Dans les défauts osseux mandibulaires interrupteurs étendus, les transplants micro-anastomosés restent le gold standard mais au prix de procédés chirurgicaux lourds et d’une morbidité́ accrue au niveau du site de prélèvement. L’ingénierie tissulaire osseuse a pour objectif d’éviter le prélèvement autologue par l’utilisation de biomatériaux qui servent de support à la repousse osseuse. Les études précédentes ont montré́ la nécessité́ d’y associer des adjuvants cellulaires et moléculaires pour permettre une formation osseuse. Cependant l’efficacité́ reste limitée à des volumes osseux restreints. Cette problématique est principalement due à la difficulté́ de pouvoir contrôler les macro et microarchitectures du scaffold qui doivent favoriser sa colonisation par les cellules endothéliales et ostéogènes. L'autre défi est de pouvoir assurer un apport pérenne en dioxygène et nutriments. Ainsi, l'objectif de ce travail a été de concevoir une céramique phosphocalcique sur mesure pour une reconstruction segmentaire mandibulaire incluant des caractéristiques architecturales propices à la néoformation osseuse. Une étude préliminaire de faisabilité a été réalisée chez le rat (défauts calvariaux) en associant de la moelle osseuse totale (MOT) à l’implant. Une seconde étude préclinique chez le gros animal (brebis) a ensuite été réalisée en implantant une biocéramique phosphocalcique sur mesure incluant une boucle vasculaire et de la MOT afin de reconstruire un défaut mandibulaire interrupteur. / In the craniofacial area, the causes of segmental mandible loss can be from several origins such as oncological excision, trauma or congenital deformities. In this context, autologous free tissue transfer remains the gold standard allowing satisfying functional and aesthetical outcomes but involving heavy surgical procedure, prolonged operative-time and substantial morbidity of the donor site. The goal of bone tissue engineering is to avoid the autologous harvest by the use of biomaterials that serve as support for bone healing. Previous studies have shown the need to combine cellular and molecular adjuvants (e.g., bone marrow, growth factors, osteoprogenitor cells) to scaffolds to obtain de novo bone formation. However, the efficiency for mandible reconstruction remains limited. To contribute to solving this reconstructive roadblock, the control of the scaffold architecture is the cornerstone fostering the colonization by the endothelial and osteogenic cells. The challenge is also to ensure sufficient vascular supply to keep endogenous and exogenous cells alive and functional. Thus, the objective of this work was to design a custom-made macroporous bioceramic tailored to a segmental mandible defect with architectural features, adjuvants and intrinsic vascularization favoring the bone formation. a preliminary study was performed in the rat model to assess the ability of a tailored phosphate calcium bioceramic to promote the bone healing. Then, a preclinical study in larger animal model (sheep) was performed by implanting a biphasic calcium phosphate custom-made bioceramic including a vascular loop and total bone marrow in order to reconstruct a segmental mandibular defect.

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A reconstrução de defeitos ósseos críticos é alvo de inúmeras pesquisas em cirurgia bucomaxilofacial. Tais pesquisas visam, de maneira geral, a optimização da neoformação óssea e a eliminação dos procedimentos de remoção de osso autógeno para reconstrução. Os modelos animais têm sido a metodologia mais utilizada para avaliar a eficácia de novas substâncias e biomateriais na reparação óssea. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência de um flavonóide, o icariin, na reparação óssea de defeitos críticos confeccionados na calvária de ratos Wistar. Um defeito ósseo crítico circular foi confeccionado em 40 calvarias de ratos por meio de uma broca trefina de 8 mm de diâmetro sob irrigação salina constante. Ao final dos procedimentos cirúrgicos, os animais foram divididos, aleatoriamente, em grupo teste (n=20), que recebeu o icariin, na dose de 125 mg/kg de peso e grupo controle (n=20), que recebeu soro fisiológico. Ambas as substâncias foram administradas por meio de gavagem até o dia da eutanásia. Ao final de cada período observacional de 7, 14, 21 e 42 dias, 5 animais de cada grupo foram eutanasiados e as amostras da calvária foram removidas e mantidas em formol 10% por 48 horas. As calvárias foram radiografadas e, após descalcificação, foram submetidas à avaliação histológica com coloração hematoxilina-eosina sob microscópio de luz. Os defeitos foram analisados considerando a diminuição da área do defeito na imagem radiográfica, as características de reparo ósseo e a osteogênese na região da ferida. Os resultados da análise radiográfica mostraram que a área do defeito ósseo no grupo teste foi significativamente menor que no grupo controle em todos os períodos observacionais. A avaliação histológica mostrou um aumento na neoformação óssea do grupo teste (p=0,02). A histomorfometria demonstrou osteogênese significante no grupo teste com 7 dias (p=0,021), 14 dias (p=0,014), 21 dias (p=0,021) e 42 dias (p=0,009). Foi possível concluir que o icariin sistêmico induziu uma maior neoformação óssea em defeitos críticos. / Bone critical defect reconstruction is an important target in current oral surgery research. Contemporary research has been searching for osteogenesis