Francine Benetti TESE DE DOUTORADO Influência do peróxido de hidrogênio sobre a diferenciação celular e a mineralização do tecido pulpar após procedimento clareador. Estudo histológico e imunoistoquímico ARAÇATUBA, SP 2018 Francine Benetti Influência do peróxido de hidrogênio sobre a diferenciação celular e a mineralização do tecido pulpar após procedimento clareador. Estudo histológico e imunoistoquímico Tese de doutorado apresentada à Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - UNESP como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Ciência Odontológica, área de concentração em Endodontia. Orientador: Prof. Adj. Luciano Tavares Angelo Cintra ARAÇATUBA, SP 2018 Catalogação na Publicação (CIP) Diretoria Técnica de Biblioteca e Documentação – FOA / UNESP Benetti, Francine. B465i Influência do peróxido de hidrogênio sobre a diferenciação celular e a mineralização do tecido pulpar após procedimento clareador. Estudo histológico e imunoistoquímico / Francine Benetti. - Araçatuba, 2018 124 f. : il. ; tab. Tese (Doutorado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Odontologia de Araçatuba Orientador: Prof. Luciano Tavares Angelo Cintra Coorientador: Prof. André Luiz Fraga Briso 1. Clareamento dental 2. Estresse oxidativo 3. Peróxido de hidrogênio 4. Pulpite 5. Dentinogênese 6. Células-tronco I. T. Black D24 CDD 617.67 Claudio Hideo Matsumoto – CRB-8/5550 Dados curriculares - Francine Benetti Identificação Nascida em 16 de dezembro de 1990 em Catanduva, SP. Filiação: Joel de Freitas Benetti e Cacilda Apda. Porta Benetti 2009 – 2013 - Curso de Graduação Concluiu o Curso de Graduação em Odontologia, na Faculdade de Odontologia do Campus de Araçatuba – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, em dezembro de 2013. 2014 – 2015 - Curso de Mestrado Concluiu o Curso de Mestrado em Ciência Odontológica, área de concentração Endodontia, na Faculdade de Odontologia do Campus de Araçatuba – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, em setembro de 2015, sob orientação do professor Luciano Tavares Angelo Cintra, e coorientação do professor André Luiz Fraga Briso. 2016 – 2017 - Curso de Especialização Concluiu o curso de Especialização em Endodontia, na Faculdade de Odontologia do Campus de Araçatuba – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP. 2015 – 2018 - Curso de Doutorado Concluiu o Doutorado em Ciência Odontológica, área de concentração Endodontia, na Faculdade de Odontologia do Campus de Araçatuba – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, sob orientação do professor Luciano Tavares Angelo Cintra, e coorientação do professor André Luiz Fraga Briso. Dedicatória... Dedicatória Dedico este trabalho aos meus pais, Joel e Cacilda, meus maiores incentivadores. Obrigada por sempre confiarem em mim, e sempre estarem ao meu lado. Obrigada por tanto amor, tanto cuidado, tanta dedicação. Graças a você, pai, eu tenho ao meu lado a pessoa com o maior coração deste mundo. Aquele que daria tudo o que tem, mesmo que pouco, a quem estivesse precisando. Aquele que cuida mais do próximo, do que de si mesmo. Que possui uma fé que pode mover montanhas. A sua fé é o que tem de mais bonito, e é o maior exemplo que pode nos dar. Obrigada por tudo! Obrigada, mãe, por resgatar forças quando muitas vezes não tem de onde a tirar. Por ser guerreira, por me ajudar tanto, em tudo. Por colocar os filhos sempre em primeiro lugar. Por muitas vezes dedicar sua vida à minha e a de meus irmãos. Por me fazer saber que sempre terei ao meu lado alguém que eu posso confiar, de todo o meu coração! Que um dia eu possa lhe retribuir tudo o que faz por mim! Vocês são os responsáveis por este momento. Todas as minhas conquistas pertencem a vocês. Obrigada por tudo o que me ensinaram, pela base que me deram. É a vocês, com toda a certeza, que dedico este trabalho! Amo vocês! Agradecimentos... Agradecimentos Agradeço a Deus Agradeço a Deus, meu Pai, por receber minhas orações, e por me guiar até o presente momento. Por me fazer entender que Seus planos são maiores que os meus, e que a maior vitória desta vida é ter o Senhor ao nosso lado. “O Teu manto de amor sinto estar sobre mim; Minha vida te entrego, Senhor; Viverei pela fé, protegido assim, Na presença de Deus, Criador. Meu destino de luz vejo ao longe, Senhor, E jamais olharei para trás; Minha crença em Ti guardarei, Redentor; Teu poder, virtuoso me faz.” . Agradeço a Jesus, o Caminho, a Verdade, e a Vida. O maior Professor, o maior Exemplo, o melhor Amigo. Nosso Intercessor fiel. “O Mestre que desceu dos céus, Jesus, o Redentor, Deixou exemplo aos santos Seus, Exemplo de amor: Curvado, lhes lavou os pés, E assim Se humilhou; Com essa obra que Ele fez, o amor nos ensinou. ‘Amai-vos’, disse o Redentor, Que teve morte atroz; Jesus, por seu divino amor, salvou a todos nós.” Agradecimentos Aos meus irmãos, meus amigos, Giovana e Victor Benetti, Vocês me dão alegria todas as vezes em que volto para “terrinha”. Nos ajudamos, nos interessamos pelos problemas/alegrias uns dos outros, vibramos juntos... longe ou perto, sempre estamos presentes. Eu torço por vocês, como vocês torcem por mim. Agradeço muito por estarem sempre ao meu lado, e por me darem muito orgulho, a cada dia! Contem comigo, eternamente! Ao meu cunhado, Allison Chivetta, Obrigada pela paciência que tem com nossa família. Obrigada por ser como um irmão, por querer o bem, por fazer o bem. Você merece o melhor que a vida pode proporcionar. Obrigada por ser parceiro, sempre! Aos meus avôs, Chico Porta, Idalina, Clair e Orávio Benetti (in memorian), Obrigada pela alegria e amor incondicional que nos dão; por serem fonte de inocência, gratidão e amor. Quando estou ao lado de vocês, eu tenho paz! Obrigada por serem a base de nossa família! Eu amo vocês, minha família! Agradecimentos Agradecimento especial... Ao meu orientador, Prof. Dr. Luciano Tavares Angelo Cintra, Obrigada, professor, por me orientar não apenas nos projetos, mas na vida. Era ao professor que eu procurava em minhas grandes decisões e, em muitas vezes, era a única opinião que me importava. Obrigada por me ensinar, na clínica, nas salas de aula, no laboratório, nas pesquisas, e de uma forma muito especial, nas conversas. A cada conversa com o professor, era como se eu subisse mais um degrau no aprendizado da vida. Me fazia refletir no mundo e nas pessoas ao meu redor, no que estaria por vir, em quem eu era, mas principalmente, no tipo de pessoa que eu queria ser; me acrescentou honestidade e simplicidade, e me fez crescer muito. Ter a chance de conhecer e aprender com o professor, é uma sorte, pois tem muito a ensinar, muito além do que cabe à um professor ou orientador... e por isso, te tenho como um “pai” dentro daquele departamento. O professor é meu exemplo de que trabalhar por amor, vale à pena. O gosto pelo o que faz te deixará eternizado no departamento de Endodontia da FOA, tenho certeza disso, pois o professor é espelho, aos alunos e aos demais professores, ainda que tão novo nesta caminhada. Eu te admiro muito, e tenho muito orgulho por ser, ou ter sido, sua orientada. Torço para o professor, como torço para um amigo muito querido, e desejo que tenha a ciência de que suas conquistas são provas de que está no caminho certo. Agradeço por ser paciente comigo, quando eu estava impaciente, e por tolerar minhas ansiedades. Deixo aqui meus sinceros e eternos agradecimentos ao professor, que me acolheu em 2011, na Iniciação Científica, me ensinou tudo o que sei, sempre me permitindo ter minha própria opinião; me ajudou, me orientou, me confiou projetos, acreditou em mim, e me incentivou, por pelo menos, até este momento. Minhas conquistas também são suas. Conte comigo sempre! Muito obrigada por tudo, mas principalmente, por ser minha maior inspiração. O professor estará sempre no meu coração! “Bons pais corrigem erros, pais brilhantes ensinam a pensar.” Augusto Cury Agradecimentos À Faculdade de Odontologia de Araçatuba. Agradeço à Faculdade de Odontologia de Araçatuba - FOA, da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, na pessoa seu Diretor Prof. Titular Wilson Roberto Poi e Vice-Diretor Prof. Titular João Eduardo Gomes Filho. Foi na FOA em que dei meus primeiros passos longe de casa. Eu aprendi, eu cresci, eu lutei, eu me superei, eu me desafiei. À FOA eu confiei toda a minha formação. Me deu a base, proporcionando minha formação como Cirurgiã-Dentista; neste caminho, me permitiu a Iniciação Científica, minhas primeiras bolsas, meu ingresso no mestrado, a minha especialidade, e me acolheu até aqui, término do meu doutoramento. Obrigada, FOA, por me dar o orgulho de dizer, onde quer que eu esteja, que vim da Faculdade de Odontologia de Araçatuba, e que sempre carregarei o nome desta instituição comigo, principalmente no meu coração! Ao Departamento de Odontologia Restauradora. Agradeço a este departamento e a todos que convivem nele, pelo acolhimento desde o início de minha jornada. Agradeço em especial à disciplina e laboratório de Endodontia, pela permissão e todo o suporte para realizar “minhas” pesquisas, e hoje, me permitir viver este momento. Há tanto o que agradecer, há tantas pessoas, tantos momentos, tanto crescimento! Fiz amigos, fiz colegas, fiz parceiros, fiz irmãos... Agradeço por todo o aprendizado que tive, e que espero também ter repassado. Foi neste laboratório em que passei a maior parte da minha vida durante esses 4 anos de pós-graduação, e assim se tornou como uma segunda casa para mim. Hoje não há dúvidas de que a Endodontia é parte da minha vida. Obrigada, ao laboratório de Endodontia da FOA, de todo o meu coração! Agradecimentos Agradeço à coordenação do Programa de Pós-graduação em Ciência Odontológica da Faculdade de Odontologia de Araçatuba – UNESP, representada pelo coordenador Prof. Adj. Luciano Tavares Angelo Cintra, e vice-coordenador Prof. Ass. Juliano Pelim Pessan, pelo impecável trabalho que desenvolvem visando o crescimento do programa. Agradeço à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Fapesp, por me conceder bolsas de Iniciação Científica (projeto/renovação de bolsa num. 2011/13709-2, nos anos de 2011 a 2013), Mestrado (projeto num. 2013/25429-0, de março de 2014 a setembro de 2015) e Doutorado (projeto num. 2015/10825-2, de novembro de 2015 até este momento), e fornecer auxílio financeiro para a realização de nossos projetos. Agradeço ainda ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, pelo auxílio disponibilizado a meu orientador, que também financiou nossas pesquisas. Agradecimentos Agradecimento aos demais queridos professores, que contribuíram para minha formação e para que este momento acontecesse. Agradeço a meu coorientador, professor André Luiz Fraga Briso. Professor, obrigada por acreditar tanto em mim! Obrigada por toda a força, e por ser um verdadeiro parceiro de nossas pesquisas! O professor é um dos responsáveis por termos formado esta equipe Endodontia e Dentística, e pela minha introdução nos trabalhos de clareação dentária e efeitos no tecido pulpar, e lhe sou eternamente grata por isso! Foi meu coorientador na Iniciação Científica, Mestrado e Doutorado, fazendo parte de toda minha formação. Obrigada por tudo o que me ensinou nesses anos, pela paciência, mas sobretudo, por todas as oportunidades que me concedeu. Tenho um enorme carinho pelo professor e uma grande admiração! Espero que nossa parceria, junto ao professor Luciano, seja eterna. O professor está no meu coração! Agradeço ao meu professor e tutor, Elói Dezan-Júnior. Professor, obrigada por todo incentivo, desde a minha graduação até os dias de hoje. Todas as palavras de carinho que o professor já se referiu a mim, ficam guardadas dentro do meu coração, eternamente. Obrigada pelo cuidado, pela atenção, por cada “empurrão” que me dá na vida, querendo que eu avance sempre mais degraus, principalmente na prática