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Title in Portuguese: Papel do estresse oxidativo e de vias pró-inflamatórias na osteonecrose dos maxilares induzida por bisfosfonatos em ratos
Author: Ferreira Júnior, Antonio Ernando Carlos
Advisor(s): Alves, Ana Paula Negreiros Nunes
Keywords: Osteonecrose da Arcada Osseodentária Associada a Difosfonatos
Fator de Necrose Tumoral alfa
Ácido Zoledrônico
Difosfonatos
Estresse Oxidativo
Issue Date: 5-Feb-2020
Citation: FERREIRA JÚNIOR, A. E. C. Papel do estresse oxidativo e de vias pró-inflamatórias na osteonecrose dos maxilares induzida por bisfosfonatos em ratos. 2020. 10 f. Tese (Doutorado em Odontologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: Os bisfosfonatos são medicamentos comumente utilizados no tratamento de desordens ósseas e pincipalmente no tratamento de metástases ósseas durante a terapia antineoplásica. Como efeito adverso, esses fármacos são associados com o desenvolvimento de Ostequimionecrose dos Maxilares associada a Bisfosfonatos (OMB), uma condição de difícil tratamento que apresenta patogênese pouco esclarecida. Sugerese, entretanto, que mecanismos inflamatórios possam estar associados, com aumento da expressão de citocinas e participação de grupos celulares imunes específicos. Dessa forma, constitui objetivo do presente trabalho delinear vias de mediadores próinflamatórios incluindo a participação do estresse oxidativo na patogênese da OMB experimental. Para isso, foram utilizados 54 ( 6 por grupo) ratos Wistar machos (180-220g) submetidos a quatro injeções venosas semanais de solução salina estéril ou ácido zoledrônico (AZ) 0,20 mg/kg, associadas ou não ao bloqueio das vias de TNF-α (infliximabe 0,5 mg/kg), iNOS (aminoguanidina 50 mg/kg) e COX-2 (celecoxibe 16 mg/kg). Os mesmos foram submetidos à exodontia do primeiro molar inferior esquerdo (dia 49). Após 70 dias, foi realizada a eutanásia, onde foram removidos e pesados os órgãos (fígado, baço, rins e estômago) e as mandíbulas dos animais. Essas últimas foram hemisseccionadas (lados esquerdo e direito) e submetidas às análises radiográfica, histológica, histomorfométrica (contagem de polimorfonucelares, mononucelares, número de lacunas de osteócitos vazias e osteoclastos) e imuno-histoquímica para os marcadores COX-2, Fator de Necrose Tumoral alfa (TNF-α), Interleucina(IL)-1β, IL-6, Caspase-3, RANK, RANKL e OPG pelo método da estreptavidina-biotina-peroxidase. Verificaram-se, também, os níveis de Mieloperoxidase (MPO), Nitrito/nitrato, Glutationa e Malanoaldeído. Radiograficamente o grupo salina apresentou a área no sítio de exodontia reparada ao final do período experimental, já nos grupos tratados com ácido zoledrônico, os valores obtidos de área radiolúcida foram superiores ao grupo salina (p<0,001), obtendo assim áreas sugestivas de osteonecrose que se mantiveram sem diferenças mesmo entre os diferentes bloqueios adicionados posteriormente (p=0,098). Após análise histomorfométrica, o número de neutrófilos no grupo salina (3±1) foi significantemente menor ao do grupo ácido zoledrônico (373±85) (p<0,05). Os animais co-tratados com aminoguanidina apresentaram redução significante do número de neutrófilos (140±18) em relação ao grupo AZ (p<0,05). Em adição, o mesmo grupo tratado com aminoguanidina (233±12) aumentou o número de mononucelares em relação ao grupo tratado somente com AZ (168±29). O número de osteoclastos em apoptose e lacunas de osteócitos vazias não demonstraram diferenças após os diferentes bloqueios. Na análise imunohistoquímica, o grupo ácido zoledrônico demonstrou aumento significativo na expressão de TNF-α (p<0,001), IL-1β (p<0,001), IL-6 (p=0,007), iNOS (p=0,003), COX-2 (p=0,003), NF-κB (p<0,001), RANKL (p=0,020), OPG (p=0,001), TRAP (p<0,001) e Caspase-3 (p=0,001) em relação ao grupo salina. Além disso, foram visualizadas, também, maiores dosagens de MPO (p<0,005), Glutationa (p=0,025) e Malanoaldeído (p=0,027) no grupo AZ em relação ao grupo salina. Após os bloqueios, foi visualizado diminuição significativa, em relação ao grupo tratado com AZ, da expressão de IL-1 no grupo co-tratado com tocilizumabe (p=0,021), de IL-6 no grupo co-tratado com tocilizumabe (p=0,041), de TNF- α no grupo co-tratado com infliximabe (p<0,001), de iNOS no grupo co-tratado com aminoguanidina (p=0,042) e de COX-2 nos grupos co-tratados com aminoguanidina (p=0,012) e celecoxibe (p=0,038), sem diferenças significativas para a expressão de NF-κB entre todos os grupos que receberam AZ (p=0,091). Com isso, conclui-se que os bloqueios parciais de TNF- α, IL-6 e COX-2 através de infliximabe, tocilizumabe e celecoxibe, respectivamente, não interferiram nas características radiográficas e histológicas da OMB. Entretanto, o bloqueio do estresse oxidativo através da administração da aminoguanidina, alterou aspectos celulares inflamatórios (relação polimorfonucelares/mononucleares), contudo sem repercussão no número de células osteclásticas com sinais de apoptose ou lacunas de osteócitos vazias.
