Tumor necrosis factor α, and agonist and antagonists of cannabinoid receptor type 1 and type 2 alter the immunophenotype of stem cells from human exfoliated deciduous teeth

ABSTRACT Objective To verify the involvement of the endocannabinoid system in the immunomodulatory profile of stem cells from human exfoliated deciduous teeth, in the presence or absence of TNF-α, and agonist and antagonists of CB1 and CB2. Methods Stem cells from human exfoliated deciduous teeth were cultured in the presence or absence of an agonist, anandamide, and two antagonists, AM251 and SR144528, of CB1 and CB2 receptors, with or without TNF-α stimulation. For analysis of immunomodulation, surface molecules linked to immunomodulation, namely human leukocyte antigen-DR isotype (HLA-DR), and programmed death ligands 1 (PD-L1) and 2 (PD-L2) were measured using flow cytometry. Results The inhibition of endocannabinoid receptors together with the proinflammatory effect of TNF-α resulted in increased HLA-DR expression in stem cells from human exfoliated deciduous teeth, as well as, in these cells acquiring an anti-inflammatory profile by enhancing the expression of PD-L1 and PD-L2. Conclusion Stem cells from human exfoliated deciduous teeth respond to the endocannabinoid system and TNF-α by altering key immune response molecules

Produção de hidrogel para reconstrução de cartilagens com potencial aplicação em saúde humana e animal

The increase in life expectancy and, consequently, the aging of the world population are accompanied by an increase in the number of joint diseases, such as osteoarthritis. Osteoarthritis is a degenerative disease of extracellular matrix components, with a palliative treatment strategy and without cure until now. In this scenario, tissue engineering becomes a potential area for the development of new osteoarthritis treatments, since its main purpose is to recover tissue in a degenerative process through the use of synthetic or biological biomaterials. For this reason, the present study aims to establish a decellularization protocol for later production of a biomaterial (hydrogel) derived from an extracellular matrix of cartilaginous tissue. Also, to evaluate the chondrogenic induction capacity of this matrix in conditioned medium. For this purpose, the hyaline cartilages of bovine tracheas were subjected to two different physical-chemical treatments to remove cellular content. Quantification of DNA content, biochemical and morphological analyzes were performed in order to assess the efficiency and quality of the developed protocol. For the evaluation of the induction of chondrogenic differentiation, morphologyical analysis and proliferation rate were performed. The first protocol was able to significantly remove the DNA content (approximately 62.5%) without altering the amount of glycosaminoglycans in the matrix. However, type II collagen showed alteration in its fibrillar suprastructure and significant reduction when exposed to the decalcifying agent for longer (approximately 65.2% and 55.9%). The second decellularization protocol was able to significantly remove the DNA content of chondrocytes (approximately 91.96%) without changing the amount of glycosaminoglycans and type II collagen in the cartilaginous matrix. However, type II collagen showed changes in its fibrillar suprastructure. The decellularized extracellular matrix was able to induce the differentiation of stem cells from human exfoliated deciduous teeth in culture observed by the morphological change (from spindle to spherical shape) and its proliferation increased when in the presence of lesser matrix. Therefore, the protocols developed for decellularization of bovine tracheal cartilage were able to reduce the DNA content without losing essential components of the extracellular matrix and with potential application in tissue engineering in the treatment of osteoarthritis. In addition, the matrix showed good biocompatibility with the stem cells under study, stimulating the differentiation of these stem cells to cells similar to chondrocytes, without commercial chemical inducers, needing further study to characterize this differentiation and its long-term proliferation.O aumento da expectativa de vida e, consequentemente, o envelhecimento da população mundial estão acompanhados do aumento no quadro de doenças articulares, como a osteoartrose. Osteoartrose é uma doença degenerativa dos componentes da matriz extracelular, com estratégia de tratamento paliativo e sem cura até o momento. Nesse cenário, a engenharia de tecidos torna-se uma potencial área para o desenvolvimento de novos tratamentos da osteoartrose, uma vez que sua principal finalidade é recuperar o tecido em processo degenerativo através do uso de biomateriais sintéticos ou biológicos. Por esse motivo, o presente estudo tem como objetivo estabelecer um protocolo de descelularização para posterior produção de um biomaterial (hidrogel) derivado de matriz extracelular de tecido cartilaginoso. Ainda, avaliar a capacidade de indução condrogênica dessa matriz em meio condicionado. Para isso, as cartilagens hialinas de traqueias bovinas foram submetidas a dois diferentes tratamentos físico-químicos para remoção de conteúdo celular. Quantificação do conteúdo de DNA, análises bioquímicas e morfológicas foram realizadas a fim de avaliar a eficiência e a qualidade dos protocolos desenvolvidos. Já para a avaliação da indução da diferenciação condrogênica foram feitas análise morfológica e taxa de proliferação. O primeiro protocolo foi capaz de remover significativamente o conteúdo de DNA (aproximadamente 62,5%) sem alterar a quantidade de glicosaminoglicanos da matriz. Contudo, o colágeno tipo II apresentou alteração em sua supraestrutura fibrilar e redução significativa quando exposto por mais tempo ao agente descalcificante (aproximadamente 65,2% e 55,9%). O segundo protocolo de descelularização foi capaz de remover significativamente o conteúdo de DNA dos condrócitos (aproximadamente 91,96%) sem alterar a quantidade de glicosaminoglicanos e de colágeno tipo II da matriz cartilaginosa. Ainda assim, o colágeno tipo II apresentou alteração na sua supraestrutura fibrilar. A matriz extracelular descelularizada foi capaz de induzir a diferenciação de células-tronco da polpa de dente decíduo humano em cultura observada pela alteração morfológica (de forma fusiforme para esférica), sendo sua proliferação aumentada quando na presença de menores quantidades de matriz. Diante disso, os protocolos desenvolvidos para descelularização de cartilagem de traqueia bovina foram capazes de reduzir o conteúdo de DNA sem a perda de componentes essenciais da matriz extracelular e com potencial aplicação na engenharia de tecidos no tratamento da osteoartrose. Além disso, a matriz mostrou boa biocompatibilidade com as células-tronco em estudo, estimulando a diferenciação destas células-tronco a células semelhantes à condrócitos, sem indutores químicos comerciais, necessitando aprofundar o estudo e a caracterização dessa diferenciação, bem como sua proliferação em longo prazo.PROQUALI (UFJF