clínica. O professor me ensinou a lidar com os alunos da graduação e me permitiu dar as minhas primeiras aulas de verdade. Obrigada por se preocupar com minha saúde, por me chamar a atenção para me alimentar bem... rsrs. Obrigada por ser tão próximo, tão acessível às nossas incertezas, por esclarecer nossas dúvidas mais bobas, e por ser tão querido. Eu aprendi muito com o professor, e saiba que sempre terá um espaço guardado dentro do meu coração! Agradecimentos Agradeço ao professor Edilson Ervolino. Professor, não tenho palavras para agradecer tudo o que me ajudou e me ensinou até este momento. Mesmo com tantos afazeres, o professor sempre propôs e aceitou nos auxiliar, sendo quase que como um coorientador nas “minhas” pesquisas de Iniciação Cientifica, Mestrado e Doutorado. Mas hoje agradeço em especial pela colaboração fundamental com este projeto de Doutorado, pelo auxílio na escolha dos marcadores, pelo auxílio durante as análises, até a obtenção dos resultados. Agradeço ainda por todas as vezes que me tranquilizou, quando eu procurava o professor com muitas dúvidas, mas sempre as solucionava rapidamente. Agradeço por me ensinar fazer as análises dos resultados, sempre com muita paciência, desenhando células em folhas de papel. O professor me proporcionou imenso aprendizado e segurança com meus trabalhos, e sou eternamente grata por isso. Obrigada mais uma vez por abrir as portas do departamento de Histologia para desenvolvermos os experimentos, e por toda confiança depositada em mim. Muito obrigada, de todo o meu coração! Agradeço ao professor João Eduardo Gomes-Filho. Muito obrigada, professor, por toda a paciência, apoio e pelas conversas atenciosas quando nos encontrávamos, seja no departamento ou na clínica de especialização. Obrigada por ser sempre tão gentil, calmo e educado. Uma simples conversa com o professor nos traz uma tranquilidade tamanha, tenha certeza disso. Obrigada por todas as dicas, pelos conselhos e pelas palavras firmes. E desejo de coração, que o professor nunca perca sua gentileza, pois é muito bonito de se ver. Agradecimentos Agradeço ao professor Gustavo Sivieri de Araújo. Obrigada, professor, pela parceria no departamento. Por se interessar pelas minhas causas, por me dar apoio, por ser muito prestativo. Obrigada pela atenção e por todos os conselhos, sempre querendo o meu bem. O professor se tornou uma pessoa muito querida, e torço muito para o sucesso do professor. Espero que nunca desista de seus sonhos, assim como teve a coragem de batalhar pelos sonhos que já alcançou. E agradeço de uma forma especial, por nos emprestar o aparelho de Laser que possui, a qual sabemos que tem muita estima, e nos confiá-lo para realizar nossos trabalhos. Obrigada por tudo, sempre! Agradeço ao professor Rogério de Castilho Jacinto. Obrigada, professor, por compartilhar comigo o “vício” pelo café... rsrs Professor, lhe agradeço por ser sempre solícito. Por confiar em meu trabalho, por me permitir ajudar quando possível, e também pelas ajudas que o professor já me deu, em momentos específicos de minha vida. Agradeço por ser sempre gentil, paciente e compreensível. Agradeço por sempre dizer que tudo dará certo, que está sentindo. Que nosso “vício” pelo café continue nos proporcionando bons momentos de distração. Agradeço aos demais professores do departamento, em especial ao professor Ricardo Coelho Okida, pelas palavras de apoio, pelo interesse, pela força, por ser muito querido; à professora Ticiane Cestari Fagundes, pela paciência de sempre, por me permitir ajudar quando possível, e por confiar em meu trabalho; ao professor Paulo Henrique dos Santos, por ser sempre muito querido e educado; e ao professor Mauro Juvenal Nery, pelas boas lembranças que guardo do professor e pelas palavras de carinho e incentivo que sempre dirigiu a mim durante minha graduação e início do mestrado. Os professores são muito queridos! Agradecimentos Agradeço ao professor Francisley Ávila Souza. Obrigada a meu amigo e professor, Francisley. Seu apoio e consideração são muito especiais para mim. Serei eternamente grata por toda confiança que depositou em mim durante a minha graduação, por tudo o que me ajudou, e me ajuda até hoje. Tenho um carinho enorme pelo professor, e espero que sempre continue com este grande coração, que ajuda a todos a seu redor. Obrigada por tudo o que me ensinou! O professor é um grande exemplo de batalhador! Agradeço aos demais professores que participaram da minha formação, seja na graduação ou na pós-graduação, pelo crescimento profissional e pessoal. “Aprender é a única coisa de que a mente nunca se cansa, nunca tem medo, e nunca se arrepende.” Leonardo da Vinci Agradecimentos Agradecimento aos funcionários da FOA. Agradeço à técnica de departamento, amiga, “mãezona”, Nelci Vieira. Nelzinha, muito obrigada por tudo! Por todo carinho que me proporciona, por sempre cuidar de mim. Obrigada pela paciência, pelos altos papos, por toda a consideração. Obrigada por todos os lanchinhos que você leva especialmente a mim no departamento, esconde na geladeira, ou fala bem alto que é para mim, para que ninguém tome posse... rsrs. Obrigada pelas vezes que não se importou pela minha impaciência, e por puxar minha orelha quando necessário. Obrigada, Nelzinha, por fazer eu me sentir em casa, por ter me ensinado tanto, e por confiar em mim! Você está no meu coração para sempre, tenha certeza disso! Agradeço ao secretário do departamento, Peterson, por sempre me receber bem. Por perceber minhas ausências, por se importar, e ser sempre presente. Obrigada pela paciência, por tudo o que me ajuda, e pelas palavras de incentivo e força! Agradeço ao técnico do departamento e parceiro, João Rafael Amadeu. Rafa, obrigada por ter se tornado uma pessoa tão querida. Obrigada por todas as caronas, pela companhia, e por levar um pouquinho mais de alegria ao nosso departamento. Desejo que tenha um futuro brilhante! Agradeço às funcionárias da limpeza do departamento, Andressa e Grazi, pela simpatia comigo. Aos funcionários do biotério Central da FOA, Camilo e João, por toda paciência e compreensão. Aos porteiros da FOA, em especial, Márcio e Carlão, por se preocuparem, por me ajudarem, por torcerem por mim, e por compartilharem comigo momentos fora de hora na faculdade. Aos funcionários do Staepe, por serem extremamente prestativos, educados e atenciosos. Agradeço às meninas da seção de pós-graduação, Cristiane Lui Matos, Valéria de Queiroz M. Zagatto, e Lilian Sayuri Mada, por toda a atenção, paciência e dedicação! Agradecimentos Agradecimento a meus eternos amigos e aos colegas de pós-graduação. Deixo meus agradecimentos àquelas que estiveram ao meu lado durante a graduação, e que continuam comigo até os dias de hoje. Rogéria Apda Agos Felipe e Bruna Barbieri Martins Borges, muito obrigada! Obrigada por serem pessoas as quais eu sei que posso confiar de olhos fechados. Por quererem o meu bem, por lutarem por mim, por me apoiarem, por me ouvirem, me darem conselhos. Vocês são verdadeiros anjos em minha vida! Obrigada, Ro, por toda sua amizade, compreensão, e por sempre me ouvir. Você sabe de todos os meus anseios, de todas as minhas angústias, de todas as minhas vitórias, assim como eu sei de todas as suas batalhas e todas suas conquistas. Sou eternamente grata por toda a paciência que tem comigo. Obrigada, Feia, por me acolher, me aconselhar, por ser tão simples e tão determinada. Por dividir comigo casos de Endodontia, pelas nossas sábias discussões, e por compartilhar comigo seus maiores momentos. Eu não tenho palavras para te agradecer tudo o que faz por mim! Vocês são verdadeiras irmãs, que sempre me ensinam, com gestos, com exemplos, e com palavras. Eu as admiro muito! Amo vocês! Ao meu grande e querido amigo, Leopoldo Cosme Silva. Leozinho, eu nunca poderia imaginar que nossa amizade cresceria tanto. Você que chegou ao departamento movimentando a todos, ocupando grande parte do “meu tempo”, mas que aos poucos foi ocupando grande parte no meu coração, e no de cada um que convive com você. Obrigada, Leozinho, por ter se tornado tão importante na minha vida! Por ser aquele que me escuta, que me aconselha, que me alegra, que me faz rir... aquele que é parceiro para todas as horas, que se preocupa, que está SEMPRE ao meu lado, compartilhando várias “consultorias”! Eu não queria que você me fizesse falta nunca, porque queria você comigo sempre! Torço MUITO por você, por seus sonhos! Quero te ver crescer ainda mais do que já cresceu, quero ver você Agradecimentos conquistar o mundo, porque você é capaz disso! Você é como um irmão para mim, e eu amo você! Conte comigo para tudo, sempre, eternamente! Às minhas grandes e eternas amigas do coração, Vanessa Abreu Sanches Marques e Letícia Citelli Conti . Van, amiga, eu não tenho palavras para te agradecer por tudo! Eu não mereço ter ao meu lado alguém com coração tão bom e tão grande como o seu! Você é uma das pessoas mais verdadeiras que já conheci. Obrigada por me transmitir muita paz, harmonia, simplicidade e confiança extrema! Por ser alguém que eu sempre possa confiar, sem receios, sem medos. Por querer o bem de todos, e por nos ensinar sempre! Você nos ilumina! Obrigada por me permitir ser sua amiga! Eu amo você, migs! Lezinha, obrigada por ter sido minha verdadeira parceira. Nossa amizade começou lentamente, e hoje já tem um tamanho enorme! Você me ajudou tanto, em tudo que precisei. Você foi e sempre será a melhor vizinha que já tive! Obrigada por tudo o que compartilhamos nesses últimos anos. Nossos desabafos, nossas conquistas, nossas tristezas, alegrias, nossos cafés, e nossas comidas... rsrs. Você me ensinou muito, com sua extrema educação e preocupação com os que estão ao seu redor. Eu amo você! Agradeço em especial por vocês acreditarem mais em mim, do que eu mesma! Vocês foram as que mais me apoiaram e me deram forças nesses últimos anos. Graças ao apoio de vocês eu venci vários desafios, e espero que um dia possa retribuir tudo o que fizeram por mim. Vocês são as amigas que a Endodontia me deu! Agradeço ao meu amigo e grande parceiro, Carlos Roberto Emerenciano Bueno. Bueno, obrigada pelo companheirismo. Você é meu irmãozinho de Mestrado, que me acompanhou até este momento. Você me salvou de diversas situações (diversas!), você me ajudou, me ouviu, pegou minhas dores... você torna tudo mais simples sempre, descomplica, me anima, me apoia. Eu te admiro muito, pelo seu amor pela Endodontia, por sua simpatia, por sua Agradecimentos determinação. Obrigada por estar comigo desde o início, por ser meu parceiro de disciplinas, pelas nossas discussões construtivas no departamento, pelas trocas de experiência, e por me ensinar sempre! Você é um amigo que carrego no peito, e que levarei para sempre! Agradeço à minha parceira, irmã e amiga, Marjorie de Oliveira Gallinari. Obrigada, Jo! Iniciamos como amigas de experimento, e do nada, nossa amizade cresceu a um nível, que trato você como trato minha irmã (felizmente ou infelizmente... rsrs). Obrigada por me aturar, por dividir comigo nossos trabalhos, nossas pesquisas, nossos orientadores, e assim, as mesmas preocupações e as mesmas experiências. Obrigada por tudo o que me ensinou, me ajudou e me apoiou. Obrigada por permitir que nossa amizade fosse além do departamento, e que nos trouxesse ótimos momentos juntas. Torço muito para seu sucesso, e te admiro muito! Saiba que tem aqui uma amiga em que pode confiar e contar para toda a vida! Amo muito você! Agradeço aos demais amigos do departamento de Odontologia Restauradora... Amanda Caselato Andolfatto. Obrigada, Mandinha, por sua amizade! Obrigada por me transmitir alegria, sempre! Pelo seu alto astral, pelos seus abraços, e por tudo que compartilhamos no departamento. Você é extremamente querida para mim, e mora no meu coração! Amo você! Renan Dal Fabbro. Obrigada, Re, pela parceria e amizade! Por