Papel dos receptores β1 e β2 adrenérgicos sobre a diferenciação osteoblástica de células mesenquimais estromais da medula óssea de ratos espontaneamente hipertensos

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Data

2019-08-01

Autores

Barreto, Ayná Emanuelli Alves [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O remodelamento ósseo é um processo complexo que depende do balanço entre formação e reabsorção óssea, mecanismo regulado pelas células ósseas e fatores sistêmicos, como o Sistema Nervoso Simpático (SNS). Os mediadores deste sistema são capazes de regular o metabolismo ósseo através dos receptores adrenérgicos expressos na superfície dos osteoblastos. Entretanto, o papel dos receptores β-adrenérgicos ainda não está totalmente elucidado no processo de diferenciação osteogênica. Objetivos: avaliar o papel dos receptores β-adrenérgicos na diferenciação osteoblástica de células tronco mesenquimais da medula óssea de ratos normotensos e espontaneamente hipertensos (SHR). Métodos: Ratos machos Wistar e SHR (10 semanas) foram utilizados para a coleta da medula óssea a partir do fêmur, as quais foram plaqueadas em garrafas de cultivo celular e depois em placas de 24 poços, onde receberam o meio osteogênico (MO: MEM, mais 50 µg/mL de ácido ascórbico, 10 mM de β-glicerofosfato e 10-8 M de dexametasona), e o tratamento com Isoprenalina (0,01 µM), Carvedilol (1 µM), antagonista adrenérgico não seletivo, ou Nebivolol (0,1 µM), antagonista β1-adrenérgico. O ensaio de proliferação celular (MTT) e a atividade de fosfatase alcalina (Fal) foram realizados nos dias 7, 10 e 14. A mineralização foi avaliada no dia 14 através do vermelho de Alizarina. A expressão gênica dos marcadores osteogênicos e dos receptores β1 e β2 adrenérgicos foi avaliada no dia 7 por RT-PCR em tempo real. A atividade proteolítica da metaloproteinase de matriz (MMP-2) foi avaliada no mesmo período utilizando zimografia. As vias da MAPK também foram avaliadas ao final de 7 dias. Resultados: A Isoprenalina reduz a fosfatase alcalina na linhagem de células Wistar nos dois primeiros períodos, e ao final de 14 dias apresenta um aumento significativo. A adição dos β-bloqueadores reverte tal resposta. Em SHR a Isoprenalina proporciona aumento da atividade de fosfatase alcalina no período intermediário. O Nebivolol inibe essa resposta no mesmo período e, em 7 dias, é capaz de reverter a redução causada pelo agonista. A Isoprenalina aumentou a expressão de todos os fatores de transcrição e o bloqueio dos receptores reverteu essa condição A Isoprenalina aumenta a expressão de Opn, Ocn e BSP nas células de animais Wistar, e em SHR aumenta apenas Ocn e o tratamento com Carvedilol corrige. A atividade de MMP-2 também foi reduzida pelo Nebivolol apenas no grupo Wistar. Além disso, o Nebivolol reduziu a expressão gênica do receptor β1-adrenérgico. O ensaio de mineralização mostrou menor deposição mineral em Wistar. O Nebivolol também mediou a redução da fosforilação das vias da MAPK neste mesmo grupo de células. Conclusão: Nossos dados sugerem que o receptor β1-adrenérgico pode estar envolvido na diferenciação osteogênica de células de ratos Wistar mas não em células de ratos SHR.
Bone remodeling is a complex process that depends on the balance between formation and resorption bone, a process which is regulated by bone cells and systemic factors, like the Sympathetic Nervous system (SNS). The mediators of these system are able to regulate bone metabolism through adrenergic receptors on the -adrenergic receptors is not clear in the osteogenic differentiation process. Thus, in this study we aimed to evaluate the role of B-adrenergic receptor on osteoblastic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells from normotensive and Spontaneously Hypertensive Rats (SHR). Methods: 70-days-old male Wistar and SHR rats were used for bone marrow collection from femurs, which was placed in cell culture flasks and after in to 24-well plates, where they glycerophosphate, and 10-8 M dexamethasone) and the treatment with Isoprenaline (0.01 μM), Carvedilol (1μM), non-selective adrenergic receptor antagonist, or Nebivolol -adrenergic receptor antagonist. Cell proliferation (MTT assay) and alkaline phosphatase specific activity (Alp) were analyzed at day 7, 10 and 14. Mineralization was evaluated at day 14, by Alizarin Red S. Gene expression of osteogenic markers and B1 and B2-adrenergic receptor were evaluated at day 7, by real time-RT-PCR. The proteolytic activity of matrix metalloproteinase 2 (MMP-2) were evaluated at day 7 using gelatin zymography. The MAPK pathway was evaluated at the same period. Results: Isoprenaline provides increased alkaline phosphatase activity in the intermediate period. The addition of Nebivolol includes this response over this same period and, within 7 days, was able to reverse the reduced agonist reduction. Isoprenaline increased expression of all transcription factors and receptor blockade reversed this condition Isoprenaline increases expression of Opn, Ocn and BSP in Wistar animal cells, and in SHR only increases Ocn and Carvedilol-corrected treatment. MMP-2 was reduced by Nebivolol treatment just at Wistar cells. Besides that, Nebivolol reduced Adrb1 gene expression at day 7 in Wistar group. Mineralization showed that Nebivolol reduced mineral deposition in Wistar. Nebivolol reduced MAPK proteins phosphorylation. Conclusion: the osteogenic differentiation of cells from Wistar rats but not in SHR cells.

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Palavras-chave

Ratos Wistar, Mesenchymal stem cells, Células-tronco mesenquimais, Receptores adrenérgicos

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