Regulação de metaloproteinases da matriz pela força mecânica e ativação de receptores tipo Toll em fibroblastos do ligamento periodontal humano

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Tese de doutorado

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Marcus Vinicius Melo de Andrade
Ricardo Santiago Gomez
Monica Maria Demas Alvares Cabral
Paulo Eduardo Alencar de Souza
Elio Hideo Baba

Resumo

A aplicação de força no ligamento periodontal é capaz de induzir a produção de mediadores inflamatórios e remodelamento tecidual objetivando a movimentação dentária. As metaloproteinases (MMPs) podem ser reguladas pela aplicação de forças mecânicas, porém, não se sabe qual o papel de receptores tipo Toll (TLRs) nessa resposta. Falhas no tratamento ortodôntico podem advir da aplicação de força ortodôntica no paciente que apresenta periodontite resultando em reabsorções patológicas do tecido periodontal. O trabalho visa estudar os mecanismos envolvidos na produção e secreção de MMPs em culturas de fibroblastos derivados do ligamento periodontal humano. Culturas primárias foram submetidas à centrifugação (141 x g por 30 min), simulando a força ortodôntica agindo sobre as células, e à estimulação de receptores tipo Toll (TLR2 e TLR4) com LPS e Pam3CYS. A atividade de MMP-2 e as expressões das MMPs 1, 2, 3, 8, 9, 10, e 13, dos TIMPs 1, 2 e 4, de IL-1 e TNF-, de ERK 1 e 2, p38, JNK, IRAK 1 e NFB foram medidas por zimografia, antibody array, ELISA e western blotting. Observou-se aumento na atividade de MMP-2 nas culturas que foram estimuladas por centrifugação associadas à estimulação de TLR2 e TLR4. As expressões de MMP-1, MMP-3 e MMP-10 também aumentaram nas culturas submetidas ao mesmo estímulo. A co-estimulação dos receptores tipo Toll associada à estimulação mecânica também aumentaram a fosforilação de p38, JNK e NF-B. Estes achados sugerem que força ortodôntica simulada e a ativação de TLRs durante a aplicação de força mecânica em culturas de fibroblastos do ligamento periodontal humano aumentam a atividade e a expressão das MMPs, que são reguladas pelas vias do p38, JNK e NF-B

Abstract

The use of mechanical force is the main planed event during the orthodontic treatment aiming to produce tooth movement. MMPs are known to play a key role during this treatment leading to periodontal tissue remodeling and, therefore, tooth movement. It is known that MMPs may be induced by mechanical forces, but it is not clear if the isolated activation of TLRs in periodontal fibroblasts may regulate the effects of the mechanical force. This force may be overestimated in the treatment of patients presenting periodontal bacterial infection what may lead to over absorption of the periodontal tissue and, consequently, treatment failure. To study this possibility, we submitted primary cultures of human periodontal fibroblasts to centrifugation in the presence of LPS and Pam-3-cys, known TLR 2 and 4 respective ligands. The expression of MMP-1, -2, -3, -8, -9, -10, -13, TIMP-1, -2, -4, TNF-, IL-1, ERK 1/2, p38, JNK, IRAK 1, NF-B and the activity of MMP-2 were measured by antibody array, ELISA, western blotting and gel zymography. We observed no increase in cell death associated to the simultaneous stimuli used in this study. As expected, the activity of MMP 2 was increased in cell cultures treated by a combination of LPS and Pam-3-cys. Interestingly, this combination reversed the inhibitory effect of centrifugation in the activity of MMP2. The activation of TLRs associated to centrifugation also induced na increase in the expression of MMP-1, -3, -10, phospho p38, phospho JNK and phospho NF-B without an increase in TIMPs. These findings suggest that MMPs may also be regulated by TLRs activation during the application mechanical forces in isolated cultures of periodontal ibroblasts via p38, JNK and NF-B pathways.

Assunto

Receptores Toll-Like, Metaloproteinases da matriz, Estresse Mecânico, Fibroblastos

Palavras-chave

Receptores Toll-Like, Metaloproteinases da matriz, Estresse Mecânico, Fibroblastos

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