optimization to minimize the necessity of using autogenous bone grafts procedures. Animal models have been the widespread methodology to evaluate the effect of different new substances and biomaterials in bone healing. The aim of this study was to assess the influence of systemic daily flavonoid, icariin, in the repair of calvaria critical size defects induced in Wistar rats. A round critical size defect was performed centrally in 40 rats calvaria using an 8mm trephine under sterile saline solution irrigation. After surgery, half the animals, randomly, received by gavage daily doses of 125mg/Kg-icariin (Test Group) till the euthanasia. The other half (Control Group) received the same volume of saline solution. Five animals of each group were euthanized after 7, 14, 21 and 42 days postoperatively. The rats calvaria were removed, fixed in 10% formalin for 48 hours. Calvarias were X-rayed and after decalcification they underwent histological examination with hematoxylin eosin stain under a light microscope. Defects were analyzed considering area diminishing in X-ray image, bone healing characteristics and osteogenesis in the defect region. Results showed that bone defect area in Test Group was significant smaller in all observational periods. Histological evaluation showed an increased expression in bone trabeculae neoformation in Test Group (p=0,02). Histomorphometry demonstrated significant osteogenesis in Test Group at 7 days (p=0,021), 14 days (p=0,014), 21 days (p=0,021) and 42 days (p=0,009). It was concluded that systemic icariin induced a more expressive bone healing in critical size defects in rats.

A reconstrução de defeitos ósseos críticos é alvo de inúmeras pesquisas em cirurgia bucomaxilofacial. Tais pesquisas visam, de maneira geral, a optimização da neoformação óssea e a eliminação dos procedimentos de remoção de osso autógeno para reconstrução. Os modelos animais têm sido a metodologia mais utilizada para avaliar a eficácia de novas substâncias e biomateriais na reparação óssea. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência de um flavonóide, o icariin, na reparação óssea de defeitos críticos confeccionados na calvária de ratos Wistar. Um defeito ósseo crítico circular foi confeccionado em 40 calvarias de ratos por meio de uma broca trefina de 8 mm de diâmetro sob irrigação salina constante. Ao final dos procedimentos cirúrgicos, os animais foram divididos, aleatoriamente, em grupo teste (n=20), que recebeu o icariin, na dose de 125 mg/kg de peso e grupo controle (n=20), que recebeu soro fisiológico. Ambas as substâncias foram administradas por meio de gavagem até o dia da eutanásia. Ao final de cada período observacional de 7, 14, 21 e 42 dias, 5 animais de cada grupo foram eutanasiados e as amostras da calvária foram removidas e mantidas em formol 10% por 48 horas. As calvárias foram radiografadas e, após descalcificação, foram submetidas à avaliação histológica com coloração hematoxilina-eosina sob microscópio de luz. Os defeitos foram analisados considerando a diminuição da área do defeito na imagem radiográfica, as características de reparo ósseo e a osteogênese na região da ferida. Os resultados da análise radiográfica mostraram que a área do defeito ósseo no grupo teste foi significativamente menor que no grupo controle em todos os períodos observacionais. A avaliação histológica mostrou um aumento na neoformação óssea do grupo teste (p=0,02). A histomorfometria demonstrou osteogênese significante no grupo teste com 7 dias (p=0,021), 14 dias (p=0,014), 21 dias (p=0,021) e 42 dias (p=0,009). Foi possível concluir que o icariin sistêmico induziu uma maior neoformação óssea em defeitos críticos. / Bone critical defect reconstruction is an important target in current oral surgery research. Contemporary research has been searching for osteogenesis optimization to minimize the necessity of using autogenous bone grafts procedures. Animal models have been the widespread methodology to evaluate the effect of different new substances and biomaterials in bone healing. The aim of this study was to assess the influence of systemic daily flavonoid, icariin, in the repair of calvaria critical size defects induced in Wistar rats. A round critical size defect was performed centrally in 40 rats calvaria using an 8mm trephine under sterile saline solution irrigation. After surgery, half the animals, randomly, received by gavage daily doses of 125mg/Kg-icariin (Test Group) till the euthanasia. The other half (Control Group) received the same volume of saline solution. Five animals of each group were euthanized after 7, 14, 21 and 42 days postoperatively. The rats calvaria were removed, fixed in 10% formalin for 48 hours. Calvarias were X-rayed and after decalcification they underwent histological examination with hematoxylin eosin stain under a light microscope. Defects were analyzed considering area diminishing in X-ray image, bone healing characteristics and osteogenesis in the defect region. Results showed that bone defect area in Test Group was significant smaller in all observational periods. Histological evaluation showed an increased expression in bone trabeculae neoformation in Test Group (p=0,02). Histomorphometry demonstrated significant osteogenesis in Test Group at 7 days (p=0,021), 14 days (p=0,014), 21 days (p=0,021) and 42 days (p=0,009). It was concluded that systemic icariin induced a more expressive bone healing in critical size defects in rats.

