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UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO – UNICID

Janaína Ramos de Castro

EXTRAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO DA POLPA DENTÁRIA E SUAS POSSÍVEIS APLICAÇÕES TERAPÊUTICAS REVISÃO DA LITERATURA

São Paulo 2012

UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO - UNICID

Janaína Ramos de Castro

EXTRAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO DA POLPA DENTÁRIA

E SUAS POSSÍVEIS APLICAÇÕES TERAPÊUTICAS REVISÃO DA LITERATURA

Monografia apresentada para conclusão do curso de Graduação em Biomedicina desenvolvida na Universidade Cidade de São Paulo UNICID, sob orientação da Prof.ª Dr.ª Dulce Helena Cabelho e co-orientação da Prof.ª Drª Marcia K. Koike.

São Paulo 2012

UNIVERSIDADE CIDADADE DE SÃO PAULO - UNICID

Janaína Ramos de Castro

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Cidade de São Paulo – UNICID, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Bacharel em Biomedicina.

Área de Concentração:

Data da defesa: ____/____/____

Resultado:__________________________________________________________

BANCA EXAMINADORA: Prof.ª Dr.ª Dulce Helena Cabelho

____________________________________

Universidade Cidade de São Paulo (UNICID)

Prof.ª Dr.ª Marcia K. Koike

___________________________________

Universidade Cidade de São Paulo (UNICID)

Prof.ª Dr.ª Maria José Tucunduva

___________________________________

Universidade Cidade de São Paulo (UNICID)

Dedicat贸ria

Agradecimentos

“Ser feliz é reconhecer que vale a pena viver, apesar de todos os desafios, incompreensões e períodos de crise. Ser feliz é deixar de ser vitima dos problemas e se tornar um autor da própria história. É atravessar desertos fora de si, mas ser capaz de encontrar um oásis no recôndito da sua alma. É agradecer a Deus a cada manhã pelo milagre da vida. Ser feliz é não ter medo dos próprios sentimentos. É saber falar de si mesmo. É ter coragem para ouvir um “não”. É ter segurança para receber uma crítica, mesmo que injusta.”

(Fernando Pessoa)

Resumo As células-tronco, por suas propriedades de auto-renovação e por sua capacidade de gerar linhagens celulares diferenciadas, têm sido estudadas para o desenvolvimento de técnicas para a de manipulação e tratamentos restauradores de tecidos e órgãos. O órgão dental apresenta em seu interior um tecido rico em células-tronco, a polpa dentária. As células-tronco pós-natais ou maduras em polpa dentária mostraram-se capazes de originar um tecido semelhante ao complexo dentino-pulpar, composto de matriz mineralizada e túbulos delimitados por células semelhantes à odontoblasto, formando dentina e esmalte. Esta utilização é de grande importância em Periodontia, Endodontia e Cirurgia Craniofacial, devido alterações genéticas, anomalias congênitas ou perdas precoces causadas por trauma, podendo resultar em movimento dos dentes remanescentes, dificuldade na mastigação, fonação, desequilíbrio na musculatura e comprometimento da estética dentária. Mais recentemente, tem sido proposta a utilização de células-tronco da polpa dentária para reparação de outros tecidos. Este estudo se propôs a revisar a literatura sobre a utilização das células-tronco obtidas da polpa dentária quanto às técnicas, suas limitações e o possível potencial terapêutico. Palavras-chave: Células–tronco, polpa dentária, terapia celular e regeneração odontológica.

LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIGLAS

BEH: Bainha Epitelial de Hertwing CTs: Células-Tronco. DPSCs: Células-tronco da polpa dentária. DFPCS: Células do folículo dentário. SCAP: Células-tronco da papila apical. SHED: Células-tronco de dentes deciduos. MSCs: Células-tronco mesenquimais. PDLSCs: Células-tronco do ligamento periodontal.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 1 2. OBJETIVO ......................................................................................................... 3 3. METODOLOGIA ................................................................................................ 4 4. REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................. 5 4.1. CÉLULAS – TRONCO .................................................................................... 5 4.1.1. EMBRIONÁRIAS ......................................................................................... 6 4.1.2. ADULTAS .................................................................................................... 7 4.1.3. MESENQUIMAIS .......................................................................................... 8 4.2. FATOR DE CRESCIMENTO ........................................................................... 8 4.3. CÉLULAS – TRONCO E A ODONTOLOGIA .................................................. 9 4.3.1. DESENVOLVIMENTO DENTÁRIO ............................................................. 11 4.3.2. CÉLULAS – TRONCO DA POLPA DENTÁRIA .......................................... 13 4.4. TÉCNICA ........................................................................................................ 18 4.4.1. OBTENÇÃO PULPAR ................................................................................. 18 4.4.2. ISOLAMENTO, SELEÇÃO E EXPANSÃO DAS CÉLULAS – TRONCO .... 19 4.5. POTENCIAL REGENERATIVO ..................................................................... 20 4.6. ENGENHARIA TECIDUAL ............................................................................ 20 4.7. VANTAGEM ................................................................................................... 22 4.8. DESVANTAGEM ............................................................................................ 22 4.9. APLICAÇÕES TERAPÊUTICAS ..................................................................... 23 5. DISCUSSÃO ..................................................................................................... 25 6. CONCLUSÃO .................................................................................................... 27 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 28 GLOSSÁRIO .......................................................................................................... 30

