Inibição da via JAK na periodontite experimental: abordagens sistêmica e tópica em modelo de reparo

A periodontite é uma doença inflamatória crônica caracterizada pela destruição progressiva dos tecidos periodontais, na qual citocinas pró-inflamatórias desempenham papel central. Nesse contexto, a via de sinalização das Janus quinases (JAK) destaca-se como um importante regulador da inflamação e da reabsorção óssea, tornando sua modulação farmacológica uma estratégia promissora para favorecer o reparo periodontal. Esta tese teve como objetivo investigar os efeitos da inibição farmacológica de JAK sobre o reparo periodontal, utilizando modelos experimentais in vitro e in vivo, por meio de estratégias de administração sistêmica e tópica. Foram avaliados, no Estudo 1, os efeitos sistêmicos de um inibidor de JAK1–3 (JAK1–3i) e de um inibidor seletivo de JAK3 (JAK3i), in vitro e in vivo. In vitro, a inibição de JAK aumentou a formação de matriz mineralizada, reduziu a diferenciação osteoclástica induzida por RANKL e atenuou a produção de espécies reativas de oxigênio em macrófagos estimulados com LPS. In vivo, os tratamentos foram bem tolerados, sem evidência de perda de peso ou alterações hematológicas. A administração sistêmica dos inibidores modulou o reparo periodontal de maneira dependente do tempo e do tipo de inibidor, sendo associada, principalmente nos períodos iniciais, ao aumento do volume ósseo alveolar, à redução da distância entre a junção cemento-esmalte e a crista óssea alveolar, ao aumento da densidade de osteoblastos, à redução do infiltrado celular e à modulação da vascularização e da deposição de colágeno. Em nível molecular, observou-se regulação de genes associados à osteogênese, à remodelação da matriz extracelular e à angiogênese, além de aumento tardio dos níveis de lipoxina A4. No Estudo 2, desenvolveu-se uma estratégia de administração tópica do JAK1–3i por meio de um sistema de liberação controlada baseado em nanogéis à base de β-ciclodextrina, os quais apresentaram tamanho hidrodinâmico homogêneo, baixa polidispersidade, carga superficial positiva e morfologia predominantemente esférica, além de eficiência consistente de encapsulação do inibidor e ausência de citotoxicidade em células derivadas da medula óssea. Em ensaios in vitro, os nanogéis carregados com JAK1–3i estimularam a deposição de matriz mineralizada em culturas osteogênicas. A aplicação tópica in vivo, conduzida no mesmo modelo experimental de reparo periodontal, demonstrou aumento do volume ósseo na região de furca, aumento da quantidade de fibras colágenas, aumento da expressão de Runx2 e redução da expressão de Mmp-13 após 5 dias de tratamento. Em conjunto, os resultados demonstram que a inibição farmacológica de JAK modula eventos celulares e moleculares associados ao reparo periodontal, principalmente nas fases iniciais do reparo, e que sistemas nanotecnológicos à base de β-ciclodextrina constituem uma plataforma viável para a liberação local de inibidores de JAK.

Resumo (inglês)

Periodontitis is a chronic inflammatory disease characterized by the progressive destruction of periodontal tissues, in which pro-inflammatory cytokines play a central role. In this context, the Janus kinase (JAK) signaling pathway stands out as an important regulator of inflammation and bone resorption, making its pharmacological modulation a promising strategy to promote periodontal repair. This thesis aimed to investigate the effects of pharmacological JAK inhibition on periodontal repair, using experimental in vitro and in vivo models, through systemic and topical administration approaches. In Study 1, the systemic effects of a JAK1–3 inhibitor (JAK1–3i) and a selective JAK3 inhibitor (JAK3i) were evaluated using in vitro and in vivo experimental models. In vitro, JAK inhibition increased mineralized matrix formation, reduced RANKL-induced osteoclast differentiation, and attenuated the production of reactive oxygen species in LPS-stimulated macrophages. In vivo, treatments were well tolerated, with no evidence of weight loss or hematological alterations. The systemic administration of the inhibitors modulated periodontal repair in a time- and inhibitor-dependent manner and was associated, particularly during the early periods, with increased alveolar bone volume, reduced distance between the cementoenamel junction and the alveolar bone crest, increased osteoblast density, reduced cell infiltrate, and modulation of vascularization and collagen deposition. At the molecular level, regulation of genes associated with osteogenesis, extracellular matrix remodeling, and angiogenesis was observed, along with a late increase in lipoxin A4 levels. Study 2 aimed to develop a topical delivery strategy for JAK1–3i using a controlled release system based on β-cyclodextrin nanogels. The synthesized nanogels exhibited homogeneous hydrodynamic size, low polydispersity, positive surface charge, and predominantly spherical morphology, along with consistent drug encapsulation efficiency and no cytotoxicity in bone marrow-derived cells. In in vitro assays, JAK1–3i-loaded nanogels stimulated mineralized matrix deposition in osteogenic cultures. Topical in vivo application, performed using the same periodontal repair model as in Study 1, demonstrated increased bone volume in the furcation region, enhanced collagen fiber content, increased Runx2 expression, and reduced Mmp-13 expression after 5 days of treatment. Collectively, these findings demonstrate that pharmacological JAK inhibition modulates cellular and molecular events associated with periodontal repair and that β-cyclodextrin-based nanotechnological systems represent a viable platform for the local delivery of JAK inhibitors.

Palavras-chave

Periodontite , Inibidores de Janus Quinases , Nanopartículas , Periodontitis , Janus Kinase inhibitors , Nanoparticles

Idioma

Português

Citação

Camilli AC. Inibição da via JAK na periodontite experimental: abordagens sistêmica e tópica em modelo de reparo [Tese de doutorado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2026.