Fluoride effect in the secretory-stage enamel organic extracellular matrix of mice

Orientador: Sergio Roberto Peres LineDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: A fluorose dentária é caracterizada por manchas no esmalte dentário devido a hipomineralização causada pela ingestão crônica de flúor durante o desenvolvimento dos dentes. O flúor parece interferir diretamente na formação da matriz do esmalte dentário. Estudos demonstraram que a matriz orgânica do esmalte dentário na fase secretória é birrefringente quando analisada em microscopia de luz polarizada, demonstrando que esta matriz possui uma ordenação supramolecular e que alterações genéticas e ambientais que afetam a estrutura do esmalte também afetam a organização supramolecular da matriz orgânica do esmalte dentário. Neste trabalho foi proposto analisar o efeito do flúor na maturação e organização supramolecular da matriz em linhagens de camundongos A/J, CBA e DBA/2 que possuem diferentes suscetibilidades à fluorose e sua associação com níveis sistêmicos de flúor no plasma, nos ossos e na urina. O efeito do flúor na matriz orgânica do esmalte dentário foi estudado através das análises de birrefringência e de absorbância de cortes histológicos corados com Ponceau SS. Noventa e seis camundongos (32 da linhagem A/J, 33 da linhagem CBA e 31 da linhagem DBA/2) foram aleatoriamente divididos em três grupos (0, 11.25 e 45 ppm de flúor adicionados à água de beber) e submetidos a um tratamento de 49 dias. O método do eletrodo específico foi usado para determinar as concentrações de flúor nos ossos, plasma e urina. Foram utilizadas: microscopia de polarização para analisar a birrefringência da matriz orgânica do esmalte e microscopia de luz para determinar a absorbância desta matriz. Como resultado, foi observado menor efeito do flúor na birrefringência no grupo 11.25 ppmF da linhagem A/J. Também nesta linhagem foram notadas maiores alterações de tonalidade no esmalte maduro nos grupos 11.25 e 45 ppmF. Entretanto, as maiores concentrações de flúor nos ossos e no plasma foram encontradas nos animais da linhagem DBA/2 tratados com 11.25 e 45 ppmF. O flúor não causou alteração na quantidade de proteína da matriz do esmalte durante a fase secretória. Conclusão: A linhagem mais suscetível a fluorose dentária foi a A/J, devido às alterações mais evidentes no esmalte maduro. No entanto, a matriz orgânica do esmalte na fase secretória foi menos afetada nesta linhagem do que nas demais. O flúor promoveu uma alteração na organização supramolecular da matriz orgânica do esmalte dentário na fase secretória, visto que este composto causou uma diminuição na birrefringência sem ocasionar uma redução significativa na quantidade de proteínas presentes na matriz. A linhagem A/J, mesmo sendo a mais suscetível à fluorose dentária, apresentou menores concentrações plasmática e óssea de flúorAbstract: Dental fluorosis is characterized by alterations in the aspect of mature enamel due to hypomineralization, it is caused by chronic ingestion of fluoride during tooth development. Fluoride seems to influence on formation of enamel organic matrix. Previous studies have shown that the organic extracellular matrix of the enamel secretory phase is birefringent, evidencing the presence of an ordered supramolecular structure, and that the birefringence can be altered by genetical and environmental factors that also affect mature enamel. The aim of this work was to analyse the effect of fluoride on the matrix maturation and supramolecular organization in A/J, CBA and DBA/2 mice strains and its association to fluoride systemic levels in plasma, bones and urine. There are different patterns of susceptibility to fluorosis among these strains. The effect of fluoride on enamel organic matrix was studied by birefringence and absorbance analysis of Ponceau SS stained sections. Ninety six mice (32 A/J strain, 33 CBA strain and 31 DBA/2 strain) were randomly distributed in three groups (0, 11.25 and 45 ppm of fluoride in drinking water) submitted to a 49-days treatment. Fluoride levels in bones, plasma and urine were determined by F specific electrode. Polarizing microscopy was used to analyse the birefringence of enamel organic matrix and light microscopy was used to determinate the matrix absorbance. As result, 11.25 ppmF group of A/J strain showed least effect of fluoride on birefringence. Colouring alterations were observed in the mature enamel on 11.25 and 45 ppmF groups of A/J strain. However, 11.25 and 45 ppmF groups of DBA/2 strain presented highest levels of fluoride in bones and plasma. Fluoride did not change the protein amount of enamel matrix during secretion stage. Conclusion: A/J strain was the most susceptible to dental fluorosis because it showed more alterations in the mature enamel. However, enamel organic matrix of A/J strain was the least affected during the secretion phase. Fluoride promoted a change in the supramolecular organization of enamel organic matrix during the secretion stage. This compound caused a birefringence decrease without causing a significant reduction on matrix protein amount. A/J strain, even being the most susceptible to dental fluorosis, showed the lowest levels of fluoride in plasma and bonesMestradoHistologia e EmbriologiaMestre em Biologia Buco-Denta