1. INTRODUÇÃO Células-Tronco são conhecidas pela sua capacidade de auto-renovação e diferenciação celular. Uma célula-tronco é comumente definida como uma célula que tem a capacidade de dividir e produzir continuamente células descendentes que se diferenciam em vários outros tipos de células ou tecidos. Há basicamente dois tipos: embrionárias e adultas (Bansal, 2011). As células embrionárias têm a capacidade de originar diversos tipos celulares presentes no embrião e no adulto. O meio de obtenção para seu estudo devido fatores éticos e legais e manipulação em pesquisas é dificultado. No entanto, as células adultas apresentam a capacidade de originar tipos celulares específicos, por não terem limitações morais, que prejudique seu uso em laboratório, são objeto de pesquisa em estudos recentes. A terapia celular com células-tronco demonstra resultados satisfatórios, como no caso das pesquisas em Odontologia, em que são extraídas células da polpa dentária. A polpa dentária é caracterizada por ter um tecido conjuntivo frouxo, altamente vascularizado e é constituída por vasos sanguíneos e variadas células especializadas, além dessas estruturas encontradas estudos revelam o potencial de extração de células-tronco da polpa dentária, sendo obtida através de dentes de leites durante a infância ou até mesmo na fase adulta. Pesquisas, já identificaram cinco diferentes células – tronco dos tecidos humanos: células tronco da polpa dentária, células – tronco dos dentes decíduos exfoliados, células – tronco do ligamento periodontal, células – tronco da papila apical e as células progenitoras do folículo dentário. O presente estudo foca nas DPSC (Células – tronco da polpa dentária). O grande interesse em pesquisas com essa linhagem celular vem crescendo cada vez mais devido seu potencial terapêutico na reconstrução de tecidos e órgãos. Este estudo de revisão da literatura, demonstrará o grande interesse e a grande descoberta de célulastronco na polpa de dentes decíduos e permanentes, sabe-se e que encontramse células mesenquimais em polpas dentárias. As células mesenquimais são células que podem ser isoladas da medula óssea, de tecido adiposo, de vários tecidos fetais e numerosos outros tecidos, como o da polpa dental. As mesenquimais têm capacidade de se diferenciar in vitro e in vivo em osteoblastos, em adipócitos, em condroblastos e em mioblastos. Células-tronco 1

provenientes da polpa de dentes decíduos, tem mostrado resultados satisfatórios para terapia celular, o seu fácil acesso e o fato de não serem órgãos vitais, que normalmente são descartados após a esfoliação, provém um atrativo para testes de segurança e viabilidade terapêutica. O dente se desenvolve na maxila e mandibula, variando a morfologia de acordo com a espécie e a localização, mas a estrutura se mantém similar sendo formada por: esmalte, cemento e dentina (juntos formam o tecido mineralizado que reveste a polpa) e a polpa (formada por tecido conjuntivo vascularizado, com diferentes tipos celulares) (Yen, Sharpe, 2008). A polpa dentária é derivada de componentes ectodérmicos e mesenquimais é dividida em quatro camadas: a primeira, mais externa, composta de odontoblasto produzindo dentina, a segunda camada, pobre em células e rica em matriz extracelular, a terceira camada contém células progenitoras com plasticidade e pluripotência, e a camada mais interna, O ligamento Periodontal é de suma importância no processo de reparo e regeneração

do

Periodonto,

uma

vez

que

apresenta

células

como

cementoblastos, osteoblasto, miofibroblastos, células endoteliais, células epiteliais, células nervosas e células mesenquimais indiferenciadas identificadas em laboratório. Estudos para a diferenciação celular e seu cultivo ainda são de grande atenção, por mais que esse material seja de fácil obtenção, sua diferenciação em laboratório requer estudos avançados, assim gerando esperanças para o tratamento odontológico e até mesmo doenças, como diabetes, oftalmológicos, entre outros. A regeneração dos tecidos e órgãos lesados ocorre devido à capacidade de diferenciação celular, como no caso das doenças oftalmológicas, em que estudos relatam o uso de células-tronco para a diferenciação celular em células límbicas para a regeneração ocular.