OBJECTIVE: To determine the effect of anti-inflammatory drugs (4- methoxybenzophenone) and (kavain) on bone formation and bone resorption models using a three-dimensional (3D) live calvarial bone METHODS: Utilizing neonatal mouse calvarial bones on a grid system with media designed to cause bone formation or resorption. These models were used to study the effect of 4- methoxybenzophenone and kavain on bone remodeling. The spent media were evaluated by quantitative analysis of tartrate resistant acid phosphatase (TRAP), alkaline phosphatase (ALP) activity and calcium release. The calvaria were stained with neutral red and silver nitrate for histological analysis. RESULTS: Kavain and 4-methoxybenzophenone affected the calvarial bone remodeling by inhibiting resorption. Kavain stimulated bone formation as shown by ALP activity and prevented the transformation of macrophages into osteoclasts as shown by neutral red staining. Kavain prevented resorption as shown by silver nitrate staining. Histological examination of kavain treated bone showed new osteoid formation. The other factor, 4-methoxybenzophenone, had inconsistent effects on bone. Neutral red staining showed no osteoclast differentiation and silver nitrate staining showed no resorption. However calcium release increased in the resorption model and calcium uptake increased in the formation model. There was no effect on ALP or trap activities in either model.

AIM & HYPOTHESIS: Resolvins, derived from omega-3 fatty acids, may actively resolve inflammation. Resolvin E1 (RvE1) binds to Chem-R23 as an endogenous anti-inflammatory and pro-resolving lipid mediator. We hypothesized that RvE1 may also activate osteoblasts to restore critical size bone defects in a calvarial model. MATERIALS & METHODS: An in-vitro calvarial culture system was used to evaluate the stimulative effects of RvE1 compared to Amniotic Growth Factor (AGF) (a known stimulant in this system) on critical size defects under static conditions. Calvaria harvested from 10 mice and separated into 20 calvaria halves were cultured under conditions favoring bone formation. The test groups were defect only, defect plus a collagen membrane, defect plus a collagen membrane plus RvE1, and defect plus a collagen membrane plus AGF. The effect of RvE1 and AGF on healing of a critical size bone defect was assessed with both histological evaluation and alkaline phosphatase assays. RESULTS: RvE1 binds in a receptor-ligand interaction with Chem-R23 in the periosteum to stimulate cellular proliferation and migration into a critical size bone defect of neonatal mouse calvaria. CONCLUSION: These results suggest that RvE1 has a direct effect on osteoblast activity at and around the edge of a critical size 2 mm defect without an inflammatory reaction.

A remodelação óssea é um processo fisiológico que mantém a integridade do esqueleto através da substituição do osso antigo por uma matriz óssea jovem. No entanto, na osteoporose a formação óssea, comparada à reabsorção, fica prejudicada em virtude da queda do número de osteoblastos e redução de suas atividades, levando a uma perda da microarquitetura do tecido ósseo, tornando-o frágil e com suscetibilidade à fratura. O objetivo deste trabalho foi comprovar diferenças comportamentais em células osteoblásticas provenientes da medula óssea e da calvária de ratas induzidas à osteoporose por meio de expressão gênica em larga escala. Foram utilizadas 18 ratas Wistar divididas em grupos controle e overiectomizadas. Após 150 dias da cirurgia, as ratas de ambos os grupos foram sacrificadas para coleta dos fêmures e fragmentos da calvária. As células recolhidas a partir da medula óssea e calvária foram cultivadas em placas de 24 poços (n=5) para avaliação da proliferação e viabilidade celular e em garrafas de cultura para a extração do RNA total dessas células. Em seguida, o RNA total foi quantificado e sua integridade analisada por meio do sistema de eletroforese microfluídica. Foi realizada a identificação da modulação de genes e avaliação dos microRNAs envolvidos na inibição gênica por meio de cDNA microarray. As células da medula óssea do grupo controle (MC) mostraram uma diminuição significativa na proliferação quando comparado com às células do grupo controle da calvária (CC) em todos os períodos (p < 0,05). Por outro lado, as células da medula óssea de ratas ovariectomizadas (MO) revelaram um aumento significativo na taxa de proliferação após 7 e 10 dias (p < 0,01) em comparação às células da calvária de ratas ovariectomizadas (CO). A viabilidade celular foi maior em todos os períodos estudados dos grupos CC e CO em relação aos grupos MC e MO (p < 0,05). Os dados de microarray foram normalizados utilizando-se