The molecular pathway triggered by zirconia in endothelial cells involves epigenetic control
Informações
Título
The molecular pathway triggered by zirconia in endothelial cells involves epigenetic control
Título (EN)
The molecular pathway triggered by zirconia in endothelial cells involves epigenetic control
Autor(es)
Célio Júnior da C Fernandes, Rodrigo A da Silva, Patrícia Fretes Wood, Suélen Aparecida Teixeira, Fábio Bezerra, Willian F Zambuzzi
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Artigo
Tipo de Mídia
Revista
Resumo (EN)
The requirement to achieve natural looking restorations is one of the most challenging aspects in dentistry. Although zirconia has provided new opportunities for achieving superior aesthetics and physicochemical outcomes, very little has been achieved for its cellular and molecular performance, especially considering angiogenesis and osteogenesis. As angiogenesis is a secondary event and concomitant to osteogenesis, an indirect effect of dental implant on endothelial cells could be the release of active molecules such as those already reported affecting osteoblasts. To better address this issue, we challenged human endothelial cells (HUVECs) with zirconia-conditioned medium up to 72 h to allow analysis specific gene expression and protein pattern of mediators of epigenetic machinery in full. Our data shows involvement of zirconia in triggering intracellular signaling through MAPK-ERK activation, leading the signal to activate histone deacetylase HDAC6 likely with concomitant well-modulated DNA methylation profile by DNMTs and TETs. These signaling pathways seem to culminate in cytoskeleton rearrangement of endothelial cells, an important prerequisite to cell migration expected in angiogenesis. Collectively, this study demonstrates for the first time epigenetic-related molecular mechanism involved in endothelial cells responding to zirconia, revealing a repertoire of signaling molecules capable of executing the reprogramming process of gene expression, which are necessary to drive cell proliferation, migration, and consequently angiogenesis. This set of data can further studies using gene editing approaches to better elucidate functional roles.
Resumo
A exigência de obter restaurações de aparência natural é um dos aspectos mais desafiadores na odontologia. Embora a zircônia tenha fornecido novas oportunidades para obter resultados estéticos e físico-químicos superiores, muito pouco foi alcançado para seu desempenho celular e molecular, especialmente considerando a angiogênese e a osteogênese. Como a angiogênese é um evento secundário e concomitante à osteogênese, um efeito indireto do implante dentário nas células endoteliais pode ser a liberação de moléculas ativas, como aquelas já relatadas afetando os osteoblastos. Para melhor abordar essa questão, desafiamos células endoteliais humanas (HUVECs) com meio condicionado com zircônia por até 72 h para permitir a análise da expressão gênica específica e do padrão proteico de mediadores da maquinaria epigenética na íntegra. Nossos dados mostram o envolvimento da zircônia no desencadeamento da sinalização intracelular por meio da ativação da MAPK-ERK, levando o sinal a ativar a histona desacetilase HDAC6, provavelmente com perfil de metilação de DNA bem modulado concomitante por DNMTs e TETs. Essas vias de sinalização parecem culminar no rearranjo do citoesqueleto das células endoteliais, um pré-requisito importante para a migração celular esperada na angiogênese. Coletivamente, este estudo demonstra pela primeira vez o mecanismo molecular relacionado à epigenética envolvido nas células endoteliais que respondem à zircônia, revelando um repertório de moléculas de sinalização capazes de executar o processo de reprogramação da expressão gênica, que são necessárias para impulsionar a proliferação celular, migração e, consequentemente, angiogênese. Este conjunto de dados pode aprofundar estudos usando abordagens de edição genética para melhor elucidar papéis funcionais.
Palavras-chave
Angiogenesis; Biomaterial; Cell behavior; Dental materials; Endothelial; Zirconia.
Direito de Acesso
Acesso Aberto
Financiamento
FAPESP