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2. OBJETIVO

Este estudo baseou-se em uma revisão da literatura da aplicação das células-tronco obtidas a partir da polpa dentária, bem como possíveis aplicações terapêuticas.

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3. METODOLOGIA

Este trabalho foi feito embasado em uma revisão da literatura sobre extração de células-tronco da polpa dentária e seu possível potencial terapêutico bem como suas aplicações. Deste modo, foram selecionados artigos científicos em Língua Portuguesa com base de dados: Scientific Eletronic Library (Scielo) e em Língua Inglesa no Pubmed, EBSCO (Academic Search Elite), ScienceDirect e Elsevier, sendo eles publicados entre 1999 até 2012. As palavras-chave utilizadas foram: Células-tronco, polpa dentária, terapia celular e regeneração odontológica.

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4. REVISÃO DE LITERATURA 4.1. CÉLULAS-TRONCO São células com elevada capacidade de auto-renovação e produção de pelo menos um tipo celular altamente especializado, sendo definidas com base em três de suas principais características: a) capacidade de auto-renovação, ou habilidade de gerar no mínimo uma célula - filha com características similares às células mãe; b) capacidade de uma única célula se diferenciar em múltiplas linhagens celulares; c) capacidade de reconstruir funcionalmente, in vivo, um tecido lesado. (Verfaillie, 2002). Existem duas categorias, embrionárias pluripotentes que são procedentes do embrioblasto durante a fase de blástula do embrião e que são capazes de originar todas as linhagens celulares do corpo; e a categoria de multipotentes ou unipotentes, denominadas de células adultas, as quais possuem capacidade de originar tipos celulares específicos (Souza, 2003; Soares, 2007). TABELA 1. Classificação das Células – tronco

TIPO

ORIGEM

POTENCIAL

Totipotente

Zigoto ou células - ovo

Geram um novo ser completo

Pluripotente (células -

Massa nuclear interna

Geram todos

tronco embrionárias)

do blastocisto

os tecidos do organismo

Multipotente (células -

Diversos tecidos do

Geram os

tronco adultas)

corpo

tecidos dos quais se originam

Totipotentes: implantadas no útero materno têm capacidade de originar um novo organismo. Seu único representante é o óvulo fecundado (zigoto), pois somente a partir dessa célula é possível surgir um individuo adulto. Pluripotentes: derivadas da massa celular interna de um embrião com cinco a sete dias de formação. Nessa categoria encontram–se as células– 5

tronco embrionárias, capazes de originar todas as células do corpo, mas desprovidas do potencial de formar um indivíduo pleno, pois não dão origem a anexos embrionários, como a placenta, essenciais ao desenvolvimento. Multipotentes: encontradas em estágios posteriores do desenvolvimento e que persistem após o nascimento. Também chamadas células-tronco adultas, encontram-se localizadas em regiões distintas do corpo e têm a capacidade de originar subtipos celulares, mas não todas as células do corpo. São de difícil isolamento e estão presentes em condições limitadas (Rehen, Paulsen.; 2007).

4.1.1. EMBRIONÁRIAS São derivadas diretamente dos tecidos pluripotentes dos embriões em estágio pré-implantacional. São assim denominadas devido ao fato de que ao serem

expandidas

em

cultura

celular

mantém

suas

características

pluripotenciais e dão origens a diversos tipos celulares presentes no embrião e no adulto. Tais células são muitas vezes descritas como totipotentes, referindose a sua capacidade de dar origem aos três folhetos embrionários. No entanto, tais células não são capazes de regenerar um blastocisto, não sendo, portanto capazes de produzir um embrião completo. Assim, o termo totipotente dever ser aplicado somente ao zigoto e os blastômeros nas fases iniciais de clivagem (Carmo, Santos; 2007). Nos adultos, as células-tronco persistem nos tecidos e têm a função de reparo de lesões e regeneração tecidual. Certa população de células é mantida nos tecidos, porque, muitas quando atingem sua diferenciação terminal (aquisição de suas características finais), perdem a capacidade de divisão mitótica, dessa forma podem ser degradadas e, por isso, substituídas. Tais populações de células-tronco que persistem ao longo da vida do indivíduo, são denominadas células-tronco somáticas (Carmo, Santos, 2007).

