Titanium-Enriched Medium Promotes Environment-Induced Epigenetic Machinery Changes in Human Endothelial Cells

Resumo

É importante entender se as células endoteliais são epigeneticamente afetadas por meios enriquecidos com titânio quando a angiogênese é necessária durante o desenvolvimento ósseo e espera-se que seja recapitulada durante a osseointegração de biomateriais. Para melhor abordar essa questão, o meio enriquecido com titânio foi obtido da incubação de discos de titânio por até 24 h, conforme recomendado pela ISO 10993-5:2016, e posteriormente usado para expor células endoteliais da veia umbilical humana (HUVECs) por até 72 h, quando as amostras foram adequadamente coletadas para permitir análise molecular e epigenética. Em geral, nossos dados mostram um importante repertório de participantes epigenéticos em células endoteliais que respondem ao titânio, reforçando proteínas relacionadas ao metabolismo de grupos acetil e metil, como segue: histona desacetilases (HDACs) e desacetilase dependente de NAD sirtuína-1 (Sirt1), DNA metiltransferases (DNMTs) e translocação ten-eleven (TET) metilcitosina dioxigenases, que em conjunto culminam na condução da condensação da cromatina e do perfil de metilação de fitas de DNA, respectivamente. Levando nossos dados em consideração, HDAC6 surge como um participante importante desse mecanismo epigenético induzido pelo ambiente em células endoteliais, enquanto Sirt1 é necessário em resposta à estimulação da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), pois sua modulação é relevante para a vasculatura ao redor de dispositivos implantados. Coletivamente, todas essas descobertas apoiam a hipótese de que o titânio mantém o microambiente circundante dinamicamente ativo e, portanto, afeta o desempenho das células endoteliais ao modular a epigenética. Especificamente, este estudo mostra a relevância do HDAC6 como um participante neste processo, possivelmente correlacionado com o rearranjo do citoesqueleto dessas células. Além disso, como essas enzimas são drogáveis, ele abre novas perspectivas para considerar o uso de pequenas moléculas para modular suas atividades como uma ferramenta biotecnológica a fim de melhorar a angiogênese e acelerar o crescimento ósseo com benefícios de um tempo de recuperação rápido para os pacientes.