quantil e após análise estatística por teste-t não pareado com p-value &le; 0,005 e posterior fold change &ge; 2,0, foram evidenciados 5447 mRNAs diferencialmente expressos nas células da calvária e 4399 mRNAs nas células da medula óssea. Os dados de miRNAs foram normalizados utilizando-se também o quantil e após análise estatística por teste-t moderado com p-value &le; 0,05 e posterior fold change &ge; 1.5, foram evidenciados 84 miRNAs diferencialmente expressos nas células de calvária e 55 miRNAs nas células da medula óssea. No grupo de genes reprimidos da CC destacam-se Notch1, Dlx5, Fgf1, Il6 e Fgfr2 como reguladores da proliferação celular e as Caspases 6 e 12 como resposta a substâncias orgânicas. Já no grupo de genes induzidos da CC encontramos os genes Gli1 e Bmp7 como reguladores da proliferação celular, Gli1, Bmp3 e Mmp2 no processo biológico de desenvolvimento ósseo e Lrp1, Mmp2 e a família Tgf&beta;1, 2 e 3 no envelhecimento, entre outros. Dentre os genes reprimidos do grupo da MO encontram-se o Csf1, Sparc e Tnf como reguladores da proliferação celular e Anxa5, Col1a1, Spp1, Sparc, Tnf e Mmp2 no processo biológico de resposta a substâncias orgânicas e no grupo de genes induzidos os genes Notch1, Bmp4, Dlx5 e Stat6 como reguladores da proliferação celular e os genes Alpl, Bmp4 e Casp6 no processo de resposta a substâncias orgânicas, entre outros. Dentre os miRNAs encontrados, membros da família 30 (miR-30a, 30c e 30d) apresentaram-se induzidos tanto na CO quanto na MO, sendo que estes miRNAs atuam como reguladores negativos da diferenciação osteoblástica. Já o miR-17 que está relacionado com a regulação positiva da osteogênese apresentou-se reprimido tanto na CO quanto na MO. O miR-542-3p suprime a diferenciação osteogênica e promove a apoptose dos osteoblastos reprimindo o gene Bmp7 e a sua via de sinalização. Esse miRNA está induzido tanto no grupo da CO quanto na MO. Esses dados confirmam que nas ratas ovariectomizadas há uma menor atividade osteoblástica e maior atividade osteoclástica. Os dados encontrados no trabalho sugerem uma diferença na expressão gênica não só das células diferenciadas da calvária, mas também aquelas ainda presentes na medula óssea, influenciando, assim, a formação adequada de tecido ósseo em uma situação de osteoporose. / Bone remodeling is a physiological process which maintains skeleton integrity replacing old bone by a young bone matrix. In some diseases such as osteoporosis bone formation is impaired due to the decrease in the number of osteoblasts and reduction of their activities leading to a loss of bone tissue microarchitecture, making it fragile and susceptible to fracture. The objective of this study was to evaluate behavioral differences in osteoblast-like cells from calvaria and bone marrow of rats induced to osteoporosis by ovariectomy through large-scale gene expression analysis. Eighteen Wistar rats were used and divided into control and ovariectomized groups. After 150 days of surgery, the rats of both groups were sacrificed for collection of femurs and calvaria fragments. The cells collected from bone marrow and calvaria were grown in 24-well plates (n = 5) for cell proliferation and viability analysis, as well as grown in culture bottles for total RNA extraction of these cells. The RNA was quantified and its integrity assessed by gel electrophoresis in a microfluidic system. Identification of gene modulation as well as microRNAs involved in gene inhibition was performed by cDNA microarray. Bone marrow cells from the control group (MC) showed a significant decrease in proliferation compared with cells from the calvaria control group (CC) in all periods (p <0.05). On the other hand, bone marrow cells of ovariectomized rats (MO) revealed a significant increase in the proliferation rate after 7 and 10 days (p<0.01) compared to calvaria cells of ovariectomized rats (CO). Cell viability was higher in all periods of CC and CO groups compared to MC and MO groups (p <0.05). Microarray data were normalized using quantile and after statistical analysis by unpaired t-test with p-value &le; 0.005 and subsequent fold change &ge; 2.0, 5.447 differentially expressed mRNAs were detected in calvaria cells and 4.399 mRNAs in bone marrow cells. The miRNAs data were also normalized using the quantile and after statistical analysis by moderate ttest with p-value &le; 0.05 and subsequent fold change &ge; 1.5, 84 miRNAs differentially expressed in calvaria cells were detected and 55 miRNAs in bone marrow cells. In CC group, there may be highlighted repressed genes such as Notch1, Dlx5, Fgf1, Fgfr2 and Il6 as regulators of cell proliferation and caspases 6 and 12 in response to organic substances. The same group showed