Biological profile of nanohydroxyapatite particles on isolated and co-cultured osteoblastic and endothelial cells

• Autor(a) principal: Oliveira, Raquel Marinho Rodrigues
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/2842
• topic: Células endoteliais; Nanopartículas; Tecido ósseo; Regeneração; Co-culturas

A nano-hidroxiapatite (nanoHA) tem inúmeras aplicações em estratégias de reparação e regeneração do tecido ósseo. A maioria dos trabalhos publicados, a propósito do perfil biológico da nanoHA, baseia-se em filmes, compósitos, estruturas densas ou porosas, ou cimentos compostos por nanopartículas de HA. No entanto, existe um défice evidente em relação à avaliação biológica de nanopartículas isoladas de HA. Considerando a estreita associação entre os processos de angiogénese e osteogénese nos eventos de formação óssea, este estudo pretende abordar o perfil biológico das nanopartículas de HA em monoculturas e co-culturas de células osteoblásticas e endoteliais. No presente estudo, as nanopartículas de HA, sintetizadas por método hidrotermal, foram caracterizadas por XRD, análise FTIR e TEM. Os estudos biológicos in vitro foram realizados utilizando culturas isoladas e co-culturas de células osteoblásticas humanas MG-63 (103 cell cm-2) e células endoteliais microvasculares dérmicas humanas (HDMEC, 2x104 cell cm-2), em meio de cultura endotelial. As culturas foram mantidas por 14 dias na ausência (controlo) e na presença de nanopartículas em diferentes concentrações. As nanopartículas de HA (1-100 μg ml-1) foram adicionadas às células em cultura em dois momentos diferentes: ao dia 1 e ao dia 7. Para as partículas adicionadas ao dia 1: as culturas foram caracterizadas nos dias 2, 7 e 14; para as partículas adicionadas ao dia 7: as culturas foram avaliadas aos dias 8(7) e 14(7), para os padrões de viabilidade/proliferação celular (MTT) e de crescimento celular (CLSM), assim como para a internalização das partículas e a sua cinética dentro dos compartimentos celulares (TEM). Os resultados obtidos demonstraram que as monoculturas de células MG-63 e HDMEC, na ausência de nanopartículas, apresentaram alta viabilidade celular e o esperado padrão de crescimento celular. Para além disso, as co-culturas controlo apresentaram alta viabilidade celular e a formação de aglomerados de células osteoblásticas rodeadas por células endoteliais. A presença de nanopartículas de HA promoveu um aumento dose-dependente na viabilidade/proliferação celular dos osteoblastos, no entanto resultados opostos foram encontrados nas culturas de HDMEC. Já nas co-culturas o padrão de viabilidade/proliferação celular apresentou um vi ligeiro aumento. As partículas eram facilmente internalizadas por ambos os tipos celulares, contudo as células endoteliais apresentaram uma maior percentagem de vesículas intracelulares carregadas com nanopartículas. As co-culturas de células osteoblásticas e endoteliais apresentaram menor internalização de partículas, em comparação com as respectivas monoculturas. Os efeitos descritos, causados pela presença de nanopartículas de HA, foram mais significativos quando estas eram adicionadas no início da cultura. Os resultados obtidos sugerem que as nanopartículas de HA têm capacidade de modular o comportamento das células osteoblásticas e endoteliais, afectando também a interacção entre estes dois tipos celulares, apresentando-se como um biomaterial promissor para novas estratégias utilizadas pela engenharia de tecido ósseo.