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Type: Dissertação
Title: Análise dos efeitos da pentoxifilina e tocoferol, isolados e em associação, em cultivo de osteoblastos: uma investigação in silico dos possíveis mecanismos de ação
Authors: Soares, Ariana Maria Sousa
Advisor: Gondim, Delane Viana
Co-advisor: Bezerra, Thâmara Manoela Marinho
Keywords: Osteoblastos;Sobrevivência Celular;Pentoxifilina;Tocoferol
Keywords in English : Osteoblasts;Cell Survival;Pentoxifylline;Tocopherol
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MORFOLOGIA
Issue Date: 2023
Citation: SOARES, Ariana Maria Sousa. Análise dos efeitos da pentoxifilina e tocoferol, isolados e em associação, em cultivo de osteoblastos: uma investigação in silico dos possíveis mecanismos de ação. 2023. 56 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Morfofuncionais) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: A Pentoxifilina e Tocoferol são fármacos utilizados no tratamento da osteorradionecrose e da osteonecrose induzida por medicamentos, apresentando efeitos benéficos no tecido ósseo. No entanto, há uma lacuna de conhecimento em relação à ação desses fármacos nas células ósseas e as interações moleculares dos mesmos em sítios protéicos envolvidos na formação óssea. Desse modo, este estudo teve como objetivo avaliar o efeito in silico e in vitro dos fármacos Pentoxifilina e/ou Tocoferol e propor ligantes alternativos a partir da análise de ancoragem molecular. Foram utilizados quatro grupos experimentais: Controle (C), Pentoxifilina (P), Tocoferol (T) e Pentoxifilina+Tocoferol (PT). O efeito desses fármacos na citotoxicidade e ativação de osteoblastos foi investigado, através do ensaio de MTT , Tripan Blue, ensaio de mineralização Von Kossa e da medição de fosfatase alcalina óssea (FAO). A estrutura química dos fármacos foi utilizada para avaliar a afinidade de ligação (kcal/mol-1) aos ligantes: proteína morfogenética 2 (BMP-2), receptor ativador do fator nuclear kappa B (RANLK), seu ligante (RANKL), osteoprotegerina (OPG), Wnt3a e Frizzled através do docking molecular. No ensaio do MTT com 24 h de tratamento, nenhum dos tratamentos apresentou efeito citotóxico e nem sugestivo de proliferação. Após 48h os grupos T(5 μM) e PT(2.5 μM) apresentaram diferenças significativas sugestivas de proliferação em relação ao grupo C. Em 72 h quando comparados ao grupo C houve diferenças estatísticas sugestivas de proliferação nos 3 grupos P, T e PT. No ensaio Tripan Blue, nenhum dos tratamentos apresentou efeito citotóxico. Na medição dos níveis de FAO , os grupos P e PT (10 μM), após 72 h de tratamento, apresentaram aumento significativo dos níveis de FAO em comparação com o grupo C. No ensaio de mineralização Von Kossa de 21 dias, os grupos P e PT (10 μM) apresentaram aumento significativo de cristais em comparação com o grupo C. Foi observado que os fármacos Pentoxifilina e Tocoferol apresentaram menor força de interação (<-6.0 kcl/mol-1) com Wnt3a e Frizzled, quando comparados aos demais ligantes. Concluiu-se que a associação dos fármacos Pentoxifilina e Tocoferol promove a ativação de osteoblastos murinos e que os mesmos apresentam afinidade de ligação moderada ou forte com BMP-2, RANK/RANKL e RANKL/OPG, sugerindo uma ativação sinérgica ou aditiva o que pode ser promissor para o tratamento de doenças ósseas.
Abstract: Pentoxifylline and Tocopherol are drugs used in the treatment of osteoradionecrosis and drug-induced osteonecrosis, with beneficial effects on bone tissue. However, there is a lack of knowledge regarding the action of these drugs on bone cells and their molecular interactions in protein sites involved in bone formation. Thus, this study aimed to evaluate the in silico and in vitro effect of the drugs Pentoxifylline and/or Tocopherol and to propose alternative ligands based on molecular docking analysis. Four experimental groups were used: Control (C), Pentoxifylline (P), Tocopherol (T) and Pentoxifylline+Tocopherol (PT). The effect of these drugs on cytotoxicity and osteoblast activation was investigated using the MTT assay, Tripan Blue assay, Von Kossa mineralization assay and bone alkaline phosphatase (ALP) measurement. The chemical structure of the drugs was used to assess the binding affinity (kcal/mol-1) to the ligands: morphogenetic protein 2 (BMP-2), nuclear factor kappa B activating receptor (RANLK), its ligand (RANKL), osteoprotegerin (OPG), Wnt3a and Frizzled through molecular docking. In the MTT test with 24 h of treatment, none of the treatments showed a cytotoxic effect or suggestive of proliferation. After 48h, the T(5 μM) and PT(2.5 μM) groups showed significant differences suggestive of proliferation in relation to the C group. At 72 h, when compared to the C group, there were statistical differences suggestive of proliferation in the 3 groups P, T and PT. In the Tripan Blue trial, none of the treatments showed a cytotoxic effect. In the measurement of ALP levels, the P and PT groups (10 μM), after 72 h of treatment, showed a significant increase in ALP levels compared to the C group. In the 21-day Von Kossa mineralization assay, the P groups and PT (10 μM) showed a significant increase in crystals compared to group C. It was observed that the drugs Pentoxifylline and Tocopherol had a lower interaction strength (<-6.0 kcl/mol-1) with Wnt3a and Frizzled, when compared to the others binders. It was concluded that the association of Pentoxifylline and Tocopherol drugs promotes the activation of murine osteoblasts and that they present moderate or strong binding affinity with BMP-2, RANK/RANKL and RANKL/OPG, suggesting a synergistic or additive activation which may be promising for the treatment of bone diseases.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74180
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4686956877148548
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7240-3314
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/5605357646110360
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5502-8949
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0364983727806245
Access Rights: Acesso Embargado
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