induced genes such as Gli1 and Bmp7 genes as regulators of cell proliferation, Gli1, Bmp3 and Mmp2 involved in the biological process of bone development and Lrp1, Mmp2 and Tgf&beta;1, 2 and 3 family linked to aging. Among the genes repressed in the MO group are Csf1, Sparc and Tnf as regulators of cell proliferation and Anxa5, Col1a1, Spp1, Sparc, Tnf and Mmp2 associated to biological process of response to organic substances. In the group of induced genes of MO group we found Notch1, Bmp4, Dlx5 and Stat6 as regulators of cell proliferation and Alpl, Bmp4 and Casp6 genes related to the process of response to organic substances. Among the miRNAs found, members of 30 family (miR-30a, 30c and 30d) were induced in the CO and MO groups and these miRNAs act as negative regulators of osteoblastic differentiation. The miR-17 is associated with upregulation of osteogenesis and it is repressed in both ovariectomized groups. MiR- 542-3p suppresses osteogenic differentiation and promotes osteoblast apoptosis repressing Bmp7 gene and its signaling pathway. This miRNA was induced in the CO and MO group. These data confirm that in ovariectomized rats there is a decrease in osteoblastic activity and increased osteoclastic activity. The data found in the present investigation suggest a difference in gene expression not only of differentiated cells from calvaria but also those still present in the bone marrow, thus affecting the proper formation of bone tissue in a situation of osteoporosis.

O alcoolismo é considerado um redutor da formação óssea, podendo levar a distúrbios osteometabólicos, já a rhBMP-2 é uma proteína morfogenética conhecida por desempenhar um papel importante nos processos de reparação e indução da formação óssea. O objetivo deste estudo foi investigar a ação do alcoolismo e a resposta do reparo em defeitos ósseos (DO) na calvária de ratos, após a aplicação da rhBMP-2, pura e combinada a uma matriz de colágeno. Foram utilizados 80 ratos divididos em 8 grupos, cada um deles com um período de espera até o sacrifício de 4 e 6 semanas, após a criação cirúrgica do defeito ósseo na calvária de 5 mm. Os grupos foram divididos em G1) água \"ad libitum\" + DO, G2) álcool \"ad libitum\" + DO, G3) água + DO + 5&mu;g rhBMP-2 pura, G4) álcool + DO + 5&mu;g rhBMP-2 pura, G5) água + DO + carreador esponja de colágeno, G6) álcool + DO + carreador esponja de colágeno, G7) água e + DO + 5&mu;g rhBMP- 2/esponja de colágeno, G8) álcool + DO + 5&mu;g rhBMP-2/esponja de colágeno. Os dados radiográficos e os dados para a análise de fibras colágena tipo I e III foram submetidos à análise estatística Kruskal-Wallis e Dunn\'s Multiple, os dados histológicos ao teste de análise de variância (ANOVA) e Tukey. O resultado encontrado para a análise radiográfica no tempo de 6 semanas demonstrou que os grupos tratados com rhBMP-2 independente da utilização do carreador e do etanol apresentaram maior neoformação óssea (p<0,05), para o tempo de 4 semanas não foi encontrada diferença estatística. Para a análise imunoistoquímica, a ostecalcina (OC) e sialoproteína óssea (BPS) foram predominantes nos grupos tratados com rhBMP-2. Para a análise histológica, a quantificação de fibras colágenas tipo I apresentou diferença estatística entre os grupos (p<0,05), com aumento destas fibras principalmente nos grupos tradados com rhBMP-2 associado a esponja de colágeno; e na análise quantitativa por estereologia, o volume de tecido ósseo neoformado foi maior para os grupos tratados com rhBMP-2 pura ou associada ao carreador, porém para os grupos tratados com etanol, houve maior neoformação óssea para o grupo tratado com rhBMP-2 associado ao carreador nos períodos de 4 e 6 semanas (p<0,001). Concluiu-se neste modelo experimental que, o carreador foi efetivo na bioliberação da rhBMP-2, mesmo na presença do etanol. / Alcoholism is considered a reducer for new bone formation, may leading to osteometabolic disturbance, considering that the rhBMP-2 is a morphogenetic protein known to play an important role in the bone healing processes. The aim of this study was to investigate the action of alcoholism and its effect on the repair of bone defects (DO) performed in rat calvaria after the rhBMP-2 application, pure or combined with a collagen matrix. We used 80 rats divided into eight groups, each one with a waiting period for sacrifice of 4 and 6 weeks after the bone defect (5mm) delineation in the rat skull. The groups were divided into: G1) water \"ad libitum\" + DO, G2) alcohol \"ad libitum\" + DO, G3) water + DO + 5&mu;g pure rhBMP-2, G4) alcohol + DO + 5&mu;g pure rhBMP-2, G5 ) DO + water + collagen sponge carrier, G6) alcohol + DO + collagen sponge carrier, G7) and water + DO + 5&mu;g rhBMP-2/collagen