ser uma pessoa sempre plena e calma. Obrigada pelos nossos momentos na especialização e no departamento. Torço muito para que alcance seus sonhos e saiba que tenho um carinho muito grande por você! Conte comigo sempre! Morganna Borges de A. Souza. Obrigada, Morgs, pela sua amizade, sinceridade e companheirismo! Por sempre me ajudar quando precisei, e por ser alguém em quem eu possa confiar! Gosto muito de você! Agradecimentos Vanessa Rahal. Obrigada, Van, pela sua amizade! Obrigada por tudo o que compartilhamos juntas, pelos experimentos na histologia, pela parceria, por sempre torcer pela gente. Você está em meu coração! Agradeço aos colegas e amigos Camila Ambrósio Dias, Gabriely Cristinne Rezende, Bruno Guandaline Cunha (Jarbas), Karina Sampaio Caiaffa, Ana Carolina, Úrsula Escalero Silva, e Caio Pavani, pelo ótimo convívio de sempre, por todas as experiências, e pelas parcerias. Agradeço àquelas que entraram posteriormente na pós-graduação, Marina Talomey Cury, Ana Maria Veiga Vasques, Marina Carminatti, Carolina de Barros M. Cardoso, Caroline Loureiro, e Flavia Alfredo Plazza. Torço para que cada uma atinja seus objetivos e alcance seus verdadeiros sonhos. Obrigada pela paciência de vocês comigo! Agradeço também ao Pedro Chaves de Oliveira, por me permitir ajudá-lo, por toda confiança depositada em mim, por todas as palavras de incentivo e carinho. Torço muito para que você seja feliz no caminho que escolheu. Conte comigo para o que precisar! Agradeço aos que estavam na pós-graduação, e que me receberam no departamento ainda como aluna de Iniciação Científica. Cristine Men, Annelise, Aguinaldo Facundo, Renata Oliveira, Mariane e Luciana Louzada. Agradeço em especial à Lu, que foi minha parceira durante meu Mestrado. Obrigada por tudo! Agradeço em especial às colegas Índia Olinta de Azevedo Queiroz e Loiane Massunari, pela parceria e por me ensinarem experimentos com cultura celular. Sou eternamente grata a vocês por isso, e por toda a paciência. Torço para que o futuro de vocês seja brilhante! Agradeço ao meu colega e amigo, Diego Valentim! Obrigada, “Inútil”, por tudo que me ajudou. Pelas vezes que em acolheu, me escutou, me aconselhou. Obrigada por tudo o que me ensinou, Agradecimentos desde a graduação, na Endodontia, e depois da pós-graduação. Obrigada por me ajudar dentro e fora do departamento. Você é muito querido para mim! Conte comigo, sempre! Agradeço às minhas amigas do departamento de Odontopediatria da FOA, em especial, à Lais Salomão Arias. Obrigada, La, por ter sido sempre uma grande parceira, seja de espetinhos, seja de disciplinas, ou de representante discente da pós-graduação. Obrigada por ter sido minha amiga na maior viagem que já fiz (IADR – San Francisco), por ter me ajudado grandemente, e por ser companheira de desabafos. Eu não tenho palavras para te agradecer por tudo! Você é muito especial! Agradeço a minha amiga, parceira, e dupla de especialização, Marcela Ito Rey, pela sua amizade, paciência e compreensão. Te admiro muito pela sua força, garra e determinação! Torço muito por você e desejo que seja muito feliz! Conte comigo sempre, amiga! Agradeço aos meus amigos que se fazem sempre presente, Cleidiel Araújo Lemos, e Fernanda Bernardi. Vocês são especiais! Obrigada pela amizade sincera e pela torcida eterna! Cada um, de sua forma, é um grande exemplo para mim. Eu os admiro e os amo MUITO! Contem comigo eternamente! Agradeço às esposas de meus professores, Milena de Oliveira, e Vanessa Braga Dezan. Vocês são pessoas extremamente queridas! Obrigada, Mi, por sempre nos receber na sua casa com tanta paciência, pelo seu alto astral, por suas conversas sempre animadas! Obrigada, Van, por se preocupar, por todos bolinhos de padaria que me deu, e por todas as vezes que abriu as portas de sua casa. Vocês ajudam aumentar os laços dentro do departamento! Obrigada por tudo! Agradeço ao professor Carlos Alberto de Souza Costa, e à professora Diana Gabriela Soares, por terem aberto as portas do departamento de Patologia da Faculdade de Odontologia de Agradecimentos Araraquara, para que eu pudesse aprender um pouco da metodologia que desenvolvem. Obrigada, professor Carlos, por ser extremamente receptivo e atencioso! Sempre tive enorme admiração pelo professor! Obrigada, professora Diana, por ser espelho a todos. Saiba que o meu grande exemplo de pós-graduanda sempre foi você! Obrigada pelas conversas, conselhos, e tudo o que me ensinou. Te admiro grandemente! E finalizo fazendo um agradecimento especial àquelas que tanto me ajudam, e que me dão o gostinho do que é ser “professor-orientador”, “minhas” alunas de Iniciação Científica, Juliana Maria de Araújo Lopes, Amanda Miyuki Terayama e Gabriela Aparecida Ramos. Obrigada por serem minhas amigas, minhas parceiras, e muitas vezes, minhas confidentes. Eu fico feliz a cada conquista de vocês e a cada crescimento que temos juntas! Vocês superam minhas expectativas, e fazem jus às bolsas de vocês, o que me deixa muito orgulhosa! Obrigada por fazerem sempre mais! Obrigada pelas palavras amigas, por torcerem por mim! Eu adoro vocês, e saibam que podem contar comigo eternamente!! Agradeço também àquelas que já finalizaram seus projetos, e que foram as “minhas” primeiras orientadas, Jéssica Galbiati, Lidiane Louzada, e Marina Carminatti. Meu aprendizado com vocês foi eterno. Deixo meus agradecimentos também aos alunos Pibic Júnior, Thalita, Leticia, Anna, Isabela, Renan e Suelen, que me trouxeram e trazem imensa alegria! Saibam que vocês moram no meu coração, e que estarei aqui para o que precisarem, sempre! “Primeiro, lembre-se de olhar para as estrelas lá no alto, e não para os seus pés lá embaixo. Depois, nunca desista do seu trabalho. O trabalho lhe dá sentido e propósito, e a vida é vazia sem isso.” Stephen Hawking BENETTI, F. Influência do peróxido de hidrogênio sobre a diferenciação celular e a mineralização do tecido pulpar após procedimento clareador. Estudo histológico e imunoistoquímico. [Tese]. Faculdade de Odontologia, UNESP - Universidade Estadual Paulista. Araçatuba. 2018. Resumo Introdução Através de modelo experimental caracterizado por nosso grupo de pesquisa, e protocolo clareador adaptado, verificamos que o peróxido de hidrogênio (H2O2) contido no gel clareador pode gerar efeitos ao tecido pulpar, que ainda não estão completamente compreendidos. Outros estudos mostram uma indução à mineralização, levando à posterior calcificação de grande parte do tecido pulpar e à formação de nódulos. Objetivos Os objetivos deste trabalho foram divididos em duas etapas: 1 – Verificar os efeitos do H2O2 na expressão de marcadores da mineralização no tecido pulpar, por meio da imunomarcação de osteocalcina (OCN) e osteopontina (OPN); e a presença de resposta celular específica ao estresse oxidativo, por meio de imunomarcação com anticorpo para espécies reativas de oxigênio (EROs); 2 – Determinar a capacidade de resposta ao estresse oxidativo gerado pelo H2O2 no tecido pulpar, por meio da imunomarcação de Heme-oxigenase-1 (HO-1); investigar os efeitos do gel clareador sobre a diferenciação odontoblástica, por meio da imunomarcação do fator de transcrição Jun-D; e a influência do estresse oxidativo gerado pelo H2O2 na identificação de células-tronco mesenquimais (CTMs) do tecido pulpar, por meio da técnica de imunofluorescência, com identificação concomitante de positividade celular para CD90, CD73, CD105 e negatividade para CD45. Materiais e métodos Foram utilizados 60 ratos Wistar que tiveram os molares superiores direitos ou esquerdos clareados com 0,01 mL de H2O2 35%, em uma aplicação de 30 minutos, de forma randomizada. Os molares do lado não clareado serviram de controle. Após 0 horas, 2, 3, 7, 15 e 30 dias (n=10), os animais foram mortos e as maxilas processadas para avaliação histológica, imunoistoquímica (OCN, OPN, EROs, HO-1 e Jun-D) e de imunofluorescência (CD90, CD73, CD105, CD45). Os resultados foram submetidos a testes estatísticos específicos (p<0,05). Resultados No tempo de 0 horas, houve necrose em toda a polpa coronária (p<0,05), e aos 2 e 3 dias, no terço oclusal (p<0,05); aos 7, 15 e 30 dias, não houve inflamação, assim como no controle (p>0,05). Dentina terciária estava presente aos 7 dias, aumentando em 15 e 30 dias (p<0,05). Em relação aos marcadores de mineralização, OCN foi ausente imediatamente após procedimento clareador, aumentando ao longo dos períodos, se tornando significativa aos 15 e 30 dias (p<0,05); OPN apresentou maior imunomarcação aos 7 e 15 dias no grupo clareado (p<0,05). A imunomarcação de EROs foi significativa em todos os terços da polpa coronária no grupo clareado aos 7 e 15 dias, e no terço cervical aos 2 e 30 dias, comparada ao controle (p<0,05). HO-1 revelou maior imunomarcação no grupo clareado nos terços médio e cervical da polpa coronária aos 2 e 3 dias, em todos os terços aos 7 dias, e no terço oclusal aos 15 dias, quando comparado ao grupo controle (p<0,05). Imunomarcação nuclear para Jun-D foi significativa no grupo clareado no terço cervical da polpa coronária aos 2 e 3 dias, e nos terços oclusal e médio aos 7 dias, quando comparado ao grupo controle (p<0,05), reduzindo nos demais períodos (p>0,05). Poucas células CD90+/CD73+/CD105+/CD45- foram observadas no tecido pulpar do grupo controle e do grupo clareado em todos os períodos de análise (p>0,05). Conclusões Pode-se concluir que: 1 – A redução da inflamação e o processo de reparo pulpar após procedimento clareador está associado com o aumento de OCN, e OPN participa durante o processo de reparo; EROs está presente no processo de defesa celular contra o estresse oxidativo decorrente do H2O2. 2 – As células pulpares apresentam capacidade de resposta ao estresse oxidativo expressando HO-1 nos períodos onde há inflamação, até o início do reparo; Jun-D é presente no tecido pulpar durante a redução do processo inflamatório e início da produção de dentina terciária; a presença de estresse oxidativo não influencia o número de células CD90+/CD73+/CD105+/CD45- identificadas in vivo no tecido pulpar. Palavras-Chave Clareação dentária, estresse oxidativo, resposta pulpar, peróxido de hidrogênio, dentinogênese, células-tronco. BENETTI, F. Influence of hydrogen peroxide on cell differentiation and mineralization of pulp tissue after bleaching. Histological and immunohistochemical study. [Thesis, PhD]. School of Dentistry, UNESP - São Paulo State University. Araçatuba, SP, Brazil. 