Efeitos dos moduladores epigenéticos butirato de sódio e hidralazina na expressão de genes relacionados à pluripotência em células de polpa dental humana hígida e inflamada

Abstract

Introdução: A literatura tem demonstrado que células diferenciadas, por exemplo, fibroblastos, podem, por meio de transfecção mediada por retrovírus, adquirir cópias extras de genes cuja expressão está associada à pluripotência e voltarem assim a um estado de indiferenciação, similar ao encontrado em células-tronco embrionárias. Entretanto, a transfecção de genes mediada por retrovírus tem potencial restrito para uso em terapias humanas, pois, além de ser de baixíssima eficiência, pode ocorrer a inserção de genes virais no genoma das células com pluripotência induzida por essa técnica. Nesse sentido, diversos estudos têm sido desenvolvidos de modo a reverter essas células diferenciadas a um estado similar ao embrionário sem utilizar a transfecção de genes. O restabelecimento da pluripotência de células diferenciadas poderia também ser induzido por alterações na expressão de genes envolvidos na pluripotência celular sem afetar a sequência do DNA, ou seja, por mecanismos epigenéticos, como a inibição por algumas substâncias da ação de enzimas que desacetilam histonas ou metilam o DNA. Dentre as substâncias capazes de inibir a ação de enzimas com atividade Histona Desacetilase, ou seja, favorecer a expressão gênica situa-se o butirato de sódio, um ácido graxo de cadeia curta. A inibição da metilação do DNA ocorre por meio da inibição da atividade de enzimas DNA metiltransferases (DNMTs). Uma das drogas que inibe a ação de DNMTs é a hidralazina, um potente vasodilatador arterial. Objetivo: O presente estudo se propôs a avaliar o efeito da hidralazina e do butirato de sódio na desdiferenciação de células de polpa dental hígida e inflamada. Métodos: Células de polpa dental hígida (PN) e inflamada (PI) foram analisadas quanto à sua viabilidade celular, ensaio MTT e coloração por azul de tripano, quanto à sua morfologia, microscopia de luz e citometria de fluxo, e quanto à sua expressão gênica, RT-qPCR, na presença ou não de butirato de sódio ou hidralazina. Resultados: Seis subculturas de polpa dental hígida e inflamada não tiveram sua viabilidade alterada quando tratadas com butirato de sódio (10 mM) e hidralazina (30 μM). O tratamento com butirato de sódio (10 mM) induziu alterações discretas na morfologia das células, como o aumento do tamanho e da granulosidade celular. Células tratadas com hidralazina não mostraram alterações quanto a sua morfologia com relação às células não tratadas. O tratamento com butirato de sódio (10 mM) não alterou a expressão relativa dos genes OCT-4 (PN-3; PI-1; PI-2; PI-3); colágeno tipo I (PN-1; PN-3; PI-2; PI-3). O tratamento com butirato de sódio diminuiu a expressão relativa dos genes OCT- 4 (PN-1; PN-2); colágeno tipo III (PN-1; PN-2; PN-3; PI-1; PI-2; PI-3); colágeno tipo I (PI-1) e aumentou a expressão relativa do gene colágeno tipo I (PN-2). O tratamento com hidralazina (30 μM) não alterou a expressão relativa dos genes OCT-4 (PN-2; PN-3; PI-1; PI- 2; PI-3); colágeno tipo I (PN-2; PN-3; PI-1; PI-2; PI-3); colágeno tipo III (PN-1; PN-2; PN-3; PI-1; PI-2; PI-3). O tratamento com hidralazina (30 μM) diminuiu a expressão relativa do gene OCTOCT-4-4 (PN-1); e aumentou a expressão relativa do gene colágeno tipo I (PN-1). Conclusão: O butirato de sódio e a hidralazina não induziram a desdiferenciação celular de células de polpa dental hígida e inflamada. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT

Introduction: The literature has demonstrated that differentiated cells, such as fibroblasts, may, by retrovirus-mediated transfection, gain extra copies of genes whose expression is associated with pluripotency and thus return to an undifferentiated state, similar to the state found in embryonic stem cells. However, the transfection of genes mediated by retrovirus has limited potential for use in human therapy, because, besides being very low efficiency, may occur the insert of viral genes into the genome of the cells with induced pluripotent by this technique. In this regard, various studies have been conducted in order to reverse these differentiated cells to an embryonic-like state without using the gene transfection. The restoration of pluripotency could be achived by changes in the expression of genes involved in cell pluripotency without affecting the DNA sequence, in other words, by epigenetic mechanisms, using certain substances that inhibit the action of histone deacetylases enzymes or DNA methyltransferase enzymes. Among the substances capable of inhibiting the action of enzymes with histone deacetylase activity, or promote gene expression is situated sodium butyrate, a fatty acid short-chain. Inhibition of DNA methylation occurs through inhibition of the enzyme DNA methyltransferase (DNMTs). A drug that inhibits the action of DNMTs is hydralazine, a potent arterial vasodilator. Objective: This study aims to analyze the effect of hydralazine and sodium butyrate on cell dedifferentiation of healthy and inflamed dental pulp cells. Methods: Cells from healthy (NP) and inflamed dental pulp (IP) were analyzed for cell viability, MTT assay and trypan blue staining, for cell morphology, light microscopy and flow cytometry, and gene expression, RT-qPCR, in the presence or absence of sodium butyrate or hydralazine. Results: Six subcultures of healthy and inflamed dental pulp did not have their viability altered when treated with sodium butyrate (10 mM) and hydralazine (30 μM). Treatment with sodium butyrate (10 mM) led to subtle changes in cell morphology, such as increased cell size and granularity. hydralazine treated cells showed no change in their morphology as compared to untreated cells. Treatment with sodium butyrate (10 mM) did not alter the relative expression of the genes OCT-4 (NP-3, IP-1, IP-2, IP-3); collagen type I (NP- 1, PN-3; PI-2, PI-3). Treatment with sodium butyrate decreased the relative expression of genes: OCT-4 (NP-1, NP-2), collagen III (NP-1, NP-2, NP-3, IP-1, IP-2, IP-3), collagen type I (IP-1) and increased the relative expression of collagen type I gene (NP-2). Treatment with hydralazine (30 mM) did not alter the relative expression of genes: Oct-4 (NP-2, NP-3, IP-1, IP-2, IP-3); collagen type I (NP-2, NP-3, IP-1, IP-2, IP-3), type III collagen (NP-1, NP-2, NPix 3, IP-1, IP-2, IP-3). Treatment with hydralazine (30 mM) decreased the relative expression of OCT-4 gene (NP-1) and increased the relative expression of type I collagen gene (NP-1). Conclusion: Sodium butyrate and hydralazine did not induce cellular dedifferentiation of cells from inflamed and healthy dental pulp.