Transcriptome profile of highly osteoblastic/cementoblastic periodontal ligament cell clones

Heterogeneous cell populations of osteo/cementoblastic (O/C) or fibroblastic phenotypes constitute the periodontal dental ligament (PDL). A better understanding of these PDL cell subpopulations is essential to propose regenerative approaches based on a sound biological rationale. Objective: Our study aimed to clarify the differential transcriptome profile of PDL cells poised to differentiate into the O/C cell lineage. Methodology: To characterize periodontal-derived cells with distinct differentiation capacities, single-cell-derived clones were isolated from adult human PDL progenitor cells and their potential to differentiate into osteo/cementoblastic (O/C) phenotype (C-O clones) or fibroblastic phenotype (C-F clones) was assessed in vitro. The transcriptome profile of the clonal cell lines in standard medium cultivation was evaluated using next-generation sequencing technology (RNA-seq). Over 230 differentially expressed genes (DEG) were identified, in which C-O clones showed a higher number of upregulated genes (193) and 42 downregulated genes. Results: The upregulated genes were associated with the Cadherin and Wnt signaling pathways as well as annotated biological processes, including “anatomical structure development” and “cell adhesion.” Both transcriptome and RT-qPCR showed up-regulation of WNT2, WNT16, and WIF1 in C-O clones. Conclusions: This comprehensive transcriptomic assessment of human PDL progenitor cells revealed that expression of transcripts related to the biological process “anatomical structure development,” Cadherin signaling, and Wnt signaling can identify PDL cells with a higher potential to commit to the O/C phenotype. A better understanding of these pathways and their function in O/C differentiation will help to improve protocols for periodontal regenerative therapies

Extracellular vesicles derived from cancer-associated fibroblasts induce the migration and invasion of oral squamous cell carcinoma

As one of the most abundant constituents of the tumour microenvironment (TME), cancer-associated fibroblasts (CAF) display critical roles during tumour progression and metastasis. Multiple classes of molecules including growth factors, cytokines, proteases and extracellular matrix proteins, are produced by CAF to act as mediators of the stroma-tumour interactions. One of the main channels for this communication is associated with extracellular vesicles (EV), which are secreted particles loaded with protein and genetic information. In this study, we evaluated the effects of EV derived from CAF primary human cell lines (n = 5) on proliferation, survival, migration, and invasion of oral squamous cell carcinoma (OSCC) cells. As controls, EV from human primary-established normal oral fibroblasts (NOF, n = 5) were used. Our in vitro assays showed that CAF-EV significantly induces migration and invasion of OSCC cells and promote a disseminated pattern of HSC-3 cell invasion in the 3D organotypic assay. Furthermore, gene expression analysis of EV-treated cancer cells revealed changes in the pathways associated with tumour metabolism and up-regulation of tumour invasion genes. Our findings suggest a significant role of CAF-EV in promoting the migration and invasion of OSCC cells, which are related to the activation of cancer-related pathways.Peer reviewe

Fluorose dental

O flúor é um meio eficaz na prevenção e controle da cárie dental, sendo encontrado em água de abastecimento público, dentifrícios (como creme dental), bochechos, géis, material odontológico (como ionômero de vidro), vernizes fluoretados, entre outros (Kozlowski & Pereira, 2003). A fluorose dental consiste na hipomineralização do esmalte dental, devido à ingestão crônica e excessiva de fluoretos durante o período de desenvolvimento dos dentes, podendo afetar as dentições decídua e permanente. O maior risco para a ocorrência de fluorose é durante as fases secretória e de maturação da amelogênese, que é responsável pela produção, desenvolvimento e amadurecimento do esmalte dental. O tratamento para o esmalte com fluorose é realizado através da camada superficial do esmalte, até alcançar o esmalte normal, com a técnica de microabrasão. Em relação aos aspectos epidemiológicos da fluorose dental, pesquisas em nível nacional e regional demonstraram sua prevalência nas formas leve e moderada (índice de Dean), consistindo em um problema de saúde pública. Este trabalho tem como objetivo realizar uma revisão bibliográfica sobre fluorose dental, seus aspectos epidemiológicos e histopatológicos

Structural and functional analysis of DNA sequences with potential for forming G-quadruplex

