O hidrogel de gellan gum carregado com ácido tânico reduz a expressão de quimiocinas nas células orais

Abstract

Ácido tânico (TA), um polifenol natural com propriedades anti-inflamatórias e de reticulação, é um componente versátil de hidrogéis que pode ser liberado em locais inflamados na cavidade oral. No entanto, o impacto do TA na atenuação da resposta inflamatória em células orais ainda não havia sido demonstrado. Diante disso, estabelecemos um bioensaio no qual a expressão de quimiocinas foi induzida pela exposição de fibroblastos gengivais e células de linhagem celular de carcinoma espinocelular oral (HSC2) a IL-1β e TNF-α. Além disso, os fibroblastos gengivais foram estimulados com saliva e poly (I:C) de alto peso molecular (HMW) para induzir a produção de quimiocinas. Os resultados demonstraram que o TA reduziu de forma eficaz a expressão de CXCL1, CXCL2, CXCL8 e CXCL10 — tanto nos fibroblastos gengivais quanto nas células HSC2 — sem afetar a viabilidade celular. Esse efeito foi confirmado por imunoensaios para CXCL8. Observou-se ainda que o TA diminuiu a fosforilação de ERK, JNK e p65 em fibroblastos gengivais e inibiu parcialmente a translocação nuclear de NF-κB/p65. Notavelmente, o TA liberado a partir de hidrogel gellan gum manteve sua capacidade de suprimir a expressão de quimiocinas em fibroblastos gengivais. Além disso, considerando que as espécies reativas de oxigênio (ROS) desempenham um papel crucial nos danos teciduais relacionados à inflamação, observamos que o TA reduziu significativamente os níveis de ROS mitocondrial em fibroblastos gengivais expostos a H₂O₂ e IL-1β+TNF-α. Esses achados fornecem insights sobre as propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes do TA em células orais e apresentam o hidrogel gellan gum como um sistema de liberação, indicando um potencial clínico relevante no controle da expressão exacerbada de quimiocinas e do estresse oxidativo em condições inflamatórias crônicas, como a periodontite ou a peri-implantite.

Tannic acid (TA), a natural polyphenol with anti-inflammatory and crosslinking properties, is a versatile component of hydrogels and can be released at inflamed sites within the oral cavity. However, the impact of TA on the attenuation of inflammatory responses in oral cells had not yet been demonstrated. To address this, we established a bioassay in which chemokine expression was induced by exposing gingival fibroblasts and oral squamous cell carcinoma cells (HSC2) to IL-1β and TNF-α. In addition, gingival fibroblasts were stimulated with saliva and high-molecular-weight poly(I:C) (HMW) to induce chemokine production. The results demonstrated that TA effectively reduced the expression of CXCL1, CXCL2, CXCL8, and CXCL10 in both gingival fibroblasts and HSC-2 cells without affecting cell viability. This effect was further confirmed by immunoassays for CXCL8. TA also decreased the phosphorylation of ERK, JNK, and p65 in gingival fibroblasts and partially inhibited the nuclear translocation of NF-κB/p65. Notably, TA released from a gellan gum hydrogel retained its ability to suppress chemokine expression in gingival fibroblasts. Moreover, given that reactive oxygen species (ROS) play a critical role in inflammation-associated tissue damage, we observed that TA significantly reduced mitochondrial ROS levels in gingival fibroblasts exposed to H₂O₂ and IL-1β + TNF-α. Collectively, these findings provide insights into the anti-inflammatory and antioxidant properties of TA in oral cells and present the gellan gum hydrogel as a delivery system with clinically relevant potential for controlling excessive chemokine expression and oxidative stress in chronic inflammatory conditions, such as periodontitis and peri-implantitis.