2018. Abstract Introduction Through an experimental model characterized by our research group, and adapted bleaching protocol, we verified that the hydrogen peroxide (H2O2) of bleaching gel can generate effects on the pulp tissue, which are not yet completely understood. Studies show an induction to mineralization, leading to subsequent calcification of a large part of the pulp tissue and to the formation of nodules. Objectives The objectives of this study were divided into two stages: 1 – To verify the effects of H2O2 on the expression of mineralization markers in pulp tissue, through of immunolabelling of the osteocalcin (OCN) and osteopontin (OPN); and the presence of specific cellular response to oxidative stress, by immunolabeling with antibody to reactive oxygen species (ROS); 2 – To determine the capacity of response to oxidative stress generated by H2O2 in pulp tissue, through of immunolabelling of Heme-oxigenase-1 (HO-1); to investigate the effects of the bleaching gel on the odontoblastic differentiation, through the immunolabelling of the transcription factor Jun-D; and the influence of the oxidative stress generated by H2O2 on the identification of mesenchymal stem cells (MSCs) of the pulp tissue by the immunofluorescence technique, with the concomitant identification of cellular positivity for CD90, CD73, CD105 and negativity for CD45. Materials and methods Sixty Wistar rats were used, and the right or left upper molars were bleached with 0.01 mL of 35% H2O2, in a direct application of 30 minutes, randomly. The molars on the unbleached side served as controls. After 0 hours, 2, 3, 7, 15 and 30 days (n=10), the animals were killed and the jaws processed for histological, immunohistochemical (OCN, OPN, ROS, HO-1 and Jun- D) and immunofluorescence (CD90, CD73, CD105, CD45) analysis. The results were submitted to specific statistical tests (P<0.05). Results At 0 hours, there was necrosis throughout the coronary pulp (P<0.05), and at 2 and 3 days, in the occlusal third (P<0.05); at 7, 15 and 30 days, there was no inflammation, as well as in the control (P>0.05). Tertiary dentin was present at 7 days, increasing in 15 and 30 days (P<0.05). In relation to mineralization markers, OCN was absent immediately after bleaching procedure, increasing over the periods, becoming significant at 15 and 30 days (P<0.05); OPN has higher immunolabelling at 7 and 15 days in the bleached group (P<0.05). Immunolabelling of ROS was significant in all thirds of the coronary pulp in the bleached group at 7 and 15 days, and in the cervical third at 2 and 30 days, compared to the control group (P<0.05). HO-1 showed higher immunolabelling in the bleached group in the middle and cervical thirds of the coronary pulp at 2 and 3 days, in all thirds at 7 days, and in the occlusal third at 15 days, when compared to the control group (P<0.05). Nuclear immunolabelling for Jun-D was significant in the bleached group in the cervical third of the coronary pulp at 2 and 3 days, and in the occlusal and middle thirds at 7 days, when compared to the control group (P<0.05), reducing in the other periods (P>0.05). Low number of CD90+/CD73+/CD105+/CD45- cells were observed in the pulp tissue of the control group and the bleached group in all periods of analysis ( P>0.05). Conclusions It is concluded that: 1 – The reduction of inflammation and the pulp repair process after bleaching is associated with increased of OCN, and OPN participates during the repair process; ROS are present in the cellular defence process against oxidative stress by H2O2. 2 – The pulp cells had capacity to respond to oxidative stress expressing HO-1 in the periods where there is inflammation, until the beginning of the repair; Jun-D is present in the pulp tissue during the reduction of the inflammatory process and the beginning of the production of tertiary dentin; the presence of oxidative stress does not influence the number of CD90+/CD73+/CD105+/CD45- cells identified in vivo in the pulp tissue. Keywords dental bleaching, oxidative stress, pulp response, hydrogen peroxide, dentinogenesis, stem cells. S U M Á R I O Páginas I. Introdução e justificativa..................................................... 1 II. Objetivos............................................................................... 10 III. ARTIGO 1 ............................................................................. Presence of osteocalcin, osteopontin, and reactive oxygen species-positive cells in pulp tissue after dental bleaching 12 IV. ARTIGO 2.............................................................................. In vivo analysis of the presence of heme oxygenase-1, transcription factor Jun-D, and CD90+/CD73+/CD105+/CD45- cells in the pulp of bleached teeth 32 V. Considerações finais............................................................. 58 VI. Referências........................................................................... 60 VII. Anexo I.................................................................................. Guia para submissão dos artigos 72 VIII. Anexo II................................................................................. Certificado do Comitê de Ética no uso de animais 93 IX. Anexo III................................................................................ Carta de aceite referente ao Artigo 1 95 1 I. Introdução e justificativa Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 2 I. Introdução e justificativa A estética do sorriso tem atraído cada vez mais a atenção do público, levando a um aumento na busca pelo procedimento clareador dentário (Briso et al. 2015, Calderini et al. 2016). Apesar de ser um tratamento considerado conservador quando comparado a outras formas de tratamento para se obter dentes mais claros, esse procedimento causa alterações no tecido pulpar que ainda não estão completamente compreendidas (Seale et al. 1981, Lee et al. 2006a, Min et al. 2008, Costa et al. 2010, Cintra et al. 2013). Estudos mostraram que o peróxido de hidrogênio (H2O2), componente ativo do gel clareador, pode causar alterações morfológicas na superfície dentária, como a redução da microdureza do esmalte e aumento da rugosidade (Chen et al. 2008, Briso et al. 2015). Ainda, espécies reativas de oxigênio (EROs), liberadas a partir do H2O2, possuem a capacidade de atravessar esmalte e dentina, levando a alterações no tecido pulpar, como inflamação, diminuição da celularidade e do metabolismo celular (Seale et al. 1981, Min et al. 2008, Cintra et al. 2013, Soares et al. 2014, Cintra et al. 2016a), além de desnaturação proteica (Caviedes-Bucheli et al. 2006, Camargo et al. 2007), e necrose tecidual (Costa et al. 2010, Cintra et al. 2013, Cintra et al. 2017, Benetti et al. 2018). Em um estudo inicial, observamos que após uma sessão clareadora com alta concentração de H2O2 (3 aplicações de 15 min cada, H2O2 35%) o tecido pulpar de molares de ratos apresentava inflamação severa e áreas de necrose. Estes danos se intensificaram a medida que o número de sessões clareadoras foi aumentado (Cintra et al. 2013). Posteriormente, notamos que mesmo após intensa agressão pulpar, o tecido se apresentou organizado aos 30 dias do procedimento clareador (Cintra et al. 2016b). Entretanto, grande área da câmara pulpar estava ocupada por dentina terciária, sendo diretamente proporcional ao aumento da concentração e do tempo de aplicação do H2O2 sobre o esmalte dentário (Cintra et al. 2016b). Observa-se que as células pulpares possuem a capacidade de promoverem a formação de tecido duro após o contato com o H2O2 (Hanks et al. 1993, Lee et al. 2006b, Matsui et al. 2009). Acredita-se que em baixas doses, o H2O2 seja capaz de estimular as células a se proliferarem e executarem suas funções (Burdon et al. 1989, Burdon et al. 1995, Wiese et al. 1995, Davies 1999), atuando como um agente Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 3 de sinalização para a mitose celular (Davies 1999), com papel importante na transdução do sinal que modula o comportamento das células (Chang & Karin 2001, Forman & Torres 2001, Liu et al. 2002, Runchel et al. 2011, Wu et al. 2013). A imunomarcação do Antígeno Nuclear de Proliferação Celular (PCNA) revelou uma grande quantidade de células em proliferação no tecido pulpar de dentes clareados, principalmente nos terços mais profundos da polpa coronária (Benetti et al. 2017a). A presença de células apoptóticas no tecido pulpar também foi observada (Benetti et al. 2017a). A apoptose é crítica para o desenvolvimento dos tecidos e da recuperação destes após estímulos internos e externos (Vermelin et al. 1996, Mitsiadis & Rahiotis 2004, Mitsiadis et al. 2008). Assim, pode desempenhar papel na minimização da lesão à polpa dentária (Wu et al. 2013), e na formação de dentina terciária, durante um processo carioso, por exemplo, proporcionando espaço para a nova dentina e impedindo a ocorrência de necrose na tentativa de minimizar a inflamação (Mitsiadis et al. 2008). Ainda, observamos que as citocinas pró-inflamatórias Fator de Necrose Tumoral (TNF)-α, interleucina (IL)-6 e IL-17 (Ferreira et al. 2017, Benetti et al. 2018) participam do processo inflamatório ocorrido no tecido pulpar após clareação dentária, particularmente nos períodos iniciais. Em adição, uma quantidade significativa de células positivas para o receptor CD5, presente em todos os timócitos ou linfócitos T maduros (Lozano et al. 2000, Brown & Lacey 2010, de Wit et al. 2011), foi observada nos períodos iniciais após o procedimento clareador, permanecendo nos períodos mais tardios quando alta concentração de H2O2 foi utilizada (Benetti et al. 2018). Estes resultados nos permitem concluir que o tecido pulpar tem a capacidade de se recuperar mesmo após os danos severos gerados pelo H2O2, mas os mecanismos celulares que envolvem esse processo são pouco conhecidos, e pouco se sabe sobre as consequências a longo prazo que o H2O2 pode ocasionar ao tecido pulpar. É possível investigar in vivo o momento em que as células pulpares apresentam capacidade de defesa frente ao estresse oxidativo gerado pelo H2O2, e indiretamente, o período de permanência do estresse oxidativo no tecido pulpar. Para isso, podem ser utilizadas imunomarcação para Heme-oxigenase-1 (HO-1) e EROs. A HO-1 é uma proteína celular induzida em resposta ao estresse oxidativo, e está presente em vários mecanismos celulares reguladores, tendo função Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 4 importante na citoproteção e homeostase dos tecidos (Otterbein & Choi 2000, Cooper et al. 2007, Pae & Chung 2009). Tem capacidade de gerar monóxido de carbono (CO) para suprimir a sinalização inflamatória, e biliverdina e bilirrubina, que possuem ação antioxidante (Min et al. 2008, Pae & Chung 2009, Min et al. 2010). Foi demonstrado que monômeros de resina são capazes de estimular a expressão de HO-1 via produção de EROs em células pulpares (Schweikl et al. 2004, Chang et al. 2005, Chang et al. 2009, Eckhardt et al. 2009), e que HO-1 desempenha papel fundamental na adaptação das células da polpa dentária humana às condições de estresse (Min et al. 2006, Min et al. 2006a, Lee et al. 2007, Pi et al. 2007, Min et al. 2008, Kook et al. 2009, Lee et al. 2009). Outros estudos mostraram que HO-1 foi expressa em odontoblastos e células endoteliais após procedimento clareador em pré-molares humanos (Anderson et al. 1999). Segundo os autores, os odontoblastos da polpa coronária e células endoteliais subjacentes podem ter potencial de resposta ao estresse oxidativo aumentando a síntese de HO-1, representando uma resposta defensiva inicial, que antecedem vias inflamatórias clássicas. Assim, a expressão de HO-1 em células do tecido pulpar de dentes clareados, pode indicar que estas células estejam sofrendo estresse oxidativo, causado pela presença de EROs derivadas do gel clareador, tendo a capacidade de se adaptarem através de mecanismos para sua proteção. Ainda, a extensão de células atingidas pelas EROs liberadas pelo H2O2 também pode ser avaliada por meio de marcadores específicos de DNA de células danificadas pelas EROs, os anti-EROs. Há estudos na literatura que mostraram ser capaz a ação desses anticorpos em células atingidas pelo H2O2 (Ashok et al. 1997, Ashok et al. 1998, Mistry et al. 1999, Strollo et al. 2013), mas não encontramos estudos in vivo que avaliaram a extensão de células afetadas pelo H2O2 no tecido pulpar, após clareação dentária. Identificar estas marcações em cortes histológicos pode nos mostrar a real capacidade de penetração das EROs neste tecido e a extensão do tecido afetado após procedimento clareador. Estudos mostraram que os danos causados pelo H2O2 do gel clareador ao tecido pulpar são posteriormente reparados, com a formação de novas células odontoblastóides e extensa formação de dentina terciária (Cintra et al. 2016b, Benetti et al. 2018). Assim, pode-se supor que ocorra alterações na expressão de Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 5 proteínas envolvidas no processo de dentinogênese, como osteocalcina (OCN) e osteopontina (OPN), e na expressão de fatores de transcrição envolvidos na diferenciação odontoblástica, como por exemplo, Jun-D. Ainda, células-tronco mesenquimais (CTMs) também podem atuar neste processo de reparo. No entanto, estudos