenic medium and divided in the following groups: Sham, Sham+10mg/mL lycopene (Sham10), Sham+30mg/mL lycopene (Sham30), ovariectomized (OVX), OVX+10mg/mL lycopene (OVX10) e OVX+30mg/mL (OVX30). There were evaluated cell proliferation (MTT), in situ detection of alkaline phosphatase (ALP), mineralized matrix formation, and quantitative expression of Alp, osteocalcin (Bglap), osteopontin (Spp1), and Runt-related transcription factor 2 (Runx2) genes. Quantitative data were submitted to statistical tests set for p<0,05. Histological analysis of bone defects showed bone neoformation in all groups, especially in sham groups and OVX associated with PLLA/lic scaffold, bone/scaffold integration. The presence of lycopene decreased cell proliferation in the Sham and OVX groups after 7, 10, and 14 days at both concentrations. The in situ detection of ALP was similar in the Sham group and lower at 7 and 10 days in the ovariectomized groups with the addition of both concentrations of lycopene. Lycopene increased mineralization in the Sham group after 17 days, while at 17 and 21 days there was greater nodule formation in the OVX group without lycopene. The quantitative expression of genes Alp, Runx2, Bglap, and Opn was similar between the Sham and OVX groups without lycopene, whereas its addition significantly induced the expression of the Alp, Runx2, and Bglap genes in the Sham groups. The results suggest that lycopene can be associated with PPLA scaffolds to help bone repair and may influence the functional activity of osteoblastic cells regardless of the presence of the experimental model of osteoporosis.