sponge, G8) alcohol + DO + 5&mu;g of rhBMP-2/collagen sponge. The radiographic data were submitted to statistical analysis Kruskal-Wallis and Dunn\'s Multiple, histological data to analysis of variance (ANOVA) and Tukey test. Radiographically, it was found after 6 weeks that the groups treated with rhBMP-2, independently of the carrier use and ethanol administration, more new bone formation (p<0.05), at 4 weeks it was not found statistical difference. For immunohistochemical analysis, ostecalcin (OC), and bone sialoprotein (BPS) were predominant in groups treated with rhBMP-2. For histological quantification of collagen type I fibers, statistical difference between groups was found (p<0.05) with the increasing of these fibers in the groups treated with rhBMP-2 combined with collagen sponge; and quantitative by stereology, aiming to calculate the volume of new bone, it was found higher values for the groups treated with rhBMP-2 pure or combined to the carrier; but for the groups treated with ethanol, it was found higher bone formation in the groups treated with rhBMP-2 associated to the carrier in the periods of 4 and 6 weeks (p <0.001). It was concluded in this experimental model that the carrier was effective for rhBMP-2 delivery, even in the presence of ethanol.

A remodelação óssea é um processo fisiológico que mantém a integridade do esqueleto através da substituição do osso antigo por uma matriz óssea jovem. No entanto, na osteoporose a formação óssea, comparada à reabsorção, fica prejudicada em virtude da queda do número de osteoblastos e redução de suas atividades, levando a uma perda da microarquitetura do tecido ósseo, tornando-o frágil e com suscetibilidade à fratura. O objetivo deste trabalho foi comprovar diferenças comportamentais em células osteoblásticas provenientes da medula óssea e da calvária de ratas induzidas à osteoporose por meio de expressão gênica em larga escala. Foram utilizadas 18 ratas Wistar divididas em grupos controle e overiectomizadas. Após 150 dias da cirurgia, as ratas de ambos os grupos foram sacrificadas para coleta dos fêmures e fragmentos da calvária. As células recolhidas a partir da medula óssea e calvária foram cultivadas em placas de 24 poços (n=5) para avaliação da proliferação e viabilidade celular e em garrafas de cultura para a extração do RNA total dessas células. Em seguida, o RNA total foi quantificado e sua integridade analisada por meio do sistema de eletroforese microfluídica. Foi realizada a identificação da modulação de genes e avaliação dos microRNAs envolvidos na inibição gênica por meio de cDNA microarray. As células da medula óssea do grupo controle (MC) mostraram uma diminuição significativa na proliferação quando comparado com às células do grupo controle da calvária (CC) em todos os períodos (p < 0,05). Por outro lado, as células da medula óssea de ratas ovariectomizadas (MO) revelaram um aumento significativo na taxa de proliferação após 7 e 10 dias (p < 0,01) em comparação às células da calvária de ratas ovariectomizadas (CO). A viabilidade celular foi maior em todos os períodos estudados dos grupos CC e CO em relação aos grupos MC e MO (p < 0,05). Os dados de microarray foram normalizados utilizando-se quantil e após análise estatística por teste-t não pareado com p-value &le; 0,005 e posterior fold change &ge; 2,0, foram evidenciados 5447 mRNAs diferencialmente expressos nas células da calvária e 4399 mRNAs nas células da medula óssea. Os dados de miRNAs foram normalizados utilizando-se também o quantil e após análise estatística por teste-t moderado com p-value &le; 0,05 e posterior fold change &ge; 1.5, foram evidenciados 84 miRNAs diferencialmente expressos nas células de calvária e 55 miRNAs nas células da medula óssea. No grupo de genes reprimidos da CC destacam-se Notch1, Dlx5, Fgf1, Il6 e Fgfr2 como reguladores da proliferação celular e as Caspases 6 e 12 como resposta a substâncias orgânicas. Já no grupo de genes induzidos da CC encontramos os genes Gli1 e Bmp7 como reguladores da proliferação celular, Gli1, Bmp3 e Mmp2 no processo biológico de desenvolvimento ósseo e Lrp1, Mmp2 e a família Tgf&beta;1, 2 e 3 no envelhecimento, entre outros. Dentre os genes reprimidos do grupo da MO encontram-se o Csf1, Sparc e Tnf como reguladores da proliferação celular e Anxa5, Col1a1, Spp1, Sparc, Tnf e Mmp2 no processo biológico de resposta a substâncias orgânicas e no grupo de genes induzidos os genes Notch1, Bmp4, Dlx5 e Stat6 como reguladores da proliferação celular e os genes Alpl, Bmp4 e Casp6 no processo de resposta a substâncias orgânicas, entre outros. Dentre os miRNAs encontrados, membros da família 30 (miR-30a, 30c e 30d) apresentaram-se induzidos tanto na CO quanto na