Papel do Hidrogel/AnxA12-26 na interface entre inflamação local e sistêmica em diabetes e periodontite

Abstract

O Diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma doença inflamatória crônica que compromete diversos tecidos, incluindo o periodontal, prejudicando os processos de reparo e regeneração. A periodontite, condição inflamatória da mucosa é agravada por alterações sistêmicas como hiperglicemia, culminando em destruição tecidual progressiva. Considerando as limitações das terapias convencionais, este estudo investigou o efeito terapêutico do Hidrogel contendo o peptídeo mimético Ac2-26 da Anexina A1 (AnxA1), proteína endógena com reconhecida ação pró-resolutiva da inflamação. Ensaios in vitro foram conduzidos com fibroblastos do ligamento periodontal (mPDL) e macrófagos RAW 264.7 submetidos aos estímulos inflamatório e hiperglicêmico, avaliando proliferação, viabilidade, migração, apoptose, diferenciação osteoclástica e expressão gênica. O tratamento com Hidrogel/AnxA12-26 demonstrou biocompatibilidade, preservando a viabilidade celular, modulando proliferação, favorecendo migração, apoptose e reduzindo a diferenciação osteoclástica. Além disso, o tratamento modulou a expressão gênica de Rankl, Opg, Tnf-α, Il-6, Il-16 e Mmp-13, restabelecendo o equilíbrio osteoclastogênico. Para avaliar os efeitos in vivo, foi utilizado um modelo experimental de diabetes/periodontite, em camundongos machos C57BL/6. A indução do diabetes por estreptozotocina (STZ) promoveu hiperglicemia e perda de peso, enquanto a aplicação local de LPS, na mucosa palatina, induziu progressão da periodontite. Animais diabéticos, sem tratamento, apresentaram aumento de osteoclastos na crista alveolar, células gigantes multinucleadas e mastócitos na mucosa gengival, indicando avanço da doença. Esses parâmetros foram significativamente reduzidos após a administração local do Hidrogel/AnxA12-26 ou peptídeo por via sistêmica. A análise imuno-histoquímica revelou que a expressão da AnxA1 estava predominantemente em osteócitos nos animais controle, enquanto após tratamentos também em osteoblastos, sugerindo ativação de vias pró-resolutivas e estímulo à regeneração óssea. Ainda, os tratamentos aplicados diminuem a expressão dos genes Rankl, Opg, Tnf-α, Il-6, Il-16 e Mmp-13, enquanto o sistêmico Ac2-26 ocorre aumento de Opg, favorecendo o equilíbrio entre reabsorção e formação óssea. Em síntese, o Hidrogel/AnxA12-26 e peptídeo Ac2-26 atuam de forma complementar, promovendo efeitos locais e sistêmicos por mecanismos imunomoduladores e pró-resolutivos, resultando na preservação celular, controle da inflamação e regeneração tecidual. Em conclusão, nossos resultados sugerem um potencial translacional significativo, representando estratégia inovadora para o manejo de lesões periodontais e diabéticas, contribuindo para a ampliação do arsenal terapêutico nessas condições inflamatórias.

Type 1 diabetes mellitus (DM1) is a chronic inflammatory disease that compromises various tissues, including periodontal tissue, impairing the repair and regeneration processes. Periodontitis, an inflammatory condition of the mucosa, is aggravated by systemic alterations such as hyperglycemia, culminating in progressive tissue destruction. Considering the limitations of conventional therapies, this study investigated the therapeutic effect of hydrogels containing the mimetic peptide Ac2-26 of annexin A1, an endogenous protein with a recognized pro-resolving action in inflammation. In vitro tests were carried out with periodontal ligament fibroblasts (mPDL) and RAW 264.7 macrophages submitted to inflammatory and hyperglycemic stimuli, evaluating proliferation, viability, migration, apoptosis, osteoclastic differentiation and gene expression. Treatment with Hydrogel/AnxA12-26 showed biocompatibility, preserving cell viability, modulating proliferation, favoring migration, apoptosis and reducing osteoclastic differentiation. In addition, the treatment modulated the gene expression of Rankl, Opg, Tnf-α, Il-6, Il-16 e Mmp-13, restoring the osteoclastogenic balance. To evaluate the in vivo effects, an experimental diabetes/periodontitis model was used in C57BL/6 male mice. Induction of diabetes by streptozotocin (STZ) promoted hyperglycemia and weight loss, while local application of LPS to the palatal mucosa induced the progression of periodontitis. Untreated diabetic animals showed an increase in osteoclasts in the alveolar crest, multinucleated giant cells and mast cells in the gingival mucosa, indicating progression of the disease. These parameters were significantly reduced after local administration of the Hydrogel/AnxA12-26 or peptide via the systemic administration. Immunohistochemical analysis revealed that AnxA1 expression was predominantly in osteocytes in control animals, while in treated animals it was also expressed in osteoblasts, suggesting activation of pro-resolution pathways and stimulation of bone regeneration. In addition, the treatments also reduced the expression of Rankl, Opg, Tnf-α, Il-6, Il-16 e Mmp-13, while systemic Ac2-26 increased Opg, favoring the balance between bone resorption and formation. In summary, the Hydrogel/AnxA12-26 and peptide Ac2-26 act in a complementary manner, promotion local and systemic effects through immunomodulatory and pro-resolution mechanisms, resulting in cell preservation, inflammation control and tissue regeneration. In conclusion, our results suggest a significant translational potential, representing an innovative strategy for the management of periodontal and diabetic lesions, contributing to the expansion of the therapeutic arsenal in these inflammatory conditions.