Células do Periósteo em Microgravidade Aliviam a Osteoporose
As células do periósteo são capazes de diversos feitos biológicos.
Além disso, elas também podem gerar medicamentos que aliviam os problemas da osteoporose.
O segredo: colocá-las sob microgravidade simulada num dispositivo conhecido como clinostato. Ou seja, não precisa ir ao espaço sideral. Tudo pode ser feito no planeta Terra.
Para nossos pacientes, num futuro não muito distante, o tratamento da osteoporose será aprimorado.
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Terapia usando células do periósteo cultivadas em microgravidade ou seu secretoma melhoram o osso em ratas osteoporóticas: estudo prova de conceito
Autores
Raul Canal
José Ricardo Muniz Ferreira
Sergio Alexandre Gehrke
Lexie Shannon Holliday
Antonio Carlos Aloise
Thaís Russomano
Marlise Araújo dos Santos
Giovana Gonçalves Vidotti
Fernanda Carla Bombaldi de Souza
Renata Francielle Bombaldi de Souza
André Ferrão Vargas
Daniel Navarro da Rocha
Paulo Henrique Orlato Rossetti
Peter Karyen Moy
Roberto Dalto Fanganiello
André Antonio Pelegrine
Resumo
Trabalhos recentes sugerem que células do periósteo (CPs) cultivadas em microgravidade simulada apresentam propriedades preditas como pró osteogênicas. Isso tem implicações importantes para o tratamento da osteoporose. O presente estudo tem como objetivo avaliar o desempenho dessa tecnologia para aprimorar o tratamento da osteoporose. Sessenta ratas osteoporóticas (12 por grupo) receberam doses únicas intravenosas de: bisfosfonato (Grupo Controle Positivo – GCP); solução salina (Grupo Controle Negativo – GCN); CPs cultivadas sob microgravidade simulada (POCMG), ou secretoma de CPs cultivadas sob microgravidade simulada (PSMG). Em um Grupo Controle (GC), foram realizadas cirurgias SHAM. Metade dos animais foi eutanasiada após 14 dias (T1) e a outra metade após 42 dias. Os fêmures direitos foram submetidos à microCT (para mensuração do tecido mineralizado e da espessura do osso cortical) e à análise histomorfométrica (para mensuração de tecido ósseo, tecido colágeno e espaço medular). Os fêmures esquerdos foram submetidos à análise molecular para perfil de expressão gênica de marcadores do metabolismo ósseo e reguladores do turnover ósseo. Em T1, o tecido mineralizado foi equivalente entre GCP, POCMG, PSMG e GC, e todos esses grupos apresentaram níveis significativamente maiores quando comparados ao GCN (p < 0,05). Em T2, o GCN apresentou o menor tecido mineralizado (p < 0,05), seguido por POCMG, PSMG, GCP e GC. Não houve diferença significativa entre GCP e PSMG, entre GC e GCP e entre POCMG e PSMG. O PSMG apresentou placa cortical mais espessa quando comparado ao GCN, ao GCP e ao GC (p < 0,05), e equivalente quando comparado ao POCMG. A histomorfometria não mostrou diferença entre os momentos para tecido ósseo, tecido colágeno e espaço medular em todos os grupos. Para a comparação intergrupos, a análise histomorfométrica mostrou menor nível de tecido ósseo e maior medida de espaço medular para o GCN quando comparado aos demais grupos (p < 0,05). Para o tecido colágeno, não foi demonstrada diferença estatisticamente significativa entre todos os grupos. A análise molecular não mostrou diferença estatística entre os grupos. O uso de CPs cultivadas sob microgravidade e de seu secretoma melhorou a quantidade de tecido mineralizado em ratas osteoporóticas. Os efeitos do secretoma sobre o ganho ósseo foram equivalentes aos dos bisfosfonatos, e o secretoma apresentou resultados superiores na melhora da espessura do osso cortical.
Palavras-chave: osteoporose, osteogênese, periósteo, células-tronco, microgravidade simulada, secretoma
Therapy using periosteal cells cultivated in microgravity or their secretome improves bone in osteoporotic rats: a proof-of-concept study
Abstract
Recent work suggests that periosteal cells (PCs) cultivated in simulated microgravity have properties predictedto be pro-osteogenic. This has important implications for the treatment of osteoporosis. The present study aims to evaluate the performance of this technology for improving osteoporosis treatment. Sixty osteoporotic rats (12 per group) received single intravenous doses of: bisphosphonate (Positive Control Group–PCG); saline solution (Negative Control Group–NCG); PCs cultivated under simulated microgravity (POCMG), or secretome of PCs cultivated under simulated microgravity (PSMG). In a Control Group (CG), SHAM surgeries were performed. Half of the animals were euthanized after 14 days (T1) and the other half after 42 days. The right femurs were submitted to microCT (for mineralized tissue and cortical bone thickness measurement) and to histomorphometric analysis (for bone, collagen tissue and medullary space measurement). The left femurs were submitted to molecular analysis for gene expression profiling of bone metabolism markers and regulators of bone turnover. At T1, mineralized tissue was equivalent among PCG, POCMG, PSMG and CG and all these groups had significantly higher levels when compared with NCG (p < 0.05). At T2, NCG had the lowest mineralized tissue (p < 0.05), followed by POCMG, PSMG, PCG and CG. There was no significant difference between PCG and PSMG, between CG and PCG and between POCMG and PSMG. PSMG had a thicker cortical plate when compared with NCG, PCG and CG (p < 0.05), and equivalent when compared with POCMG. The histomorphometry showed no difference between timepoints for bone, collagen tissue and medullary space in all groups. For the intergroup comparison, the histomorphometric analysis showed a lower level of bone tissue and higher measurement of medullary space for NCG when compared with the other groups (p < 0.05). For collagen tissue, no statistically significant difference was shown between all groups. The molecular analysis showed no statistical difference among groups. The use of PCs cultivated under microgravity and their secretome improved mineralized tissue amount in osteoporotic rats. The effects of the secretome on bone gain were equivalent to those of bisphosphonates, and the secretome showed superior results in improving cortical bone thickness.
Keywords: Osteoporosis, Osteogenesis, Periosteum, Stem cells, Simulated microgravity, Secretome
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