MO, sendo que estes miRNAs atuam como reguladores negativos da diferenciação osteoblástica. Já o miR-17 que está relacionado com a regulação positiva da osteogênese apresentou-se reprimido tanto na CO quanto na MO. O miR-542-3p suprime a diferenciação osteogênica e promove a apoptose dos osteoblastos reprimindo o gene Bmp7 e a sua via de sinalização. Esse miRNA está induzido tanto no grupo da CO quanto na MO. Esses dados confirmam que nas ratas ovariectomizadas há uma menor atividade osteoblástica e maior atividade osteoclástica. Os dados encontrados no trabalho sugerem uma diferença na expressão gênica não só das células diferenciadas da calvária, mas também aquelas ainda presentes na medula óssea, influenciando, assim, a formação adequada de tecido ósseo em uma situação de osteoporose. / Bone remodeling is a physiological process which maintains skeleton integrity replacing old bone by a young bone matrix. In some diseases such as osteoporosis bone formation is impaired due to the decrease in the number of osteoblasts and reduction of their activities leading to a loss of bone tissue microarchitecture, making it fragile and susceptible to fracture. The objective of this study was to evaluate behavioral differences in osteoblast-like cells from calvaria and bone marrow of rats induced to osteoporosis by ovariectomy through large-scale gene expression analysis. Eighteen Wistar rats were used and divided into control and ovariectomized groups. After 150 days of surgery, the rats of both groups were sacrificed for collection of femurs and calvaria fragments. The cells collected from bone marrow and calvaria were grown in 24-well plates (n = 5) for cell proliferation and viability analysis, as well as grown in culture bottles for total RNA extraction of these cells. The RNA was quantified and its integrity assessed by gel electrophoresis in a microfluidic system. Identification of gene modulation as well as microRNAs involved in gene inhibition was performed by cDNA microarray. Bone marrow cells from the control group (MC) showed a significant decrease in proliferation compared with cells from the calvaria control group (CC) in all periods (p <0.05). On the other hand, bone marrow cells of ovariectomized rats (MO) revealed a significant increase in the proliferation rate after 7 and 10 days (p<0.01) compared to calvaria cells of ovariectomized rats (CO). Cell viability was higher in all periods of CC and CO groups compared to MC and MO groups (p <0.05). Microarray data were normalized using quantile and after statistical analysis by unpaired t-test with p-value &le; 0.005 and subsequent fold change &ge; 2.0, 5.447 differentially expressed mRNAs were detected in calvaria cells and 4.399 mRNAs in bone marrow cells. The miRNAs data were also normalized using the quantile and after statistical analysis by moderate ttest with p-value &le; 0.05 and subsequent fold change &ge; 1.5, 84 miRNAs differentially expressed in calvaria cells were detected and 55 miRNAs in bone marrow cells. In CC group, there may be highlighted repressed genes such as Notch1, Dlx5, Fgf1, Fgfr2 and Il6 as regulators of cell proliferation and caspases 6 and 12 in response to organic substances. The same group showed induced genes such as Gli1 and Bmp7 genes as regulators of cell proliferation, Gli1, Bmp3 and Mmp2 involved in the biological process of bone development and Lrp1, Mmp2 and Tgf&beta;1, 2 and 3 family linked to aging. Among the genes repressed in the MO group are Csf1, Sparc and Tnf as regulators of cell proliferation and Anxa5, Col1a1, Spp1, Sparc, Tnf and Mmp2 associated to biological process of response to organic substances. In the group of induced genes of MO group we found Notch1, Bmp4, Dlx5 and Stat6 as regulators of cell proliferation and Alpl, Bmp4 and Casp6 genes related to the process of response to organic substances. Among the miRNAs found, members of 30 family (miR-30a, 30c and 30d) were induced in the CO and MO groups and these miRNAs act as negative regulators of osteoblastic differentiation. The miR-17 is associated with upregulation of osteogenesis and it is repressed in both ovariectomized groups. MiR- 542-3p suppresses osteogenic differentiation and promotes osteoblast apoptosis repressing Bmp7 gene and its signaling pathway. This miRNA was induced in the CO and MO group. These data confirm that in ovariectomized rats there is a decrease in osteoblastic activity and increased osteoclastic activity. The data found in the present investigation suggest a difference in gene expression not only of differentiated cells from calvaria but also those still present in the bone marrow, thus affecting the proper formation of bone tissue in a situation of osteoporosis.

