Mecanismos genéticos e celulares envolvidos na perda dentária e estratégias de prevenção - Leme, Kamila Sauer Veiga [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A promoção e manutenção da saúde bucal sempre foram desafios para a odontologia. Devido à complexidade dos tecidos orais e da microbiota, mesmo com o avanço de técnicas e materiais, o desfecho pode ser a perda dentária derivada principalmente de cáries e doença periodontal, além de doenças sistêmicas como o diabetes. Todos esses processos geram resposta inflamatória, com aumento do estresse oxidativo que intensifica o envelhecimento precoce dos tecidos de suporte e sustentação do dente. Assim sendo, o controle de processos inflamatórios e do desbalanço oxidativo são importantes para prevenção da senescência celular e para melhoria da saúde dentária. A senescência celular, caracterizada pela parada irreversível da proliferação, é usualmente precedida pelo estado de pré-senescência, o qual é tipificado pela alteração da morfologia e metabolismo celular e pelo acúmulo de danos no DNA. Apesar do campo de pesquisa sobre senescência celular estar evoluindo rapidamente, há questões ainda não completamente elucidadas, especialmente com relação à progressão de mudanças que ocorrem em células primárias levando à indução da senescência e culminando na morte celular. Tecnologias emergentes e a padronização de metodologias estão proporcionando melhor compreensão sobre essa interação intrincada e certamente resultarão em estratégias mais eficazes para prevenir a senescência e os distúrbios relacionados. Portanto, no contexto geral, este estudo buscou estabelecer uma metodologia para auxiliar no melhor entendimento dos mecanismos ou marcadores que caracterizam o estado de pré-senescência em células de tecidos de sustentação dos dentes, e avaliar alternativas para reduzir as alterações e retardar o processo de envelhecimento celular. Assim, utilizando o modelo de pré-senescência induzida pelo H2O2 e tendo como base a premissa de que o estresse oxidativo pode ser reduzido pela ação de agentes antioxidantes, este estudo objetivou investigar se os compostos metformina e própolis poderiam atuar como moduladores do processo de senescência em células tronco mesenquimais de polpa e do ligamento periodontal humanas. Para isso, foram isoladas por digestão enzimática e caracterizadas com anticorpos monoclonais de superfície (CD105, CD90, CD45 e CD34) as células tronco mesenquimais humanas da polpa dental (HDPSCs) e do ligamento periodontal (HPLSCs) e avaliados a cinética do ciclo, proliferação e migração celular, taxas de células senescentes e apoptóticas, alterações mitocondriais (massa e potencial de membrana) e no DNA, além do perfil de expressão de genes de vias de autofagia (ATG7), apoptose (BCL2, TP53), senescência (GLB1) e metabolismo energético celular (PGC-1α). Primeiramente, os dados evidenciaram o aumento na atividade lisossomal (aumento da atividade da β-galactosidase) e mudanças no tamanho e morfologia das células (dois dos principais biomarcadores de senescência celular), confirmando a eficácia do modelo experimental utilizando o H2O2 para a indução de pré-senescência. Posteriormente, os resultados mostraram que a metformina e a própolis reduziram a atividade dos lisossomos, a quantidade de danos primários no DNA, além de induzir maior expressão dos genes TP53 e BCL2 e menor do PGC-1α. Concluindo, nossos achados indicaram que a metformina e a própolis podem criar condições favoráveis para a redução de alterações celulares as quais poderiam promover a transição do estado de pré-senescência para a parada persistente do ciclo, retardando, assim, o envelhecimento e a morte celular.

The promotion and maintenance of oral health have always been challenges for dentistry. Because of the complexity of oral tissues and microbiota, even with advancements in techniques and materials, the outcome may be tooth loss mainly due to caries and periodontal disease, along with systemic conditions such as diabetes. All these processes generate an inflammatory response, with increased oxidative stress that accelerates the premature aging of the supporting tissues of the tooth. Thus, controlling inflammatory processes and oxidative imbalance is important for preventing cellular senescence and enhancing dental health. Cellular senescence, defined by the irreversible arrest of proliferation, is usually preceded by the pre-senescence state, which is characterized by changes in cellular morphology and metabolism and the accumulation of DNA damage. Although the field of research on cellular senescence is growing rapidly, there are still questions that have not been fully elucidated, especially regarding the progression of changes that occur in primary cells leading to the induction of senescence and culminating in cell death. Emerging technologies and the standardization of methodologies are providing a better understanding of this intricate interaction and will certainly result in more effective strategies to prevent senescence and related disorders. In general, the purpose of this study was to establish a methodology for better understanding the mechanisms or markers that characterize the pre-senescence state in tooth-supporting tissues, as well as to evaluate alternatives for reducing changes and delaying the cellular aging process. Thus, using the H₂O₂-induced pre-senescence model the premise that antioxidants can reduce oxidative stress, this study aimed to investigate whether metformin and propolis could act as modulators of the senescence process in human pulp and periodontal ligament mesenchymal stem cells. Enzymatic digestion was used to isolate human dental pulp stem cells (HDPSCs) and periodontal ligament (HPLSCs), which were then characterized using surface monoclonal antibodies (CD105, CD90, CD45, and CD34). The kinetics of the cell cycle, proliferation and migration, senescent and apoptotic cell rates, mitochondrial changes (mass and membrane potential), and DNA, in addition to the gene expression profiles of autophagy (ATG7), apoptosis (BCL2, TP53), senescence (GLB1) and cellular energy metabolism (PGC-1α) pathways were evaluated. Firstly, the data showed an increase in lysosomal activity (increased β-galactosidase activity) and changes in cell size and morphology (two primary biomarkers of cellular senescence), so validating the effectiveness of the experimental model using H₂O₂ for the induction of pre-senescence. Subsequently, the results showed that metformin and propolis reduced lysosomal activity, the amount of primary DNA damage, and induced increased expression of the TP53 and BCL2 genes and decreased expression of PGC-1α. In conclusion, our findings indicated that metformin and propolis can create favorable conditions for the reduction of cellular alterations that could promote the transition from the pre-senescence state to persistent cycle arrest, thus delaying aging and cell death.
Genetic and cellular mechanisms involved in tooth loss and prevention strategies
Keywords: Senescência; Metformina; Própolis; Células tronco dentárias