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Type: Tese
Title: A influência do diabetes experimental e da metformina na evolução da osteonecrose mandibular induzida por bisfosfonato em ratos
Title in English: The influence of experimental diabetes and metformin on the evolution of bisphosphonate induced mandibular osteonecrosis in rats
Authors: Guimarães, Mariana Vasconcelos
Advisor: Lima Júnior, Roberto César Pereira
Keywords in Brazilian Portuguese : Ácido Zoledrônico;Osteonecrose da Arcada Osseodentária Associada a Difosfonatos;Metformina;Diabetes Insípido
Keywords in English : Zoledronic acid;Bisphosphonate Associated Osteonecrosis of the Jaw;Metformin;Diabetes insipidus
Issue Date: 2023
Citation: GUIMARÃES, Mariana Vasconcelos. A influência do diabetes experimental e da metformina na evolução da osteonecrose mandibular induzida por bisfosfonato em ratos. 2023. 121 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74998. Acesso em: 20 nov. 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: ácido zoledrônico (AZ) tem frequente uso na terapêutica de alguns cânceres visando prevenir metástases ósseas. Contudo, este fármaco associa se imensuravelmente à Osteonecrose mandibular (ONMB), interferindo na qualidade de vida dos pacientes. Considerando que a concentração de mediadores pró inflamatórios e as condições de microcirculação local são fatores possivelmente envolvidos na patogênese da ONMB, nosso estudo avaliou a influência da inflamação causada pela hiperglicemia, que caracteriza o Diabetes Mellitus (DM), bem como da administração de metformina (MET), um fármaco com possíveis potenciais imunomoduladores, no perfil celular e na expressão de marcadores osteoclásticos e inflamatórios na ONMB induzida por AZ (0,2 mg/kg por via oral). Para isso, 50 ratos Wistar foram submetidos aos protocolos de indução de DM e/ou ONMB. Estes tiveram suas massas corpóreas e glicemias em jejum aferidas rotineiramente. Os animais tratados com MET receberam este fármaco (250 mg/kg) diariamente por gavagem. Após eutanásia, hemiarcadas mandibulares submetidas à exodontia e suas gengivas foram obtidas para as análises. Além disso, células RAW 264.7 foram incubadas com AZ e/ou MET para os testes de viabilidade celular e análise da expressão IL 1β. A ONMB não causou alterações significantes na glicemia em jejum e na variação de massa corpórea dos animais. O protocolo de indução do DM foi satisfatório, pois induziu hiperglicemia de forma satisfatória, com discrepantes valores reduzidos de massa corpórea em comparação aos animais não diabéticos. O tratamento com MET induziu menores valores glicêmicos e de peso corporal em comparação aos grupos Naive e ONMB. No álveolo pós exodontia, a ONMB foi caracterizada aumento do número de lacunas vazias de osteócitos, da quantidade total de osteoclastos e de osteoclastos apoptóticos, da expressão de TRAP e de F4/80, bem como aumento no número total de leucócitos. Na avaliação inflamatória no tecido gengival, observou se aumento da atividade de mieloperoxidade (MPO). Na cultura celular, o tratamento com AZ aumentou a expressão de IL 1β. O DM, por si, induziu osteonecrose e aumentou os parâmetros inflamatórios avaliados in vivo. Contudo, quando associado à ONMB, a hiperglicemia potencializou os efeitos inflamatórios, mas não ósseos, do AZ nos espécimes animais. O uso da MET reduziu a porcentagem de lacunas vazias de osteócitos e de OCs apoptóticos, sem influenciar no aumento compensatório de OCs, e intensificou a expressão de TRAP causada pelo AZ. Além disso, a MET reduziu tanto a expressão de F4/80 e o número de leucócitos no osso alveolar, como a atividade da MPO nas amostras gengivais de animais com ONMB. De fato, a MET também preveniu o aumento da expressão de IL 1β causada pelo AZ in vitro. Assim, o DM potencializou os parâmetros inflamatórios da ONMB, sem influenciar signficativamente no osso alveolar. Enquanto isso, o tratamento com MET amenizou a ONMB, com influências nas expressões de marcadores osteoclásticos. Sugere se que tais efeitos provavelmente decorreram do potencial anti inflamatório deste fármaco apresentado em nosso estudo.
Abstract: Zoledronic acid (AZ) is frequently used in the treatment of some cancers to prevent bone metastases. However, this drug is immeasurably associated with mandibular osteonecrosis (BRONJ), interfering with quality of life of patients. Considering that the concentration of pro inflammatory mediators and local microcirculation conditions are factors possibly involved in the pathogenesis of BRONJ, our study evaluated the influence of inflammation caused by hyperglycemia, which characterizes Diabetes Mellitus (DM), as well as the administration of metformin (MET), a drug with possible immunomodulatory potential, on the cellular profile and expression of osteoclastic and inflammatory markers in BRONJ induced by AZ (0.2 mg/kg orally). For this, 50 Wistar rats were subjected to DM and/or BRONJ induction protocols. They had their body mass and fasting blood glucose levels routinely measured. Animals treated with MET received this drug (250 mg/kg) daily by gavage. After euthanasia, mandibular arches subjected to extraction and their gums were obtained for analysis. Furthermore, RAW 264.7 cells were incubated with AZ and/or MET for cell viability tests and analysis of IL 1β expression. BRONJ did not cause significant changes in fasting blood glucose or body mass variation in the animals. The DM induction protocol was satisfactory, as it induced hyperglycemia satisfactorily, with discrepant reduced values of body mass compared to non diabetic animals. Treatment with MET induced lower glycemic and body weight values compared to the Naive and BRONJ groups. In the post extraction socket, BRONJ was characterized by an increase in the number of empty osteocyte lacunae, the total number of osteoclasts and apoptotic osteoclasts, the expression of TRAP and F4/80, as well as an increase in the total number of leukocytes. In the inflammatory evaluation of the gingival tissue, an increase in myeloperoxidase activity (MPO) was observed. In cell culture, AZ treatment increased IL 1β expression. DM, in itself, induced osteonecrosis and increased inflammatory parameters evaluated in vivo. However, when associated with BRONJ, hyperglycemia potentiated the inflammatory, but not bone, effects of AZ in animal specimens. The use of MET reduced the percentage of empty osteocyte lacunae and apoptotic OCs, without influencing the compensatory increase in OCs, and intensified the expression of TRAP caused by AZ. Furthermore, MET reduced both the expression of F4/80 and the number of leukocytes in alveolar bone, as well as MPO activity in gingival samples from animals with BRONJ. In fact, MET also prevented the increase in IL 1β expression caused by AZ in vitro. Thus, DM potentiated the inflammatory parameters of BRONJ, without significantly influencing the alveolar bone. Meanwhile, MET treatment alleviated BRONJ, with influences on the expressions of osteoclastic markers. It is suggested that such effects probably resulted from the anti inflammatory potential of this drug presented in our study.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74998
Author's ORCID: https://orcid.org/0000 0003 1086 8009
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8104904120076956
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000 0002 7033 655X
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8104904120076956
Access Rights: Acesso Aberto
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