Orientador: Sérgio Roberto Peres LineTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Os G-quadruplexes são estruturas secundárias de DNA altamente organizadas, constituídas por sequências ricas em guaninas capazes de formar tétrades ligadas por pontes de hidrogênio. Essas sequências são capazes de modular a transcrição gênica e o splicing alternativo de éxons. Além disso, estudos também mostraram que os G-quadruplexes estão presentes na região promotora de oncogenes (como c-MYC) e nas regiões terminais dos telômeros, indicando que o G-quadruplex pode ser um possível alvo terapêutico contra o câncer. A metilação do DNA é uma modificação bioquímica que frequentemente aparece na posição C5 de citosinas da sequência do dinucleotídeo 5'- citosina guanina - 3' (CpG) em células eucarióticas. As alterações no padrão normal de metilação do DNA estão associadas a situações patológicas, como inflamação e câncer. Assim, a metilação anormal de citosinas pode ser responsável pela indução de câncer através de mutações pontuais em genes supressores de tumor presentes em células somáticas e germinativas. Este trabalho propôs estudar a estrutura e estabilidade de Gquadruplexes de DNA e sua influência na metilação do DNA. Neste intuito foram realizadas análises para verificar se a formação de G-quadruplex no DNA dupla fita poderia influenciar no padrão de metilação de citosinas, utilizando oligonucleotídeos (ricos em guaninas e com sítio para metilação) que mimetizam a fita dupla de DNA. Também foi estudado: (1) a estabilidade de G-quadruplexes contendo mais de quatro tríades de G e a possível formação de G-quadruplexes em DNA fita dupla em ensaio "in vitro"; (2) a interação entre extratos de própolis e G-quadruplexes de DNA e (3) o efeito de estabilizadores de G-quadruplex (TMPyP4 e 360A) no padrão de metilação do DNA em cultura de linhagens de células normais e tumoraisAbstract: G-quadruplexes are highly organized secondary structures of DNA, consisting of guanine rich sequences that form tetrads linked by hydrogen bonds. These sequences can modulate gene transcription and the alternative splicing of exons. Studies also showed that G-quadruplexes are present in the promoter of oncogenes (such as c-MYC) and terminal telomere regions, suggesting that the Gquadruplex can be a therapeutic target in cancer. DNA methylation is a frequent biochemical modification that appears in C5 position of cytosine in the dinucleotide sequence 5' - cytosine guanine - 3' (CpG) in eukaryotic cells. Changes in the normal patterns of DNA methylation are frequently associated with patologic situations, such as inflammation and cancer. Abnormal methylated cytosine may be responsible for induction of cancer due to mutations in tumor suppressor genes of somatic and germline cells. The aim of this study was to analyze the structure and stability of Gquadruplexes of DNA and its influence on DNA methylation. It was verified if Gquadruplex formation of double-stranded DNA could influence the pattern of cytosine methylation, using oligonucleotides (sequences with methylation site and rich in guanine) that simulated double-stranded DNA. We also evaluated: (1) the stability of G-quadruplexes containing more than four triads of guanine and the possible formation of G-quadruplexes in double-stranded DNA by "in vitro" test; (2) the interaction between propolis ethanolic extracts and DNA G-quadruplexes and (3) the effect of G-quadruplex ligands (TMPyP4 and 360A) for DNA methylation in normal and tumor cell linesDoutoradoHistologia e EmbriologiaDoutora em Biologia Buco-Denta

High throughput transcriptome analysis of coffee reveals prehaustorial resistance in response to Hemileia vastatrix infection (vol 95, pg 607, 2017)

All the transcriptome sequencing data mentioned in the original article is publicly available at the National Center of Biotechnology Information (NCBI).1014395551751

Fluoride Effect On The Secretory-stage Enamel Organic Extracellular Matrix Of Mice.

The formation of an ordered enamel organic extracellular matrix (EOECM) seems to be a crucial step for the proper formation of the enamel mineral phase. The ordered supramolecular structure of the EOECM in the secretory stage can be analyzed using polarizing microscopy, as it is strongly birefringent. Excessive fluoride (F) ingestion during tooth development can cause enamel fluorosis, leading to increased porosity in mature enamel. We analyzed the effects of F on the birefringence of the EOECM in the A/J, CBA, and DBA/2 strains of mice given 0, 11.25, and 45 ppm of fluoride in drinking water. In the CBA and DBA/2 strains, the 11.25 and 45 ppmF groups presented a significant decrease in optical retardation (OR) when compared with the respective 0 (CBA 11.25 ppmF p = 0.0056 and 45 ppmF p < 0.0001; DBA/2 11.25 and 45 ppmF p < 0.05). ORs in A/J 0 ppmF were significantly higher than in 45 (p < 0.0001). The enamel of the A/J strain was more severely affected by fluoride than it was in the other strains of mice and exhibited the lowest levels of fluoride in plasma, whereas its normal secretory enamel presented a significantly higher protein absorbance than it did in CBA and DBA mice (p = 0.0099 and p = 0.0025, respectively). The results showed that experimental fluorosis can alter the supramolecular organization of EOECM in the secretory stage of amelogenesis and that the susceptibility to dental fluorosis seems to be influenced by the inherent characteristics of the developing enamel.52212-