Dentre os vários compostos utilizados na pesquisa e na terapia de doenças osteo-degenerativas, a fototerapia com laseres de baixa potência (LLLT) e os diodos emissores de luz (LEDs) vem sendo investigada com o intuito de avaliar seus efeitos no metabolismo ósseo. Estes, que possuem comprimentos de ondas específicos, atuam na biomodulação das células, funcionando como um agente terapêutico, reequilibrando e normalizando a sua atividade. No entanto, pouco se sabe sobre o efeito dos diferentes espectros na proliferação e diferenciação de osteoblastos humanos, bem como seus efeitos no metabolismo celular como a síntese e a ativação de proteínas sinalizadoras envolvidas nesses processos. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar, comparativamente, a influência da fototerapia com LLLT e LED na proliferação e diferenciação de osteoblastos humanos. Além disso, investigamos o envolvimento da ativação da via de sinalização ERK1,2 nestas respostas, utilizando o seu inibidor específico e/ou avaliando a sua ativação durante a proliferação e após fototerapia. Para esse estudo, osteoblastos humanos (HOAL) foram cultivados em meio de cultura DMEM suplementado com 10% de soro fetal bovino (SFB) e incubados em estufa de CO2. As células foram irradiadas pontualmente com os laseres vermelho (660nm), infravermelho (780nm) e LED (637nm), nas doses de 10, 20 e 50 J/cm2 na potência de 40mW, após adesão celular. Após 24, 48, e 72 horas foram realizados os ensaios de redução do MTT (brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-yl)-2,5- difeniltetrazólio) e cristal violeta (CV) para avaliar a viabilidade das células e após 72 horas foi realizada a análise da proliferação por citometria de fluxo nos quais os resultados sugerem aumento de células viáveis ou proliferação quando estimuladas pelos diferentes espectros. Após a verificação do efeito positivo dos laseres e LED na viabilidade e/ou proliferação, foi realizada a análise da ativação da proteína intracelular ERK por western blotting usando anticorpo específico após 10 minutos da irradiação pontual. Mostramos que a irradiação das células HOAL com LLLT, na dose de 10 J/cm2, aumentou significativamente a fosforilação da ERK1/2 em relação ao controle. Para os ensaios de diferenciação, as células receberam pontualmente o estimulo a cada 6 dias e após os períodos de 07, 14, 21 e 28 dias foram realizados os ensaios da atividade de fosfatase alcalina (ALP), expressão gênica do colágeno I (COL1A1) e SPARC (osteonectina) por RT-PCR em tempo real e ensaio de mineralização com vermelho de alizarina. De um modo geral, não foram observados diferenças na atividade da ALP entre os grupos tratados em relação ao controle. A expressão gênica do COL1A1 e SPARC foi aumentada, no qual o LED em ambas doses apresentou maior eficácia em aumentar a expressão desses genes. No que se refere à mineralização, foram observadas pequenas diferenças quanto a deposição de cálcio. Dessa forma, a LLLT e LED, nesse regime de aplicação modulou positivamente o metabolismo dos osteoblastos humanos em relação à viabilidade, porém, no processo de mineralização foram observadas poucas diferenças. / Among the various compounds used in research and bone degenerative diseases therapy, phototherapy with low level laser (LLLT) and light emitting diodes (LEDs) has been investigated in order to evaluate its effects on bone metabolism. Those, who have specific wavelengths, act in biomodulation cells functioning as a therapeutic agent, rebalancing and normalizing their activity. However, little is known about the effect of the different spectra in the proliferation and differentiation of human osteoblasts and their effects on cellular metabolism as well as the synthesis and activation of signaling proteins involved in these processes. Therefore, the aim of this study was to compare the influence of LLLT and LED phototherapy in the proliferation and differentiation of human osteoblasts. In addition, we investigated the involvement of activation of ERK1,2 signaling pathway these responses using its specific inhibitor and/or evaluating their activation during the proliferation and after phototherapy. For this study, human osteoblasts (HOAL) were cultured in DMEM culture medium supplemented with 10 % fetal bovine serum (FBS) and incubated in CO2 incubator . Cells were irradiated with punctual red lasers (660nm), infrared (780nm) and LED (637nm) at doses of 10, 20 and 50 J/cm2 in power 40mW, after cell adhesion. After 24, 48, and 72 hours, MTT assay (- (4,5- dimethylthiazol-2- yl) -2,5 - diphenyltetrazolium bromide 3 ) and violet crystal (CV) were performed to assess the viability of cells and after 72 hours, was performed of proliferation analysis by flow cytometry. The results suggest an increase in viable and proliferation of cells when stimulated by different spectra. After checking the positive effect of lasers and LED viability and/or proliferation, analysis of ERK activation of intracellular protein by western blotting using a specific antibody was performed 10 minutes after the spot irradiation. We show that irradiation of HOAL cells with LLLT at a dose of 10 J/cm2, significantly increased the phosphorylation of ERK1/2 compared to control. For differentiation assays, cells promptly received stimulation every 6 days and after periods of 07, 14, 21 and 28 days testing the activity of alkaline phosphatase (ALP), gene expression of type I collagen (COL1A1) and SPARC (osteonectin) were performed by Real Time RT-PCR and mineralization experiment with alizarine red. In general, no differences in the activity of ALP between the treated groups compared to the control were observed. The gene expression was increased, and SPARC COL1A1, where in the LED in both doses showed greater effectiveness in increasing the expression of these genes. With respect to mineralization, small differences in the deposition of calcium were observed. Thus, LLLT and LED, this enforcement regime, positively modulated the metabolism of human osteoblasts during the cell viability, but in the process of mineralization few differences were observed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-23042014-100944 |
| Date | 18 November 2013 |
| Creators | Flávia Amadeu de Oliveira |
| Contributors | Rodrigo Cardoso de Oliveira, Camila Peres Buzalaf, Carla Andreotti Damante |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Odontológicas Aplicadas, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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