Análise de hidrogel contendo naringenina e seu efeito sobre osteoblastos: estudo in vitro

Abstract

A incidência de falhas na instalação de implantes osseointegrados na cavidade oral pode estar relacionada ao aumento da expressão de metaloproteinases da matriz (MMPs). A super-expressão destas enzimas pode resultar em intensa degradação da matriz extracelular, atrasando ou impedindo o processo de reparo. As MMPs são endogenamente controladas por proteínas chamadas de inibidores teciduais de metaloproteinases (TIMPs). Assim, o equilíbrio entre a síntese de MMPs e TIMPs garante a homeostasia tecidual e também o processo de reparo e remodelação dos tecidos. Considerando esses conceitos, diferentes terapias adjuvantes tem sido propostas e avaliadas, visando auxiliar no reparo dos tecidos peri-implantares, por meio da modulação da resolução da fase inflamatória. Dentre estas estratégias, o uso de bioflavonóides, como a naringenina, tem demonstrado efetividade na resposta de osteoblastos e fibroblastos de gengiva, além de outras células, modulando positivamente a proliferação celular e negativamente a expressão gênica e protéica de mediadores pró-inflamamatórios. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de um hidrogel contendo sobre osteoblastos. Inicialmente, foi realizada a incorporação da naringenina ao hidrogel de metacrilato de gelatina em duas concentrações, 1 e 2% e o cultivo dos osteoblastos sobre os mesmos. Após análise da viabilidade celular, o hidrogel contendo 1% de NA foi selecionado para as análises subsequentes, que consistiram da análise de adesão e síntese e expressão de MMPs e TIMPs. Então, após o preparo do hidrogel, foram realizadas análises de morfologia, taxa de degradação e hidrofilicidade, liberação de NA. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente por meio dos testes ANOVA e Tukey. O hidrogel demonstrou estabilidade de aproximadamente 7 dias e liberação de NA por 21 dias. A viabilidade celular foi semelhante ao grupo controle, sendo que a síntese de MMPs foi negativamente modulada na presença de NA. Portanto a aplicação do hidrogel contendo NA 1% foi efetiva na melhora da adesão de osteoblastos sobre a superfície de titânio, bem como na modulação da resposta dessas células.

The failure of osseointegrated implant placement in the oral cavity may be associated with increased expression of matrix metalloproteinases (MMPs). The overexpression of these enzymes can lead to extensive extracellular matrix degradation, thereby delaying or impairing the tissue repair process. MMPs are endogenously regulated by tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs), and the balance between MMP and TIMP synthesis is essential for maintaining tissue homeostasis, as well as for the repair and remodeling of peri-implant tissues. In this context, various adjunctive therapies have been proposed and investigated to promote the resolution of the inflammatory phase and enhance peri-implant tissue repair. Among these strategies, the use of bioflavonoids, such as naringenin, has demonstrated promising effects on osteoblasts and gingival fibroblasts, as well as other cell types, by positively modulating cell proliferation and downregulating the gene and protein expression of pro-inflammatory mediators. Therefore, the present study aimed to evaluate the effects of a naringenincontaining hydrogel on osteoblasts. Initially, naringenin was incorporated into a gelatin methacrylate hydrogel at concentrations of 1% and 2%, followed by osteoblast culture on these substrates. Based on cell viability analysis, the hydrogel containing 1% naringenin was selected for further investigations, including adhesion assessment and the synthesis and expression of MMPs and TIMPs. Subsequently, the hydrogel was characterized in terms of morphology, degradation rate, hydrophilicity, and naringenin release profile. The obtained data were statistically analyzed using ANOVA and Tukey’s test. The hydrogel exhibited stability for approximately seven days and sustained naringenin release for 21 days. Cell viability was comparable to that of the control group, while MMP synthesis was downregulated in the presence of naringenin. Therefore, the application of the hydrogel containing 1% naringenin proved to be effective in enhancing osteoblast adhesion to titanium surfaces, as well as in modulating the cellular response, suggesting its potential as a biomaterial for improving peri-implant tissue repair.