Abstract: Bisphosphonates are drugs commonly used in the treatment of bone disorders and mainly in the treatment of bone metastases during antineoplastic therapy. As an adverse effect, these drugs are associated with the development of bisphosphonate-associated jaw ostechionecrosis (OMB), a difficult-to-treat condition with poorly understood pathogenesis. However, it is suggested that inflammatory mechanisms may be associated with increased cytokine expression and participation of specific immune cell groups. Thus, the objective of the present study is to delineate proinflammatory mediators pathways including the participation of oxidative stress in the pathogenesis of experimental OMB. Fifthy-four (Six per group) Male Wistar rats (180-220g) were submitted to four weekly venous injections of sterile saline or zoledronic acid (AZ) 0.20 mg / kg, associated or not with blockade of TNF-α (infliximab 0,5 mg / kg), iNOS (aminoguanidine 50 mg / kg) and COX-2 (celecoxib 16 mg / kg). Subsequently, they were submitted to left lower first molar extraction (day 49). After 70 days, euthanasia was performed, where the organs (liver, spleen, kidneys and stomach) and jaws of the animals were removed and weighed. The latter were hemisected (left and right sides) and submitted to radiographic, histological, histomorphometric analysis (polymorphonucellar, mononucellar count, number of empty osteocyte and osteoclast gaps) and immunohistochemistry for the markers COX-2, Tumor Necrosis Factor. Alpha (TNF-α), Interleukin (IL) -1β, IL-6, Caspase-3, RANK, RANKL and OPG by the streptavidin-biotin-peroxidase method. Myeloperoxidase (MPO), Nitrite / nitrate, Glutathione and Malanoaldehyde levels were also verified. As a result, radiographically the saline group presented the area at the repaired extraction site at the end of the experimental period, whereas the groups treated with zoledronic acid, the values obtained from the radiolucent area were significantly higher than the saline group (p <0.001), thus obtaining areas suggestive of osteonecrosis without differences even between the different blocks (p = 0.098). After histomorphometric analysis, the number of neutrophils in the saline group (3 ± 1) was significantly lower than in the zoledronic acid group (373± 85) (p <0.05). The animals co-treated with aminoguanidine showed a significant reduction in the number of neutrophils (140 ± 18) in relation to the AZ group (p <0.05). In addition, the same aminoguanidine-treated group (233 ± 12) increased the number of mononucellars compared to the AZ-treated group alone (168 ± 29). The number of apoptotic osteoclasts and empty osteocyte gaps showed no differences after the different blocks. In immunohistochemical analysis, the zoledronic acid group showed significant increase in TNF-α (p <0.001), IL-1β (p <0.001), IL-6 (p = 0.007), iNOS (p = 0.003), COX- 2 (p = 0.003), NF-κB (p <0.001), RANKL (p = 0.020), OPG (p = 0.001), TRAP (p<0.001) and Caspase-3 (p = 0.001) relative to the saline group. In addition, higher dosages of MPO (p <0.005), Glutathione (p = 0.025) and Malanoaldehyde (p = 0.027) were also observed in the AZ group compared to the saline group. After blockade, a significant decrease was seen in the AZ-treated group for IL-1 expression in the tocilizumab cotreated group (p = 0.021), for IL-6 in the tocilizumab co-treated group (p = 0.041), TNF-α in the infliximab co-treated group (p <0.001), iNOS in the aminoguanidine co-treated group (p = 0.042) and COX-2 in the aminoguanidine (p = 0.012). ) and celecoxib groups (p = 0.038), with no significant differences for NF-κB expression among all groups receiving AZ (p = 0.091). Thus, it was concluded that partial blockages of TNF-α, IL-6 and COX-2 through infliximab, tocilizumab and celecoxib, respectively, did not interfere with the radiographic and histological characteristics of OMB. However, the blockade of oxidative stress through the administration of aminoguanidine, altered inflammatory aspects present (polymorphonucellar / mononuclear ratio), but without repercussion in the number of cells with apoptosis signs or empty osteocyte gaps.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51142
metadata.dc.type: Tese
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