são necessários para que se compreenda os mecanismos celulares envolvidos na reparação do tecido pulpar após clareação dentária. Ao sofrer uma injúria, como por exemplo uma injúria química (caso do H2O2 do gel clareador), o tecido pulpar tem a reação defensiva de produzir dentina terciária (Torneck 1998). Quando o dano ocasionado ao tecido pulpar é leve, os próprios odontoblastos presentes no local são os responsáveis pela produção da dentina terciária, que recebe o nome de dentina reacional. Quando os danos ocorrem de forma severa, danificando os odontoblastos presentes, as células- tronco do tecido pulpar são recrutadas para a produção de novas células odontoblastóides, que respondem à injúria produzindo a dentina reparadora, o segundo sub-tipo de dentina terciária (Fitzgerald et al. 1990, Tornec 1998, Lee et al. 2006, Yuan et al. 2012). Assim, as células diferenciadas e não diferenciadas da polpa dentária podem contribuir para o processo de produção de dentina terciária (Agata et al. 2008). Vários fatores de transcrição nucleares são considerados relevantes para a osteoblastogênese (Karsenty & Wagner 2002, Colucci et al. 2011). O gene Jun-D é conhecido por ter um papel chave no controle da diferenciação de osteoblastos (McCabe et al. 1995, Colucci et al. 2011), e foi demonstrado em osteoblastos completamente diferenciados (McCabe et al. 1996). Com base nas semelhanças morfológicas e funcionais entre osteoblastos e odontoblastos (TenCate 1998), muitos pesquisadores utilizam marcadores de diferenciação osteoblástica como marcadores terminais de odontoblastos (Hirata et al. 2005). A expressão de Jun-D e osteocalcina (OCN) foi analisada na fase inicial de formação de dentina reacionária em ratos após a realização de um preparo do dente (Hirata et al. 2005), e Jun-D foi temporariamente expresso nos núcleos dos odontoblastos, em um e dois dias após o preparo. Já a OCN foi sintetizada e segregada para a matriz de dentina reacionária três dias após o preparo. Assim, a expressão de OCN está relacionada com a formação de dentina reacionária, e Jun- D está associado com a expressão de OCN em odontoblastos. Considera-se, Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 6 portanto, que Jun-D atua tanto como um fator de transcrição que controla a expressão de OCN, como um marcador de diferenciação de odontoblastos (Owen et al. 1990, Ducy et al. 1997, Kern et al. 2001). A OCN, uma das diversas proteínas da linhagem dos osteoblastos, é expressa em odontoblastos envolvidos na formação da matriz de dentina reacionária (Hirata et al. 2005). Pode ser observada nos odontoblastos, em seus processos, e na matriz de dentina, mas não em pré-dentina (Matsui et al. 2009), o que indica que seja sintetizada dentro dos odontoblastos, transportada através de seus processos, e depositada na matriz de dentina (Bronckers et al. 1985, Okabe et al. 2006, Matsui et al. 2007, Wei et al. 2007, Matsui et al. 2008). Assim, a OCN é secretada por odontoblastos maduros e recém-formados, mas não está presente na pré-dentina (Matsui et al. 2009), o que nos leva a entender que a marcação de OCN antecede a mineralização da dentina (Yao et al. 1994). Outra proteína que também desempenha papel importante nos processos que conduzem à mineralização é a osteopontina (OPN) (Matsui et al. 2009), uma glicoproteína fosforilada multifuncional (Gericke et al. 2005) presente na diferenciação dos odontoblastos, no crescimento e na regeneração óssea (Sodek et al. 2000, Matsui et al. 2009). Acredita-se que a OPN regula eventos inicias de remodelação óssea, tais como a adesão celular, o funcionamento dos osteoclastos, e a mineralização da matriz (Sodek et al. 2000). Ainda, pode ligar-se a uma grande quantidade de cálcio (Sodek et al. 2000), e, junto com a OCN, formar os cristais de hidroxiapatita (Gericke et al. 2005). Assim, tem papel não apenas na fase inicial de formação, mas também durante a calcificação da dentinogênese reparativa (Kuratate et al. 2008). Assim, a dentina formada pelo tecido pulpar após procedimento clareador é constituída em parte, por dentina reparadora, formada por células odontoblastóides recém diferenciadas, e em parte, por dentina reacional, formada pelos odontoblastos presentes nos terços médio e cervical da polpa coronária, que produziram dentina como forma de defesa ao estresse oxidativo. Com a utilização de anti-OPN, acreditamos que esta proteína poderá ser expressa antes da expressão dos marcadores Jun-D e OCN, indicando a produção de dentina reacional, e expressa também após a marcação destes, indicando a formação de dentina reparadora. Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 7 Mesmo com a expressão destes marcadores imunoistoquímicos, acreditamos que a identificação de CTMs seja necessária para auxiliar no esclarecimento dos mecanismos que envolvem a dentinogênese e a proliferação celular após estresse oxidativo ao tecido pulpar pelo procedimento clareador. Possivelmente, a menor concentração ou quantidade de H2O2 que atinge os terços médio e cervical da polpa coronária, seja capaz de ativar as células-tronco lá existentes, para que estas se diferenciem em novas células. Esta análise poderia nos levar ao entendimento de que o H2O2 do gel clareador possa ser capaz de ativar as células mesenquimais indiferenciadas em reposta ao estresse oxidativo gerado, o que levaria a um processo de reparo, mas também de envelhecimento precoce, levando a menor capacidade de reparo durante uma próxima injúria, uma vez que um grande número de CTMs, que seria utilizado durante toda a vida do elemento dentário, estaria sendo perdido (Basso et al. 2013, Soares et al. 2014). Quando odontoblastos são perdidos devido às agressões ao dente, estes podem ser substituídos por células odontoblastóides derivadas de células indiferenciadas mesenquimais, ou CTMs, que residem na polpa, e também podem ser consideradas como células-tronco da polpa dentária (DPSC) (Gronthos et al. 2000, Gronthos et al. 2002), essenciais para a homeostasia do tecido pulpar. As DPSC foram referidas como tendo uma grande capacidade de proliferação e de diferenciação (Nosrat et al. 2001, Tash et al. 2013), sendo capazes de gerar o complexo dentino-pulpar, o que conduz a sua utilização na regeneração deste complexo em aplicações clínicas durante um tratamento biológico para reparo do tecido pulpar danificado (Nakashima et al. 2004, Nakashima & Akamine 2005, Cordeiro et al. 2008, Huang 2009, Huang et al. 2009, Huang et al. 2009a). Vários estudos têm documentado o potencial osteogênico in vitro e in vivo das DPSC (Laino et al. 2005, Carinci et al. 2008, Mori et al. 2010, Liu et al. 2011, Atari et al. 2012). Outros estudos detectaram os marcadores de CTMs STRO-1, CD90, CD105 e CD146 em tecidos pulpares inflamados por meio da análise de imunoistoquímica (Alongi et al. 2010). Marcadores como CD73, CD90, CD105, também foram observados em células pulpares que entraram em contato com sistemas adesivos (Trubiani et al. 2010). Assim, nosso último objetivo é verificar se Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 8 CTMs estão presentes em tecidos pulpares que sofrem estresse oxidativo após procedimento clareador. Diversas são as abordagens para caracterizar as CTMs, dificultando a comparação entre resultados de estudos distintos (Fernandez-Vallone et al. 2013). Assim, em 2006, a Sociedade Internacional de Terapia Celular (ISCT) propôs critérios mínimos para definir CTMs humanas. Dentre estes critérios, estabeleceu- se que CTMs devem apresentar expressão para CD105, CD73 e CD90, e não expressão para, dentre outras, CD45 (Kawashima 2012, Fernandez-Vallone et al. 2013). A CD90 (Thy-1) é uma glicoproteína expressa principalmente nos leucócitos e está envolvida em interações célula-célula e célula-matriz (Rege & Hagood 2006). Vários investigadores relataram a expressão de CD90 nas DPSCs (Huang et al. 2009a, Huang et al. 2009b, Balic et al. 2010, Karaoz et al. 2010, Pivoriuunas et al. 2010). A CD73 atua como uma molécula de adesão celular e intercede a ligação de linfócitos às células endoteliais (Airas et al. 1995, Fernandez-Vallone et al. 2013). Ainda, por ser uma molécula de adesão, age como um ativador de transdução de sinal durante a interação das CTMs com os demais componentes do microambiente do estroma, favorecendo os processos de proliferação e diferenciação (Barry et al. 2001). Vários estudos relataram sua expressão em DPSCs (Alongi et al. 2010, Pivoriuunas et al. 2010, Yamada et al. 2010). Já a CD105, conhecida como endoglina, está associada com o endotélio vascular humano (Rius et al. 1998), também sendo referida como expressa nas DPSCs em alta atividade de proliferação e migração (Huang et al. 2009b, Waddington et al. 2009, Alongi et al. 2010, Lee et al. 2010, Pivoriuunas et al. 2010). Para a identificação de um marcador negativo para CTMs, podemos lançar mão da marcação de CD45, que é uma glicoproteína de superfície celular encontrada em todas as células da linhagem hematopoiética, exceto eritrócitos e plaquetas (Streuli et al. 1988, Rutz et al. 2007). Um estudo mostrou que polpas de incisivos murinos não erupcionados continham pouca marcação CD45+, e uma alta marcação CD90+/CD45-, sendo que este tecido exibiu uma rápida mineralização in vitro (Balic & Mina 2010). Essas características também foram observadas em molares humanos inclusos (Balic et al. 2010). Após erupção dos dentes, o perfil de marcação imunoistoquímica apresentou-se com maior quantidade de células Introdução e justificativa Tese de Doutorado – Francine Benetti 9 CD45+, e menor marcação para CD90+ (Balic & Mina 2010). Isso nos sugere que ambos, dentes de ratos e de humanos, apresentam maior marcação para células estaminais no momento do desenvolvimento dentário. Acreditamos que estas células voltem a se proliferar após o procedimento de clareação dentária. Assim, utilizaremos estes marcadores (CD90, CD105, CD73 e CD45) para a observação da resposta das CTMs em tecidos pulpares de dentes clareados. Depreende-se dos estudos consultados na literatura que, até o momento, os mecanismos que envolvem as células após o contato com o H2O2 não estão completamente elucidados, principalmente no que diz respeito à dentinogênese reparadora. Vários estudos foram realizados para compreender os efeitos do H2O2 sobre o tecido pulpar, entretanto, muitos destes estudos se baseiam em culturas de células manipuladas ex vivo, o que leva a limitações significativas com relação à interação celular. Uma limitação deste modelo experimental é o fato dessas células não serem analisadas junto a um tecido organizado, restringindo a análise apenas à linhagem celular utilizada. A falta de estudos in vivo, que forneça informações detalhadas a respeito dos eventos celulares e moleculares que ocorrem após o procedimento clareador, é clara. 10 II. Objetivos Objetivos Tese de Doutorado – Francine Benetti 11 II. Objetivos Os objetivos deste trabalho são: 1 – Verificar in vivo os efeitos do H2O2 do gel clareador na expressão de marcadores da mineralização no tecido pulpar, por meio da imunomarcação de osteocalcina (OCN) e osteopontina (OPN); e a presença de resposta celular específica ao estresse oxidativo, por meio de imunomarcação com anticorpo para espécies reativas de oxigênio (EROs); 2 – Determinar a capacidade de resposta ao estresse oxidativo gerado pelo H2O2 no tecido pulpar, por meio da imunomarcação de Heme-oxigenase-1 (HO-1); investigar os efeitos do gel clareador sobre a diferenciação odontoblástica, por meio da imunomarcação do fator de transcrição Jun-D; e a influência do estresse oxidativo gerado pelo H2O2 na identificação de células-tronco mesenquimais (CTMs) do tecido pulpar, por meio da técnica de imunofluorescência, com identificação concomitante de positividade celular para CD90, CD73, CD105 e negatividade para CD45. 