Efeitos in vivo e in vitro da cafeína sobre a diferenciação osteogênica das células tronco mesenquimais e atividade de síntese de osteoblastos e condrócitos de ratos

• Autor(a) principal: Amanda Maria Sena Reis
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SMOC-AKHP3D
• topic: Osteoblastos; Células tronco mesenquimais; Cafeína; Ratos; Condrócitos; Rato como animal de laboratório; Cafeina; Células-tronco; Patologia veterinária

A cafeína é um alcaloide ativo que pode causar danos aos tecidos ósseo e cartilaginoso desde a formação do esqueleto na vida pré-natal até a vida adulta. Esse composto passa para a prole através da placenta e do leite, causando redução da formação e do crescimento ósseo. A hipótese deste estudo é que as células tronco mesenquimais (CTMs), os osteoblastos e os condrócitos, responsáveis por originar o esqueleto, possam ser alvos da cafeína. Para tentar elucidar os mecanismos celulares e moleculares pelos quais a cafeína atua sobre essas células, foram realizados quatro experimentos distintos. O objetivo foi avaliar o efeito da cafeína sobre a diferenciação osteogênica das CTMs da medula óssea (experimento 1), atividade de síntese de osteoblastos da calvária (experimento 2) e a atividade de síntese de condrócitos (experimento 3), extraídos da prole de ratas mães que receberam 25, 50 e 100mg/Kg de cafeína durante a gestação (experimento 2 e 3) ou durante a gestação e lactação (experimento 1). No quarto experimento, o objetivo foi avaliar o efeito de diferentes concentrações de cafeína, adicionadas ao meio de cultura, sobre a atividade de síntese de condrócitos extraídos de ratos neonatos. No primeiro e segundo experimentos, foram avaliados a viabilidade celular, a atividade da fosfatase alcalina, a síntese de colágeno e de nódulos mineralizados e a expressão dos transcritos gênicos para osteocalcina, osteopontina, sialoproteína óssea, fosfatase alcalina, colágeno tipo I e Runx-2 por qRT-PCR. No terceiro e quarto experimentos, foram avaliados a viabilidade celular e a atividade de síntese por meio de análises citoquímicas, morfométricas e da quantificação dos transcritos gênicos para Sox-9, Runx-2, agrecano, colágeno tipo II e fosfatase alcalina por qRT-PCR. Os dados dos quatro experimentos foram submetidos a ANOVA com comparação das médias pelo teste SNK. Diferenças foram consideradas significativas se p0,05. Nas CTMs, as doses de 50 e 100mg/Kg de cafeína reduziram a atividade da fosfatase alcalina em todos os períodos estudados e a expressão de colágeno tipo I aos 21 dias. A expressão dos transcritos gênicos para fosfatase alcalina, Runx-2 e sialoproteína óssea e a síntese dos nódulos mineralizados reduziu em todas as doses de cafeína (experimento 1). Os osteoblastos extraídos de filhos de ratas que receberam cafeína na dose de 50mg/Kg durante a gestação apresentaram aumento da síntese de transcritos gênicos para osteocalcina, osteopontina, sialoproteína óssea, fosfatase alcalina e colágeno tipo I, resultando em aumento da síntese de nódulos mineralizados (experimento 2). Nas culturas de condrócitos de todos os grupos tratados com cafeína os efeitos não foram lineares ou dose-dependentes. As culturas de condrócitos extraídos dos grupos tratados com a dose de 25 mg/Kg foram as que apresentaram os menores valores, com redução da viabilidade e da porcentagem de células, da atividade da fosfatase alcalina, da síntese de colágeno e de matriz condrogênica, bem como da expressão de Sox-9, fosfatase alcalina e colágeno tipo I. Culturas de condrócitos do grupo tratado com 50 mg/Kg de cafeína apresentaram redução da síntese de colágeno e da expressão de Sox-9. A dose de 100 mg/Kg reduziu a síntese de colágeno, bem como a expressão de Sox-9 e de fosfatase alcalina (experimento 3). In vitro, a cafeína reduziu significativamente e de forma dose-dependente a redução do MTT em cristais de formazan, a porcentagem de células/campo, a síntese de colágeno, a atividade da fosfatase alcalina e a síntese de matriz condrogênica PAS+, safranina O+, alcian blue+, bem como a expressão dos transcritos gênicos para agrecano, Sox-9 e colágeno tipo II (experimento 4). Conclui-se que os efeitos da cafeína são variáveis de acordo com sua ação in vivo ou in vitro, com sua concentração ou dose e com o tipo de célula sob a qual ela esteja atuando. De forma geral, os efeitos in vivo da cafeína sobre as células tronco e os condrócitos e o efeito in vitro sobre os condrócitos é negativo e danoso, enquanto que seus efeitos in vivo sobre os osteoblastos, nas mesmas doses testadas sobre as CTMs e os condrócitos, são contrários, aumentando a viabilidade e a atividade de síntese dessas células.