O alcoolismo é considerado um redutor da formação óssea, podendo levar a distúrbios osteometabólicos, já a rhBMP-2 é uma proteína morfogenética conhecida por desempenhar um papel importante nos processos de reparação e indução da formação óssea. O objetivo deste estudo foi investigar a ação do alcoolismo e a resposta do reparo em defeitos ósseos (DO) na calvária de ratos, após a aplicação da rhBMP-2, pura e combinada a uma matriz de colágeno. Foram utilizados 80 ratos divididos em 8 grupos, cada um deles com um período de espera até o sacrifício de 4 e 6 semanas, após a criação cirúrgica do defeito ósseo na calvária de 5 mm. Os grupos foram divididos em G1) água \"ad libitum\" + DO, G2) álcool \"ad libitum\" + DO, G3) água + DO + 5&mu;g rhBMP-2 pura, G4) álcool + DO + 5&mu;g rhBMP-2 pura, G5) água + DO + carreador esponja de colágeno, G6) álcool + DO + carreador esponja de colágeno, G7) água e + DO + 5&mu;g rhBMP- 2/esponja de colágeno, G8) álcool + DO + 5&mu;g rhBMP-2/esponja de colágeno. Os dados radiográficos e os dados para a análise de fibras colágena tipo I e III foram submetidos à análise estatística Kruskal-Wallis e Dunn\'s Multiple, os dados histológicos ao teste de análise de variância (ANOVA) e Tukey. O resultado encontrado para a análise radiográfica no tempo de 6 semanas demonstrou que os grupos tratados com rhBMP-2 independente da utilização do carreador e do etanol apresentaram maior neoformação óssea (p<0,05), para o tempo de 4 semanas não foi encontrada diferença estatística. Para a análise imunoistoquímica, a ostecalcina (OC) e sialoproteína óssea (BPS) foram predominantes nos grupos tratados com rhBMP-2. Para a análise histológica, a quantificação de fibras colágenas tipo I apresentou diferença estatística entre os grupos (p<0,05), com aumento destas fibras principalmente nos grupos tradados com rhBMP-2 associado a esponja de colágeno; e na análise quantitativa por estereologia, o volume de tecido ósseo neoformado foi maior para os grupos tratados com rhBMP-2 pura ou associada ao carreador, porém para os grupos tratados com etanol, houve maior neoformação óssea para o grupo tratado com rhBMP-2 associado ao carreador nos períodos de 4 e 6 semanas (p<0,001). Concluiu-se neste modelo experimental que, o carreador foi efetivo na bioliberação da rhBMP-2, mesmo na presença do etanol. / Alcoholism is considered a reducer for new bone formation, may leading to osteometabolic disturbance, considering that the rhBMP-2 is a morphogenetic protein known to play an important role in the bone healing processes. The aim of this study was to investigate the action of alcoholism and its effect on the repair of bone defects (DO) performed in rat calvaria after the rhBMP-2 application, pure or combined with a collagen matrix. We used 80 rats divided into eight groups, each one with a waiting period for sacrifice of 4 and 6 weeks after the bone defect (5mm) delineation in the rat skull. The groups were divided into: G1) water \"ad libitum\" + DO, G2) alcohol \"ad libitum\" + DO, G3) water + DO + 5&mu;g pure rhBMP-2, G4) alcohol + DO + 5&mu;g pure rhBMP-2, G5 ) DO + water + collagen sponge carrier, G6) alcohol + DO + collagen sponge carrier, G7) and water + DO + 5&mu;g rhBMP-2/collagen sponge, G8) alcohol + DO + 5&mu;g of rhBMP-2/collagen sponge. The radiographic data were submitted to statistical analysis Kruskal-Wallis and Dunn\'s Multiple, histological data to analysis of variance (ANOVA) and Tukey test. Radiographically, it was found after 6 weeks that the groups treated with rhBMP-2, independently of the carrier use and ethanol administration, more new bone formation (p<0.05), at 4 weeks it was not found statistical difference. For immunohistochemical analysis, ostecalcin (OC), and bone sialoprotein (BPS) were predominant in groups treated with rhBMP-2. For histological quantification of collagen type I fibers, statistical difference between groups was found (p<0.05) with the increasing of these fibers in the groups treated with rhBMP-2 combined with collagen sponge; and quantitative by stereology, aiming to calculate the volume of new bone, it was found higher values for the groups treated with rhBMP-2 pure or combined to the carrier; but for the groups treated with ethanol, it was found higher bone formation in the groups treated with rhBMP-2 associated to the carrier in the periods of 4 and 6 weeks (p <0.001). It was concluded in this experimental model that the carrier was effective for rhBMP-2 delivery, even in the presence of ethanol.