Temporo-spatial distribution of stem cell markers CD146 and p75NTR during odontogenesis in mice

Mesenchymal and epithelial stem cells were identified in dental tissues; however, knowledge about the odontogenic stem cells is limited, and there are some questions regarding their temporo-spatial dynamics in tooth development. Objective: Our study aimed to analyze the expression of the stem cell markers CD146 and p75NTR during the different stages of odontogenesis. Methodology: The groups consisted of 13.5, 15.5, 17.5 days old embryos, and 14 days postnatal BALB/c mice. The expression of CD146 and p75NTR was evaluated by immunohistochemistry. Results: Our results showed that positive cells for both markers were present in all stages of tooth development, and the number of positive cells increased with the progression of this process. Cells of epithelial and ectomesenchymal origin were positive for CD146, and the expression of p75NTR was mainly detected in the dental papilla and dental follicle. In the postnatal group, dental pulp cells were positive for CD146, and the reduced enamel epithelium and the oral mucosa epithelium showed immunostaining for p75NTR. Conclusions: These results suggest that the staining pattern of CD146 and p75NTR underwent temporal and spatial changes during odontogenesis and both markers were expressed by epithelial and mesenchymal cell types, which is relevant due to the significance of the epithelial-ectomesenchymal interactions in tooth development

Apical papilla cell mobilization by G-CSF for enrichment of stem cell populations

O termo mobilização está relacionado com mecanismos intrínsecos das células em responder a estímulos quimiotáticos promovidos por moléculas sinalizadoras. Diante da versatilidade quanto aos possíveis uso dessas moléculas, existe a possibilidade de serem utilizadas in vitro para enriquecer populações celulares com melhores propriedades terapêuticas. Isso posto, foi proposto um estudo utilizando o enriquecimento de células-tronco de papila apical a partir da mobilização induzida pelo fator estimulador de colônias de granulócitos G-CSF (do inglês granulocyte-colony stimulating factor), substância que possui aprovação para uso em humanos pela food and drug administration (FDA). As células mobilizadas da papila apical foram avaliadas in vitro quanto as suas propriedades cinéticas de diferenciação, proliferação, clonogenicidade, e por imunofenotipagem. Para ensaio funcional in vivo as células mobilizadas foram transplantadas em animais normorreativos, com o intuito de observar a interação com o sistema imunológico. O que foi visto é que as células mobilizadas apresentam uma melhor eficiência clonogênica, ou seja, formam mais colônias. Também foi visto que as células mobilizadas perdem expressão para CD44, o que pode estar relacionado com a alteração em moléculas de adesão para adquirir um fenótipo que possibilite a mobilização. As populações estudadas de papila apical, de uma forma geral foram negativas para STRO-1, porém positivas para CD34. O que se conclui é que o G-CSF seleciona populações de papila apical in vitro mais eficientes para formar unidades de colônias. Adicionalmente foi visto que as células da papila apical não sofrem diferenciação osteo/dentinogênica quando transplantadas em camundongos imunocompetentes.The term mobilization is related to intrinsic cells mechanisms in response to chemotactic stimulations promoted by signalling molecules. These molecules are highly versatile with one potential use being enrichment of in vitro cell populations to increase therapeutic properties. This research investigates the enrichment of apical papilla stem cells populations using granulocyte stimulating factor (G-CSF) as a mobilization factor - a substance approved by the Food and Drug Administration (FDA) for use in humans. Mobilized cells of the apical papilla were evaluated in vitro for their kinetic properties of differentiation, proliferation, clonogenicity, and immunophenotyping. An in vivo functional assay where mobilized cells were transplanted into normoreactive animals, was conducted to observe interactions with the immune system. It was found that mobilized cells had better abilities in clonogenic efficiency. Additionally, mobilized cells appeared to down regulate expression of CD44, which could be attributed to changes in adhesion molecules necessary for a mobilized phenotype. Furthermore the studied apical papilla cells populations were overall negative for STRO-1, but positive for CD34. In conclusion G-CSF selects more clonogenic apical papilla populations in vitro. Additionally, apical papilla cells do not undergo osteogenic/dentinogenic differentiation when transplanted into immunocompetent mice

