Bisfosfonatos e implantodontia: efeito de inibidores de metaloproteinases da matriz em modelo in vitro - Cardoso, Laís Medeiros [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
O uso de bisfosfonatos (BFs) é indicado para o tratamento de doenças ósseas neoplásicas e metabólicas, controlando a reabsorção do tecido ósseo. Esses medicamentos apresentam alta capacidade de adesão aos tecidos mineralizados e, a partir de um evento traumático e/ou inflamatório, podem ser liberados. A instalação de implantes dentais osseointegrados em pacientes em tratamento com BF é controversa, pois a indução de um evento traumático no local pode desencadear áreas de osteonecrose. A super-expressão de enzimas metaloproteinases da matriz (MMPs) por células da mucosa oral e osteoblastos em contato com bisfosfonatos, também pode interferir negativamente na osseointegração e formação do selamento biológico dos implantes. Assim, a modulação da atividade das MMPs poderia favorecer tais eventos teciduais. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial de dois inibidores de MMPs – Proantocianidinas (PA) (extrato natural da semente de uva Vitis vinífera) e Naringenina (NA) (sintética), no controle da síntese e atividade dessas enzimas por fibroblastos gengivais humanos (HGF) e osteoblastos (Ob; Saos-2) cultivados sobre superfícies de titânio e tratados com o BF ácido zoledrônico (AZ). Discos de titânio foram individualmente acondicionados em placas de cultura de células, e sobre estes, foram cultivados HGF ou Ob em meio de cultura DMEM + 10% de soro fetal bovino (SFB) por 24 horas. Em seguida, as células foram tratadas com concentração não citotóxica de PA ou NA, previamente definida, por 24 horas, seguido da adição do AZ (5 μM) em DMEM sem SFB. Após diferentes períodos de contato, foram avaliadas a adesão e proliferação celular (microscopia de fluorescência direta), síntese de MMP-2 e MMP-9, bem como dos inibidores teciduais de metaloproteinases (TIMP)-1 e TIMP-2 (ELISA) e atividade gelatinolítica (zimografia in situ). A capacidade de mineralização pelos Ob foi avaliada por meio da atividade de fosfatase alcalina (ALP) após 7 dias de cultura. Os dados foram analisados pelos testes one-way ANOVA e Tukey post-hoc (α = 0,05). O tratamento com AZ prejudicou a adesão e proliferação celular, além de aumentar a síntese (p < 0,05) e a atividade das MMPs; o pré-tratamento com os flavonoides controlou os efeitos gelatinolíticos induzidos pelo AZ, regulando negativamente a síntese e atividade de MMPs (p < 0,05) por HGF e Ob, além de favorecer a adesão e proliferação dessas células. Para HGF, o pré-tratamento com NA e PA não regulou positivamente a síntese de TIMP após exposição ao AZ (p > 0,05); para Ob, o TIMP-2 foi regulada positivamente (p < 0,05) pelos flavonoides, seguido de exposição ao AZ. A atividade de ALP em Ob foi marcadamente diminuída pelo AZ e o pré-tratamento com NA modulou levemente esse efeito (p < 0,05). Portanto, o pré-tratamento com os flavonoides investigados promove resultados interessantes na modulação dos efeitos deletérios do AZ, favorecendo a adesão e proliferação celular, regulando negativamente a síntese e atividade de MMP-2 e MMP-9 por HGF e Ob e regulando positivamente o TIMP-2 por Ob.

Bisphosphonates (BPs) are used to treat neoplastic and metabolic bone diseases, controlling bone tissue resorption. These medications have high adhesion capacity to mineralized tissues and, from a traumatic and/or inflammatory event, can be released. Osseointegrated dental implants installation in patients undergoing BP treatment is uncertain, since a local traumatic event induction may trigger areas of osteonecrosis. Overexpression of matrix metalloproteinases (MMPs) enzymes by oral mucosal cells and osteoblasts in contact with bisphosphonates may also negatively interfere with osseointegration and biological sealing of dental implants. Thus, modulation of MMPs activity could improve such tissue events. The aim of this study was to evaluate the potential of two MMPs inhibitors – Proanthocyanidins (PA) (natural grape seed extract from Vitis vinifera) and Naringenin (NA) (synthetic), on controlling of these enzymes synthesis and activity by human gingival fibroblasts (HGF) and osteoblasts (Ob; Saos-2) seeded on titanium surfaces and treated with zoledronic acid (ZA) BP. Titanium discs were individually placed on cell culture plates, and HGF or Ob were seeded on the discs in DMEM culture medium + 10% fetal bovine serum (FBS) for 24 hours. Then, the cells were treated with non-cytotoxic concentration of PA and NA, previously defined, for 24 hours, followed by the addition of ZA (5 μM) in DMEM serum free. After different time-points of ZA contact, cells adhesion and proliferation (direct fluorescence microscopy), synthesis of MMP-2 and MMP-9, as well as tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP)-1 and TIMP-2 (ELISA), and gelatinolytic activity (in situ zymography) by HGF and Ob were evaluated. Ob mineralization capacity was assessed by alkaline phosphatase (ALP) activity after 7 days of culture. Data were analyzed using one-way ANOVA and Tukey post-hoc tests (α = 0.05). The treatment with ZA impaired cell adhesion and proliferation, as well as increased the synthesis (p < 0.05) and activity of MMPs; the pre-treatment with flavonoids controlled the gelatinolytic effects induced by ZA, negatively regulating the synthesis and activity of MMPs (p < 0.05) by HGF and Ob, moreover, cells adhesion and proliferation was favored by flavonoids pre-treatment. For HGF, the pre-treatment with NA and PA did not upregulate TIMP synthesis after exposure to ZA (p > 0.05); for Ob, TIMP-2 was upregulated (p < 0.05) by flavonoids, followed by exposure to ZA. ALP activity in Ob was markedly decreased by ZA and NA pre-treatment slightly modulated this effect (p < 0.05). Therefore, the pre-treatment with the investigated flavonoids promotes interesting results in modulating the deleterious effects of ZA, favoring cell adhesion and proliferation, downregulating the synthesis and activity of MMP-2 and MMP-9 by HGF and Ob and upregulating TIMP- 2 by Ob.
Bisphosphonates and implantodontology: effect of matrix metalloproteinases inhibitors in in vitro model
Keywords: Fibroblastos; Osteoblastos; Ácido zoledrônico; Implantes dentários; Metaloproteinases da matriz; Flavonoides; Fibroblasts; Osteoblasts; Zoledronic acid; Dental implants; Matrix metalloproteinases; Flavonoids