12 III. Artigo 1 International Endodontic Journal Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 13 Presence of osteocalcin, osteopontin, and reactive oxygen species-positive cells in pulp tissue after dental bleaching Abstract Aim Apoptosis and lymphocyte-like cells are observed after tissue reorganisation and tertiary dentine formation in dental pulp previously damaged by hydrogen peroxide (H2O2). However, our understanding of the long-term effects of H2O2 is limited. This study analysed the influence of H2O2 on pulp repair through osteocalcin and osteopontin immunolabelling, and in cellular defence by using the anti-reactive oxygen species (ROS) antibody. Methodology The maxillary molars of rats were treated with 35% H2O2 (Ble group) or placebo gel (control). At 0 h and 2, 7, 15, and 30 days (n=10 hemimaxillae), the rats were killed; pulp tissue was evaluated using inflammation and immunolabelling scores (osteocalcin/osteopontin); ROS-positive cells were counted. Friedman and Dunn tests or repeated-measures ANOVA was used (P<0.05). Results The Ble group had necrosis in the coronary pulp at 0 h, and in the occlusal third of the coronary pulp at 2 days; at 7, 15, and 30 days, no inflammation was noted similar to the controls (P>0.05). Osteocalcin was absent in the Ble at 0 h, moderate at 2 days, and increased thereafter, differing from the controls at 15 and 30 days (P<0.05). Osteopontin was higher at 7 and 15 days in Ble group compared to controls (P<0.05). The Ble group had more ROS- positive cells in pulp at 7 and 15 days (P<0.05). Tertiary dentine was observed at 7 days, increasing thereafter (P<0.05). Conclusions Post-bleaching pulp repair is associated with increased osteocalcin over time. Osteopontin also participates in this process, and anti-ROS is involved in cellular defence against H2O2. Keywords Dental pulp, hydrogen peroxide, osteocalcin, osteopontin, reactive oxygen species, tertiary dentine. Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 14 Introduction Hydrogen peroxide (H2O2) is widely used in dentistry as an active component of bleaching gels, because it is an excellent auxiliary material in dental aesthetic procedures (Briso et al. 2016, Cintra et al. 2016a, Benetti et al. 2017b). However, H2O2 is known to promote tooth sensitivity, even in intact teeth (Resende et al. 2016), and can have adverse effects on pulp tissue. Several studies (Benetti et al. 2004, Soares et al. 2014, Cintra et al. 2016a) have showed that H2O2 releases reactive oxygen species (ROS), which can penetrate mineralised dental tissues and reach the pulp tissue (Costa et al. 2010, Cintra et al. 2013, Roderjan et al. 2015, Cintra et al. 2016b; 2017, Ferreira et al. 2018). The effects of this action range from inflammation, which may be minimal depending on the thickness of enamel and dentine (Kina et al. 2010, Benetti et al. 2017b), to pulp necrosis in teeth with less thick mineralised tissues (Costa et al. 2010, Cintra et al. 2013). Previous studies have considered the necrosis generated after bleaching as an irreversible process (Costa et al. 2010, Roderjan et al. 2015). However, recent studies have shown that areas of necrosis observed in the bleached molars of rats were later replaced by tertiary dentine, and that pulp tissue recovered its cellular organisation (Cintra et al. 2016b, Benetti et al. 2017a; 2018). These results were observed even in diabetic rats (Cintra et al. 2017, Ferreira et al. 2018). A study on dogs also showed initial changes in the pulp which were reversible over time (Seale et al. 1981). In vitro studies have shown that pulp cells can promote the formation of hard tissue after contact with H2O2 (Lee et al. 2006, Matsui et al. 2009). At low doses, H2O2 has been demonstrated to stimulate cell proliferation (Burdon & Rice-Evans 1989, Burdon 1995, Davies 1999, Benetti et al. 2017a), signal cell mitosis, and have an important action in cell signal transduction (Davies 1999, Chang & Karin 2001, Liu et al. 2002, Wu et al. 2013). In a previous in vivo animal study, H2O2 induced cell proliferation in the pulp tissue, mainly in the third of the coronary pulp which was exposed to a lower concentration of H2O2 (Benetti et al. 2017a). On the other hand, studies have verified the presence of CD5-positive cells (Benetti et al. 2018), which may indicate the proliferation of thymocyte-like or mature T-lymphocyte cells and B cells (Lozano et al. 2000, Brown & Lacey 2010, de Wit et al. 2011). These cells were present in the pulp even 30 days after the bleaching procedure (Benetti et al. 2018). Presence of apoptotic cells in the pulp tissue of rat molars was also Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 15 observed after the use of higher concentrations of H2O2 in the later periods, where pulp tissue was already organised (Benetti et al. 2017a). These results show that pulp tissue has the capacity to recover even after damage generated by H2O2, but the cellular mechanisms involved in this process are not fully understood. Thus, the objective of this study was to verify the effect of H2O2 in a bleaching gel on the repair process of pulp tissue over time, through the analysis of dentinogenesis markers, namely, osteocalcin and osteopontin. In addition, the study aimed to verify the period in which the cell became capable of responding to the effects of H2O2, as well as the duration of this effect, by using a specific antibody, the anti-reactive oxygen species (anti- ROS) antibody. Our hypothesis was that the effects of H2O2 contact with pulp tissue may be long lasting and may influence pulp tissue mineralisation over time, even after tissue organisation. Materials and Methods Fifty 2-month-old male Wistar albino rats (weighing approximately 280 g) were used. The sample size was established on the basis of the findings of previous studies (Cintra et al. 2013; 2016b, Benetti et al. 2017a; 2018). The animals were housed in a temperature- controlled environment (22°C ± 1°C, 70% humidity, and a 12-h light–dark cycle) and received water and food ad libitum. All animal procedures were performed in accordance with the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals of the National Institutes of Health (Bethesda, MD, USA). The experimental protocol (CEUA-01053-2015) was approved by the local Ethics Committee. Dental bleaching The animals were anaesthetised by intramuscular injections of ketamine (80 mg/kg, Ketamina Agener 10%; União Química Farmacêutica Nacional S/A, Embu-Guaçu, São Paulo, Brazil) and xylazine (10 mg/kg, Xilazin; Syntec do Brasil LTDA, Cotia, São Paulo, Brazil). After the application and photo-activation of the resinous gingival barrier (Top Dam; FGM Dental Products, Joinville, SC, Brazil), the right or left maxillary molars of the rats were randomly treated with either bleaching gel (0.01 mL; 1 application of 30 min of the 35% H2O2; Whiteness HP Maxx; FGM Dental Products, Joinville, SC, Brazil) or placebo Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 16 gel (0.01 mL; 1 application of 30 min of the thickener of the bleaching gel) (Cintra et al. 2016b). Histological and immunohistochemical analysis The rats were killed immediately (0 h) and at 2, 7, 15, and 30 days (Hirata et al. 2005, Kina et al. 2010, Cintra et al. 2013, Cintra et al. 2016b) after dental bleaching, with an overdose of an anaesthetic solution (Thiopentax; Cristália—Produtos Químicos Farmacêuticos LTDA, Itapira, São Paulo, Brazil), resulting in n=10 hemimaxillae per bleaching group and 10 hemimaxillae per control group, in each period. The right and left hemimaxillae were separated, dissected, and fixed in a solution of 4% buffered formaldehyde for 24 h. The specimens were decalcified in a 10% ethylenediaminetetraacetic acid solution for 3 months and then dehydrated, clarified, and embedded in paraffin. Serial histological sections of each specimen were selected from the point where the mesial root of the first molar was seen in all its longitudinal extension. Five-micron sections were cut in the vestibular–lingual plane and stained with haematoxylin–eosin (H.E.) or submitted to immunohistochemical analysis by using an indirect immunoperoxidase technique (Benetti et al. 2018, Ferreira et al. 2018) for osteocalcin, osteopontin, and ROS. The first blade obtained was selected for H.E. staining, and the next two for immunohistochemical analysis. This sequence was repeated, thus obtaining three blades for each staining. For immunohistochemical reactions, the histological sections were deparaffinised in xylene and hydrated in a decreasing ethanol series. Antigen retrieval was achieved by immersing the histological slides in citrate buffer solution (Antigen Retrieval Buffer; Spring Bioscience, Pleasanton, CA, USA) in a pressurised chamber (Decloaking Chamber; Biocare Medical, Concord, CA, USA) at 95°C for 10 min. The slides were rinsed with phosphate- buffered saline at the end of each stage of the immunohistochemical reaction. The histological sections were immersed in 3% H2O2 solution for 1 h and 20 min and in 1% bovine serum albumin for 12 h to block the endogenous peroxidase activity and nonspecific sites, respectively. The histological slides were divided and incubated with one of the following primary antibodies: anti-osteocalcin (primary antibody goat, SC-18319; Santa Cruz Biotechnology, Dallas, Texas, USA), anti-osteopontin (primary antibody goat, SC- 10593; Santa Cruz Biotechnology), or anti-ROS (primary antibody rabbit, orb13678; Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 17 Biorbyt Ltd., Cambridge, Cambridgeshire, UK). The primary antibodies were diluted (Antibody Diluent with Background Reducing Components; Dako Laboratories, Carpinteria, CA, USA) and placed in a moist chamber for 24 h. The histological sections were incubated with a biotinylated secondary antibody for 1 h and 30 min and were subsequently treated with streptavidin–horseradish peroxidase conjugate for 1 h and 30 min (Universal Dako Labelled Streptavidin-Biotin kit; Dako Laboratories). The slides were rinsed with phosphate-buffered saline, and the reaction was developed using the chromogen 3,3′-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB Chromogen kit; Dako Laboratories) and was counterstained with Harris’s haematoxylin or Fast Green. The negative controls consisted of specimens submitted to the procedures previously mentioned but without the primary antibodies. The analyses were performed by a single calibrated operator in a blinded manner under light microscopy (×400 magnification; DM4000 B; Leica, Wetzlar, Germany). The pulp chamber was divided into the occlusal, middle, and cervical thirds (Cintra et al. 2013, Benetti et al. 2017a), and inflammation was scored in each third as follows: 0, inflammatory cells absent or negligible in number; 1, mild inflammatory infiltrate (<25 cells per field); 2, moderate inflammatory infiltrate (between 25 and 125 cells per field); 3, severe inflammatory infiltrate (>125 cells per field); and 4, tissue necrosis (Benetti et al. 2017a; 2018). The immunolabelling of osteocalcin and osteopontin was defined as the presence of a brownish colour in the cytoplasm of the cells and extracellular matrix. Because immunolabelling of both the cells and the extracellular matrix is of great importance for study, we performed semi-quantitative analysis, which provides information on the numbers of immunolabeled cells and immunolabelling intensity of the extracellular matrix (Ferreira et al. 2018). The scores were assigned as follows (Benetti et al. 2018, Ferreira et al. 2018): 0, immunolabelling missing; 1, low standard of immunolabelling; 2, moderate standard of immunolabelling; 3, severe standard of immunolabelling; and 4, very severe standard of immunolabelling. To analyse ROS, cells that had a brown nucleus were counted in each third of the pulp chamber of each specimen, and were analysed as the number of cells per mm2 (Benetti et al. 2017a; 2018). The mean values of each third of each specimen were used for statistical analysis. Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 18 The mean of the central area of the pulp chamber and of each third of the pulp chamber was measured using an image processing software (Leica QWin V3, Leica Microsystems, Wetzlar, Germany) (Cintra et al. 2016b, Benetti et al. 2017a). By taking into account the obtained values, it was possible to calculate the reduction percentage in the central area of the pulp chamber in the treated groups considering the central area of the control group. Statistical analysis One-way repeated-measures ANOVA was used for parametrical data and Friedman repeated-measures statistical test was used for non-parametrical data. Significance was set at the level of 5% (P<0.05). Results Inflammatory infiltrate analysis The representative images of the inflammatory response are shown in Figure 1 (a-f). The pulp tissue of the control group had normal conditions, with intact coronary pulp tissue, continuous odontoblast layer around the entire pulp, and absence of inflammatory cells. Immediately after bleaching, a large area of necrosis was observed in the coronary pulp. At 2 days, the area of necrosis was present in the occlusal third of the coronary pulp, and extended to the middle third in some specimens. Severe inflammatory infiltrate underlying the area of necrosis was observed. At 7 days, the pulp tissue showed no inflammation, and odontoblastoid cells appeared around the entire coronary pulp. At 15 and 30 days, the pulp tissue was organised, and the odontoblastoid cell layer had formed. Table 1 shows the inflammatory infiltrate scores for the groups in each analysis period. The pulp tissue of the specimens analysed immediately and at 2 days after dental bleaching was different from that of the control specimens and the specimens of the bleached group analysed at 7, 15, and 30 days (P<0.05). Immunohistochemical analysis Immunolabelling of osteocalcin and osteopontin was observed in the extracellular matrix and cytoplasm of fibroblasts and odontoblast-like cells. Representative images are Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 19 shown in Figure 1 (osteocalcin, a1-f1; osteopontin, a2-f2). Table 1 shows the scores for the immunolabelling standard. Low immunolabelling of osteocalcin was observed in the control group. In the Ble group, no immunolabelling of osteocalcin was observed immediately after bleaching. After 2 days, the immunolabelling was moderate; thereafter, it increased at 7, 15, and 30 days, ranging from moderate at 7 days, to severe at 15 days, and to very severe at 30 days. A significant difference was observed between the control and Ble groups at 15 and 30 days after bleaching (P<0.05). Low standard of immunolabelling was observed for osteopontin in the control group. Immediately after bleaching, no immunolabelling was observed in the Ble group, and at 2 days, only moderate immunolabelling was observed. Immunolabelling of osteopontin increased at 7 days, where it was very severe. However, the immunolabelling reduced at 15 and 30 days after bleaching, but there was no difference compared to the immunolabelling at 7 days (P>0.05). A significant difference in relation to the control group was observed at 7 and 15 days after bleaching in the Ble group (P<0.05). Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 20 Table 1 Scores for inflammatory infiltrate and for immunohistochemical labeling of OCN and OPN, and central area of the pulp chamber (μm2) in each period of analysis Analysis Scores Groups P Cont Bleached Oh 2d 7d 15d 30d H.E. Occlusal 0 10/10 0/10 0/10 9/10 10/10 10/10 <0.001 1 0/10 0/10 0/10 1/10 0/10 0/10 2 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 3 0/10 0/10 4/10 0/10 0/10 0/10 4 0/10 10/10 6/10 0/10 0/10 0/10 Median* 0a 4b 4b 0a 0a 0a Middle 0 10/10 0/10 0/10 10/10 10/10 10/10 <0.001 1 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 0/10 2 0/10 0/10 4/10 0/10 0/10 0/10 3 0/10 0/10 5/10 0/10 0/10 0/10 4 0/10 10/10 1/10 0/10 0/10 0/10 Median* 0a 4b 3b 0a 0a 0a Cervical 0 10/10 0/10 0/10 10/10 10/10 10/10 <0.001 1 0/10 0/10 3/10 0/10 0/10 0/10 2 0/10 0/10 6/10 0/10 0/10 0/10 3 0/10 2/10 1/10 0/10 0/10 0/10 4 0/10 8/10 0/10 0/10 0/10 0/10 Median* 0a 4b 2b 0a 0a 0a OCN 0 0/10 6/10 0/10 0/10 0/10 0/10 <0.001 1 10/10 4/10 0/10 0/10 0/10 0/10 2 0/10 0/10 9/10 5/10 2/10 2/10 3 0/10 0/10 1/10 5/10 4/10 3/10 4 0/10 0/10 0/10 0/10 4/10 5/10 Median* 1ab 0a 2abc 2bc 3c 4c OPN 0 4/10 8/10 0/10 0/10 0/10 0/10 <0.001 1 6/10 2/10 3/10 0/10 0/10 2/10 2 0/10 0/10 5/10 1/10 1/10 3/10 3 0/10 0/10 2/10 2/10 8/10 5/10 4 0/10 0/10 0/10 7/10 1/10 0/10 Median* 1a 0a 2ab 4b 3b 3ab Pulp chamber area (105) Mean* (±SD) 21.89 (±1.18)a 21.78 (±2.64)a 23.79 (±4.19)a 14.18 (±9.90)b 12.30 (±5.25)b 6.65 (±2.47)c <0.001 *Different letters in the same line indicate statistically significant differences between groups. Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 21 Figure 1 Representative images of histological and immunohistochemical analyses of osteocalcin and osteopontin. Control: panoramic microscopic aspect showing normal pulp tissue, (a) cervical third of the coronary pulp with organised pulp tissue, and low immunolabelling of (a1) osteocalcin and (a2) osteopontin. 0 h: panoramic microscopic aspect of the bleached group immediately after dental bleaching, showing an extensive area of necrosis and (b) absence of cellularity and immunolabelling of (b1) osteocalcin and (b2) osteopontin. 2 days: microscopic aspect of the bleached group at 2 days with regions of necrosis and pulp disorganisation, (c) evident tissue disorganisation, and moderate immunolabelling of (c1) osteocalcin and (c2) osteopontin. 7 days: microscopic aspect of the bleached group at 7 days showing organised pulp tissue and areas of tertiary dentine, (d) cervical third of the coronary pulp with the formation of odontoblastic-like cells, (d1) moderate immunolabelling of osteocalcin, and (d2) very severe immunolabelling of osteopontin. 15 days: microscopic aspect of the bleached group at 15 days with intact pulp tissue and presence of tertiary dentine, (e) higher magnification showing pulp organisation, and severe immunolabelling of (e1) osteocalcin and (e2) osteopontin. 30 days: microscopic aspect of the bleached group at 30 days with cellular and tissue organisation, (f) absence of inflammation and deposition of tertiary dentine, (f1) very severe immunolabelling of osteocalcin, and (f2) severe immunolabelling of osteopontin (100×, 1000×: haematoxylin– eosin [H.E.]; 1000×: immunohistochemical analysis of osteocalcin and osteopontin). Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 22 Figure 2 (a, a1, a2-f, f1, f2) shows representative images of the groups in relation to the immunolabelling of ROS, as well as the number of ROS-positive cells per mm2 in each third of the coronary pulp. ROS-positive cells were absent in the control group and in the Ble group immediately after bleaching. At 2 days, the Ble group had a certain amount of immunoreactive cells, and compared to the control, their numbers were significant in the cervical third (P<0.05). However, greater immunolabelling was observed at 7 and 15 days, which was different from that in the control group in all thirds of the pulp chamber (P<0.05). At 30 days, despite the difference in relation to the control group in the cervical third (P<0.05), a small number of ROS-positive cells was observed in the Ble group. Tertiary dentine analysis Compared to the control group, the Ble group had a significant presence of tertiary dentine at 7 and 15 days after bleaching (P<0.05). This tertiary dentine gradually increased in thickness at 30 days after bleaching (P<0.05); at this time point, the pulp tissue of all the specimens was organised and showed no inflammation. Table 1 shows data on the reduction of the central area of the pulp chamber in each analysis period. Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 23 Figure 2 Representative images of immunohistochemical labelling of reactive oxygen species (ROS)-positive cells. Representative photomicrographs of the thirds of the coronary pulp of (a, a1, a2). Control without ROS-positive cells. (b, b1, b2) Bleaching groups at 0 h with no immunolabelled cells; (c, c1, c2) at 2 days with more ROS-positive cells in the cervical third; (d, d1, d2) at 7 days and (e, e1, e2) at 15 days with greater immunolabelling; and (f, f1, f2) at 30 days with lesser immunolabelling (immunolabelling of ROS: 1000×). The graph (g) shows the counts of ROS-positive cells, expressed as the number of cells per mm2, and statistical analysis. Different superscript lowercase letters indicate statistically significant differences between groups at each third of the coronal pulp (P<0.05). Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 24 Discussion This study evaluated in vivo the influence of H2O2 on the mineralisation and response capacity of pulp tissue of Wistar rats over time, and found that H2O2 induces the expression of osteocalcin and osteopontin in pulp tissue. The study also showed that the number of ROS-positive cells increased when these markers began to appear more intensely, as well as when the formation of tertiary dentine became significant. Thus, the hypothesis of the study was confirmed. Some in vitro studies have previously shown the effects of H2O2 on the mineralisation and differentiation of different cell lines. The MDPC-23 odontoblast-like cell line treated with 0.2 and 0.3 mmol/L H2O2 for 14 days showed a significant increase in extracellular matrix mineralisation, number of calcification nodules, and alkaline phosphatase activity, indicating an alteration in the initial stage of odontoblast differentiation (Lee et al. 2006). The authors suggest a favourable H2O2 effect on odontoblasts to increase the capacity of dentine production (Lee et al. 2006). These effects were contrary to those on MC3TC-E1 pre-osteoblastic cells in which cell differentiation was inhibited (Lee et al. 2006). Human dental pulp cells had initial reduction in the expression of odontoblastic markers and deposition of mineralised nodules after the application of H2O2 in artificial pulp chambers; however, the groups with a lower application time of H2O2 showed similar mineralisation to the control group during the 21-day period (Soares et al. 2015). These results agree with those of the present study regarding the immunolabelling of osteocalcin and osteopontin, whose expressions were inhibited after the initial contact with H2O2, but were expressed later. This fact shows that the dental pulp can recover and respond with an increase in these markers, which accelerate the process of dentinogenesis. However, osteocalcin expression increased over time, whereas osteopontin expression was greater at 7 and 15 days and reduced over time. A previous study showed that a higher amount of osteocalcin was also expressed later than that of osteopontin in cell cultures after contact with minimal concentrations of H2O2 (Matsui et al. 2009). A significant importance of in vitro studies is their ability to demonstrate response of specific cell types to a material. However, in vivo studies allow the analysis of simultaneous reactions in an organised tissue with different cell types acting together in the response of that tissue to the aggressor agent (Cintra et al. 2016b). In our study, we could observe that significant levels Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 25 of osteocalcin and osteopontin expression were associated with the period in which the deposition of tertiary dentine was also observed. Osteocalcin is a protein of the osteoblast lineage that is observed in