Efecto del ácido hipocloroso (HOCL) sobre la viabilidad y genes de auto-renovación y pluripotencia de células stem de la papila apical (SCAP)
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2019
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Resumen
Los irrigantes utilizados en endodoncia regenerativa deben promover la supervivencia, proliferación y diferenciación de células stem de la papila apical (SCAP). Las sustancias utilizadas hasta el momento han demostrado ser citotóxicas. El ácido hipocloroso (HOCl) es una solución antimicrobiana no antibiótica que estimula la proliferación celular y existe poca información relacionada con su acción sobre SCAP. Evaluar el efecto del HOCl sobre la viabilidad y estabilidad fenotípica pluripotencial de las SCAP.
Se realizó obtención y caracterización de SCAP, y se determinó la concentración letal 50(CL50) del HOCl. Se evaluó el efecto sobre el ciclo celular por citometría de flujo y expresión de genes asociados a mineralización con RT-PCR, utilizando concentraciones de 143μM, 95μM y 48μM de HOCl a 1, 15 y 30 minutos de exposición. Con PCRarray se determinó la expresión de 84 genes de autorenovación y pluripotencia en SCAP expuestas a 143μM de HOCl durante 1 y 15 min. Posteriormente se realizó un análisis bioinformático con STRING V10.5.
La CL50 fue 133μM(~70 ppm). Los hallazgos sugieren que el HOCl podría desencadenar una activación metabólica sobre las células, posiblemente induciéndolas hacia la mitosis. El HOCl a 143μM durante 1 y 15 min produjo sobreexpresión de OSX, DSPP y DMP-1, y tendencia a expresión a la baja de RUNX2 en los tres tiempos. El PCRarray evidenció una sobreexpresión de 9 genes en SCAP tratadas con HOCl a 143μM durante 1 minuto y de 26 genes en células sometidas a 15 min. Este último grupo mostró los mayores aumentos en la expresión de genes asociados a diferenciación, cuatro de ellos relacionados con odontogénesis (BMP4, CTNNB1, FGF10, ITGA6). Con STRING se evidenció relación de genes sobreexpresados con ocho procesos biológicos asociados a morfogénesis, diez a proliferación, nueve a diferenciación y dos a odontogénesis. En ambos grupos, estos genes también se asociaron a cuatro vías de señalización involucradas en la regulación de la formación, homeostasis y diferenciación de células stem dentales: Vía de señalización PI3K-Akt, TGF-beta, MAPK y Wnt.
El HOCl a 143μM favorece la viabilidad y estabilidad fenotípica pluripotencial de las SCAP, induciendo la expresión de genes asociados a diferenciación odontoblástica y dentinogénesis.
Descripción
Abstract
The irrigants used in regenerative endodontics should stimulate the survival, proliferation and differentiation of stem cells of the apical papilla (SCAP). The substances used so far have been shown to be cytotoxic. Hypochlorous acid (HOCl) is an antimicrobial, non-antibiotic solution that stimulates cell proliferation; however, there is little information related to its action on SCAP. To evaluate the effect of HOCl on the viability and pluripotential phenotypic stability of SCAP.
SCAP were isolated and characterized and the HOCl lethal concentration 50(LC50) was determined. The effect of 143μM, 95μM and 48μM HOCl concentrations at 1, 15 and 30 minutes of exposure on the cell cycle was evaluated by flow cytometry, also the mineralization gene expression by RT-PCR. By means of PCR array, the expression of 84 self-renewal and pluripotency genes in SCAP exposed to 143 μM of HOCl for 1 and 15 minutes was determined. Bioinformatics analysis of data were performed with STRING V10.5.
The HOCl LC50 was 133μM(~70 ppm). The findings suggest that HOCl treatment could generate cell metabolic activation, possibly leading them towards mitosis. 143μM HOCl in vitro exposure for 1 and 15 minutes generated an OSX, DSPP and DMP-1 overexpression in SCAP, and a tendency to RUNX2 down expression in all the times evaluated. The PCR array showed 9 SCAP genes overexpression by 143μM HOCl in vitro exposure for 1 minute and 26 genes during 15 minutes. The major differentiation gene expression increase was observed in this last group; four of them related to odontogénesis (BMP4, CTNNB1, FGF10, ITGA6). A relationship of overexpressed genes with eight biological processes associated with morphogenesis, ten with proliferation, nine with differentiation and two with odontogenesis was demonstrated by STRING analysis. In both groups, these genes were also associated with four signaling pathways involved in the regulation of the formation, homeostasis and differentiation of dental stem: PI3K-Akt, TGFβ, MAPK and Wnt signaling pathways.
The SCAP viability and pluripotential phenotypic stability were promoted by 143μM HOCl, stimulating odontoblastic differentiation and dentinogenesis gene expression.
Palabras clave
Ácido hipocloroso, Células stem adultas, Perfilación de la expresión génica, Raíz del diente/crecimiento & desarrollo, Odontogénesis/Genética
Keywords
Hypochlorous acid, Adult stem cells, Gene expression profiling, Tooth root/growth & development, Odontogenesis/genetics
Temáticas
Citotoxinas