Regulação epigenética do potencial osteogênico em células mesenquimais derivadas do ligamento periodontal

Anexos

Informações

Título

Regulação epigenética do potencial osteogênico em células mesenquimais derivadas do ligamento periodontal

Autor(es)

Arthur Georg Schmidt

Orientador(es)

Denise Carleto Andia

Data de Defesa

20/08/2019

Resumo (EN)

We have previously characterized periodontal ligament cells (PDLCs) with distinct
capacities to undergo osteogenic phenotypes, presenting high and low ability to
produce mineral nodules in vitro. Here, our goal was to determine whether the ability
of PDLCs to produce mineral nodules holds any relation with epigenetic marks and
changes on transcript and protein profiles. PDLCs were pre-treated with an epigenetic
modulator (RG108) up to 3 days before inducing osteogenic differentiation. The
challenged cells were then harvested after 3 days of the in vitro osteogenic
differentiation (early osteogenesis) and the following parameters were assessed: cell
viability, apoptosis, ability to produce mineral nodules, DNA (hydroxy)methylation,
transcripts and protein levels of epigenetic, multipotentiality and osteogenic markers in
both high (h-PDLCs) and low (l-PDLCs) osteogenic potential phenotypes. h-PDLCs
and l-PDLCs show distinct epigenetic and transcript profiles at basal levels and after
early osteogenesis or pre-treatments. After 21 days of biomineralization, RG108
showed a significant increase in the ability to produce mineral nodules in vitro,
comparing to PDLCs induced to osteogenesis only. DMSO (RG108 vehicle) also
promoted the osteogenic phenotype. Furthermore, RG108 upregulated NANOG and
OCT4 translocations to nucleus and modulated the transcripts of osteoblastic markers
in l-PDLCs. RUNX2 was epigenetically regulated in response to RG108, which
culminated with detectable changes on its transcription, increasing the protein levels
into the nucleus. Interestingly, DMSO also upmodulated RUNX2 and, conversely,
downregulated NANOG and OCT4 into the nucleus, in l-PDLCs. In conclusion, it was
demonstrated that osteogenesis may be increased by epigenetic agents in PDLCs with
low capacity to produce mineral nodules in vitro. These findings shed light on the
potential use of epigenetic approaches to predictably modulate bio-mineralization.

Resumo

Anteriormente, nós caracterizávamos células do ligamento periodontal (PDLCs) com capacidades distintas para desenvolverem fenótipos osteogênicos, apresentando alta e baixa capacidade para produzir nódulos minerais in vitro. Aqui, nosso objetivo foi determinar se a capacidade de PDLCs em produzir nódulos minerais mantém qualquer relação com marcas epigenéticas e alterações nos perfis de transcritos e proteínas. As PDLCs foram pré-tratadas com um modulador epigenético (RG108) por 3 dias antes da indução à diferenciação osteogênica. As células foram então coletadas após 3 dias de diferenciação osteogênica in vitro (osteogênese inicial) e os seguintes parâmetros foram avaliados: viabilidade celular, apoptose, capacidade de produzir nódulos minerais, (hidroxi)metilação do DNA, níveis proteicos e de transcritos de marcadores epigenéticos, de multipotencialidade e osteogênicos em ambos os fenótipos: alto (h-PDLCs) e baixo (l-PDLCs) potencial osteogênico. h-PDLCs e l-PDLCs mostraram perfis epigenéticos e transcricionais distintos em níveis basais e após osteogênese inicial ou pré-tratamentos. Após 21 dias de biomineralização, o RG108 demonstrou um aumento significativo na capacidade de produzir nódulos minerais in vitro, em comparação com PDLCs induzidas apenas à osteogênese. DMSO (o veículo de RG108) também induziu o fenótipo osteogênico. Além disso, o RG108 regulou positivamente as translocações de NANOG e OCT4 para o núcleo e modulou os transcritos de marcadores osteoblásticos em l-PDLCs. O RUNX2 foi regulado epigeneticamente em resposta ao RG108, o que culminou em alterações detectáveis na sua transcrição, aumentando os níveis de proteína no interior do núcleo. Curiosamente, o DMSO também modulou o RUNX2 e, inversamente, regulou negativamente NANOG e OCT4 para o interior do núcleo, em l-PDLCs. Concluindo-se, foi demonstrado que a osteogênese pode ser aumentada por agentes epigenéticos em PDLCs com baixa capacidade de produzir nódulos minerais in vitro. Essas descobertas lançam luz sobre o potencial uso de abordagens epigenéticas para modular a biomineralização de maneira previsível.

Tipo

Tese

Palavras-chave

Epigenética, Células mesenquimais estromais, Multipotencialidade, RG108, Dimetil sulfóxido

Instituição

UNIP

Direito de Acesso

Acesso Aberto