odontoblasts involved in the formation of reactionary dentine (Hirata et al. 2005). Osteocalcin can also be observed in extensions of odontoblasts (Matsui et al. 2009), indicating that it is synthesised within the odontoblasts, transported through their processes, and deposited in the dentine matrix (Bronckers et al. 1985, Matsui et al. 2007, Wei et al. 2007, Matsui et al. 2008). However, this protein was not observed in pre-dentine (Matsui et al. 2009). In the present study, osteocalcin was present in the cytoplasm of fibroblasts and odontoblasts mainly in the period between 15 and 30 days. In contrast, immunolabelling of osteocalcin was negligible in the cytoplasm of odontoblast-like cells during differentiation at 7 days. In a previous study, osteocalcin was observed in the initial phase of reactionary dentine formation in rats after tooth preparation (Hirata et al. 2005) and was synthesised and secreted to the reactionary dentine matrix 3 days after preparation. As greater osteocalcin expression was observed at 30 days in the present study, we believe that the production of dentine is still active in the later periods and is related to the presence of newly differentiated mature odontoblast-like cells, which produce the dentine matrix. Although Matsui et al. (2009) have shown a decrease in osteocalcin after its greater expression, we must consider that seeded cells tend to die after a certain period, which could have influenced their results. Thus, in vivo studies analysing the pulp at later periods than the present study may clarify the period in which the expression of osteocalcin still remains in the pulp tissue after bleaching. Another important protein in the processes that lead to tissue mineralisation is osteopontin (Matsui et al. 2009), a multifunctional phosphorylated glycoprotein expressed by a wide variety of tissues and cells (Gericke et al. 2005), and present in the differentiation of odontoblasts, growth, and bone regeneration (Sodek et al. 2000, Matsui et al. 2009). Osteopontin has been shown to regulate early bone remodelling events, such as cell adhesion, osteoclast functioning, and matrix mineralisation (Sodek et al. 2000). Moreover, osteopontin can interact with a large amount of calcium (Sodek et al. 2000) and with osteocalcin, forming crystals of hydroxyapatite (Gericke et al. 2005). Thus, it plays a role not only in the initial formation phase, but also during the calcification of reparative dentinogenesis (Kuratate et al. 2008). Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 26 In this study, greater osteopontin immunolabelling occurred at 7 days after bleaching, at which time osteocalcin has not yet been expressed significantly compared to that in the control group. Thus, the greater expression of osteopontin before osteocalcin may suggest the presence of reactionary dentine, formed by odontoblasts, that resisted the effects of bleaching. The subsequent production of osteocalcin may suggest the formation of reparative dentine produced by newly differentiated mature odontoblast-like cells. Studies have shown that pulp cells under oxidative stress, resulting from contact with H2O2 from the bleaching gel, were able to proliferate significantly over time, recovering their viability around 3-4 times, 3 days after bleaching (Soares et al. 2014). Benetti et al. (2017a) demonstrated in vivo cell proliferation in the pulp after bleaching, which was higher in the presence of lower H2O2 concentrations. In the present study, we evaluated cell reactivity against oxidative stress by using a specific marker, anti-ROS. Previous studies have shown the action of these antibodies on H2O2-affected cells (Ashok et al. 1997; 1998, Strollo et al. 2013), but no in vivo studies have evaluated the moment when the cells of the pulp tissue affected by H2O2 are able to react after dental bleaching. We can observe that in the immediate period after contact with H2O2, the cells do not present reactivity to ROS, which occurs significantly in the cervical third of the coronary pulp at 2 days, in the other thirds at 7 and 15 days, and thereafter reducing by 30 days. This shows that the cellular reactivity to oxidative stress occurs during the initial period of repair of the pulp tissue, when the inflammation decreases. Excessive production of ROS is considered an important factor in the formation of various disease-causing substances (Matsui et al. 2009). However, authors have suggested that small amounts of ROS have biodefense roles, in addition to enhancing the proliferative effect and differentiation of cells (Ueda et al. 1996, Schmitt et al. 2006, Matsui et al. 2007). Although ROS have been reported to cause tissue damage, such as apoptosis (Han et al. 2008, Benetti et al. 2017a), necrosis (Costa et al. 2010, Cintra et al. 2013), inflammation (Seale et al. 1981, Costa et al. 2010, Cintra et al. 2013, Ferreira et al. 2018, Benetti et al. 2018), or tissue aging (Cintra et al. 2017), they have also been found to have a more complex role in cell physiology (Scandalios 2005, Lee et al. 2006, Matsui et al. 2007, Matsui et al. 2009). The responsiveness of pulp tissue to oxidative stress and cell proliferation (Soares et al. 2014, Benetti et al. 2017a) and induction to the formation of hard tissue corroborates with these findings. However, high concentrations of H2O2 used during bleaching can cause Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 27 extreme damage to the pulp tissue; therefore, it is important that the healthy pulp is not affected by H2O2, since its aging can be accelerated. In addition, cytokines such as interleukin-6 and interleukin-17 (Soares et al. 2015, Benetti et al. 2018, Ferreira et al. 2018) and tumour necrosis factor-α (Soares et al. 2015, Ferreira et al. 2018) are involved in the response of the pulp to the bleaching gel and decrease over time; however, CD5-positive cells, associated with a chronic inflammatory process, are observed for even long periods after dental bleaching with high concentrations of H2O2 (Benetti et al. 2018). In Europe, the minimum concentrations of H2O2 for use in dental bleaching have been determined (The Council of The European Union 2011). The findings of this study suggest that although the necrosis caused by high concentrations of H2O2 may be reversible, pulp tissue suffers consequences that may extend in the long term, such as increased hard-tissue production, which may suggest a process of calcification of the pulp over time. Results observed in rat teeth cannot be extrapolated directly to the clinical setting (Cintra et al. 2016b). However, animal studies are very important in understanding the mechanism of repair of pulp tissue. Longitudinal studies in humans would be required to verify possible accelerated calcification over time. Nevertheless, these results reinforce that dental bleaching should be performed with caution, as it may result in adverse sequelae in the pulp tissue. Future studies, such as those analysing stem cell markers, for example, may help in understanding the effects of H2O2 on the pulpal response of bleached teeth. Conclusion The repair process of the pulp tissue after bleaching is associated with the increase of osteocalcin over time. Osteopontin also participates in this process, and ROS is involved in the cellular defence process against oxidative stress induced by H2O2. Conflict of Interest The authors have stated explicitly that there are no conflicts of interest in connection with this article. Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 28 Acknowledgement This research was supported by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP (n. 2015/10825-2) and Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq (n. 455943/2014-1). References Ashok BT, Ahmad J, Ali R (1998) Immunochemical detection of oxidative DNA damage in cancer and aging using anti-reactive oxygen species modified DNA monoclonal antibody. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology 30, 1367-77. Ashok BT, Ahmad J, Qadri A, Ali R (1997) Anti-ROS-DNA monoclonal antibody as molecular probe for oxidative DNA damage. Biochemistry and Molecular Biology International 43, 1219-29. Benetti AR, Valera MC, Mancini MNG, Miranda CB, Balducci I (2004) In vitro penetration of bleaching agents into the pulp chamber. International Endodontic Journal 37, 120- 4. Benetti F, Gomes-Filho JE, Ferreira LL, et al. (2017a) Hydrogen peroxide induces cell proliferation and apoptosis in pulp of rats after dental bleaching in vivo: Effects of the dental bleaching in pulp. Archives of Oral Biology 22, 103-9. Benetti F, Lemos CAA, de Oliveira Gallinari M, et al. (2017b) Influence of different types of light on the response of the pulp tissue in dental bleaching: a systematic review. Clinical Oral Investigations. In press. doi: 10.1007/s00784-017-2278-9. Benetti F, Gomes-Filho JE, Ferreira LL, et al. (2018) Concentration-dependent effect of bleaching agents on the immunolabeling of interleukin-6, interleukin-17, and CD5- positive cells in the dental pulp. International Endodontic Journal. doi: 10.1111/iej.12891.. Briso AL, Fagundes TC, Gallinari MO, Moreira J, de Almeida L, Rahal V, Gonçalves RS, Santos PD (2016) An in situ study of the influence of staining beverages on color alteration of bleached teeth. Operative Dentistry 41, 627-33. Bronckers AL, Gay S, Dimuzio MT, Butler WT (1985) Immunolocalization of gamma- carboxyglutamic acid-containing proteins in developing molar tooth germs of the rat. Collagen and Related Research 5, 17–22. Artigo 1. Benetti et al. Tese de Doutorado – Francine Benetti 29 Brown MH, Lacey E (2010) A Ligand for CD5 is CD5. Journal of Immunology 185, 6068– 74. Burdon RH (1995) Superoxide and hydrogen peroxide in relation to mammalian cell proliferation. Free Radical Biology and Medicine 18, 775-94. Burdon RH, Rice-Evans C (1989) Free radicals and the regulation of mammalian cell proliferation. Free Radical Research Communication 6, 345-8. Chang L, Karin M (2001) Mammalian MAP kinase signaling cascades. Nature 410, 37–40. Cintra LT, Benetti F, Facundo ACS, et al. (2013) The number of bleaching sessions influences pulp tissue damage in rat teeth. Journal of Endodontics 39, 1576-80. Cintra LT, Benetti F, Ferreira LL, et al. (2016a) Penetration capacity, color alteration and biological response of two in-office bleaching protocols. Brazilian Dental Journal 27, 169-75. Cintra LT, Benetti F, Ferreira LL, et al. (2016b) Evaluation of an experimental rat model for comparative studies of bleaching agents. Journal Applied of Oral Science 24, 95-104. Cintra LT, Ferreira LL, Benetti F, et al. (2017) The effect of dental bleaching on pulpal tissue response in a diabetic animal model. International Endodontic Journal. 50, 790-8. Costa CA, Riehl H, Kina JF, Sacono NT, Hebling J (2010) Human pulp responses to in- office tooth bleaching. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology and Endodontics 109, e59-64. Davies KJ (1999) The broad spectrum of responses to oxidants in proliferating cells: A new paradigm for oxidative stress. IUBMB Life 48, 41–7. de Wit J, Souwer Y, van Beelen AJ, et al. (2011) CD5 costimulation induces stable Th17 development by promoting IL-23R expression and sustained STAT3 activation. Blood 118, 6107-14. Ferreira LL, Gomes-Filho JE, Benetti F, Carminatti M, Ervolino E, Briso ALF, Cintra LT (2018) The effect of dental bleaching on pulpal tissue response in a diabetic animal model: Immunoregulatory cytokines study. International Endodontic Journal 51, 347- 6.. Gericke A, Qin C, Spevak L, et al. (2005) Importance of phosphorylation for osteopontin regulation of biomineralization. Calcified Tissue International 77, 45–54. Han YH, Kim SZ, Kim SH, Park WH (2008) Pyrogallol as a glutathione depletor induces apoptosis in HeLa cells. International Journal of