Study of the interaction between transplanted stem cells and host cells in pulp bioengineering

O uso de células tronco já é uma realidade em algumas áreas da Medicina, porém o mesmo não se aplica para a Odontologia, que segue utilizando materiais artificiais para substituir tecidos dentais perdidos. Desde 2000, quando Gronthos e colaboradores identificaram células-tronco na polpa de dentes permanentes, os estudos avançaram para que, num futuro breve, essas células possam ser de fato aplicadas para regenerar tecidos dentais, com destaque para a endodontia, onde o uso dessas células parece ser mais eminente. Dessa forma, esse trabalho procurou analisar a co-participação de células humanas transplantadas e células do hospedeiro em um modelo de engenharia pulpar. Para tanto, células de papila apical, enriquecidas ou não para o marcador CD146, foram transplantadas em câmaras pulpares despulpadas preenchidas com colágeno. Dois modelos animais foram utilizados, sendo um modelo transgênico para o gene GFP e outro imunocomprometido pela aplasia do timo (nude). Os resultados foram analisados nos dias 14 e 21 pós-transplante das amostras em cápsula renal. Nas amostras GFP realizou-se imunofluorescência para o marcador anti-GFP, com o objetivo de identificar as células do hospedeiro, enquanto nas amostras nude utilizou-se o marcador lâmina A para identificar as células humanas transplantadas. Nas análises morfológicas de todas as coroas transplantadas houve a formação de um tecido conjuntivo frouxo de celularidade variável, com a presença de vasos bem formados com eritrócitos em seu interior, inclusive nas coroas que receberam somente colágeno. Somente as amostras que receberam células houve a formação de matriz mineralizada no espaço pulpar, mas nos tempos experimentais analisados não foi possível visualizar as células humanas. Nas amostras nude, o marcador lâmina A foi negativo para todos os grupos que receberam transplante de células. Nas amostras GFPs, o marcador anti-GFP foi positivo na totalidade das células em todas as amostras estudadas. A partir disso concluiu-se que as células-tronco humanas de papila apical transplantadas apesar de terem desempenhado alguma função fisiológica, não foram identificadas após 14 e 21 dias e o tecido neoformado no interior da câmara pulpar era proveniente do hospedeiro. Adicionalmente, concluímos que não é necessário o transplante de células para a formação de um tecido conjuntivo frouxo no interior da câmara pulpar.The use of stem cells is already a reality in some areas of Medicine, but the same does not apply for Dentistry, which keeps on using artificial materials to replace lost dental tissues. Since 2000, when Gronthos and coleagues identified stem cells in the pulp of permanent teeth, studies advanced so that, in the near future, these cells may actually be applied to regenerate dental tissues, especially in endodontics, in which the use of these cells seems to be more imminent. Thereby, this study sought to examine the co-participation of transplanted human cells and host cells in a model of dental pulp engineering. For this, apical papilla cells enriched or not with CD146 marker, were transplanted into decelluarized pulp chambers (empty crowns) filled with collagen. Two animal models were used, a transgenic model for the GFP gene and an immunocompromised by thymus aplasia (nude). The results were analyzed on days 14 and 21 after transplantation of samples into renal capsule. In the GFP samples immunofluorescence was performed for the anti-GFP marker in order to identify host cells, while in the nude samples the lamina A marker was used to identify the transplanted human cells. In the morphological analysis of all transplanted crowns there was formation of a loose connective tissue of variable cellularity, with the presence of well-formed vessels with erythrocytes inside, including in the crowns that received only collagen. Osteodentine was formed in the pulp chamber only in the samples that received cell, but after the wait time was not possible to visualize the human cells. In the nude samples the Lamina A marker was negative for all groups transplanted with cells. In the GFPs samples, the anti-GFP marker was positive for all cells in this group. We concluded that it was not necessary to use transplanted cells to form a connective tissue inside the pulp chamber and although transplanted human stem cells from apical papilla played some physiological function, after 14 and 21 days of transplantation, they were no longer present in the tissue newly formed by the host