4.1.2. ADULTAS A capacidade regenerativa, mesmo que restrita a alguns órgãos, sempre chamou a atenção dos pesquisadores. São células responsáveis pela manutenção de diversos tecidos e, com certas limitações, pela recuperação de órgãos lesionados. Quando se dividem, essas células podem dar origem a 6

células idênticas a elas (auto-renovação) ou ainda gerar células maduras e específicas ao tecido de onde se originaram (Rehen, Paulsen, 2007). As células adultas podem ser divididas em dois tipos principais: hematopoiéticas (responsáveis pela formação dos diferentes tipos celulares sanguíneos), e mesenquimais (podem formar tecido cartilaginoso, ósseo, adiposo e muscular). Foram descritas primeiramente, no estroma da medula óssea. Ambas podem ser encontradas na medula óssea, mas a última, também pode ser encontrada em outros tecidos. Devido a sua função de manutenção de tecidos adultos e de resposta a lesões do organismo, atribui-se as células-tronco adultas um grande potencial terapêutico, no tratamento das mais variadas doenças, como diabetes, doenças autoimunes, na Hematologia, na Oftalmologia e na regeneração de lesões provocadas por acidentes. (Carmo, Santos, 2007). Células-tronco podem permanecer em estado quiescente até a fase adulta, através da autorreplicação, ou diferenciar-se em diversos tecidos a partir da expressão de determinados genes e exercerem funções especificas. Essas células podem ser utilizadas na terapia de várias doenças, cujos resultados obtidos até então são bastante otimistas, o que faz acreditar que essas células representam a terapia do futuro, podendo significar fontes promissoras na regeneração

dentino–pulpar,

periodontal,

bem

como

para

a

cura

de

determinadas doenças e ainda no desenvolvimento de novos dentes (Soares, 2007). A razão pela qual é importante a distinção entre as embrionárias e adultas é por que estas células tem um potencial diferente para se desenvolverem em várias células especificas, isto é, plasticidade. Tradicionalmente, a plasticidade das células embrionárias parecia ser muito maior do que a de células – tronco adultas, mas estudos recentes indicam que as células adultas tem uma maior plasticidade do que se imaginava. A plasticidade define a sua capacidade de produzir células de diferentes tecidos. Quanto maior a plasticidade mais valiosas são para o desenvolvimento de novas terapias celulares. Em diversos tecidos do organismo as células-tronco estão presentes em um elevado potencial de diferenciação. Estas células podem ser classificadas pela sua fonte em: células-troncas autólogas, que são obtidas a partir do mesmo indivíduo a quem será implantada; alogênicas, que são originárias de um doador

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da mesma espécie, e células xenogênicas, que são isoladas de indivíduos de outra espécie. Diversos estudos têm isolado células-tronco indiferenciadas derivadas da polpa dentária. A identificação dessa população celular nos tecidos dentários tem estimulado o interesse no potencial regenerativo e na sua aplicabilidade na engenharia tecidual ou bioengenharia. (Morandini et al, 2008).

4.1.3. MESENQUIMAIS São derivadas da medula óssea humana (HMSC), também conhecidas como células-tronco esqueléticas, células estromais da medula óssea ou, células estromais mesenquimais multipotentes, são um grupo de células alonogênicas, presentes no estroma da medula óssea, capazes de diferenciação em várias linhagens de células do tipo mesodérmico e, possivelmente, mas ainda

parte

de

assunto

controverso,

em

outros

tipos

celulares

não

mesodérmicos, como células neurais ou hepatócitos. Estas células, quando submetidas a diferentes estímulos, foram descritas como capazes de diferenciações como osteogênica, condrogênica, adipogênica, neurogênica e cardiogênica. As MSCs situam-se na fração estromal da medula óssea, que provê um microambiente que suporta a hematopoese. De fato, estas células fornecem o suporte do estroma para o crescimento e diferenciação de células-tronco hematopoéticas e para a hematopoese (Bydlowsk et al.; 2009).

4.2. FATORES DE CRESCIMENTO São

normalmente

produzidos

para

recrutar

células

implantadas

saudáveis, no entanto, num ambiente como o interior de um dente, onde os tecidos tem uma capacidade regenerativa muito baixa ou a regeneração de tecidos não ocorre frequentemente, os fatores de crescimento devem ser fornecidos exogenamente para criar a atividade celular desejada e, portanto, apropriada regeneração pulpar (Sun et al.; 2011). Os fatores de crescimento são proteínas que se ligam aos receptores na célula e induzem a proliferação e/ou diferenciação celular. Muitos fatores de crescimento são bastante versáteis, estimulando a divisão celular em numerosos tipos celulares, enquanto outros são mais específicos. Na maioria das vezes, os nomes dados a cada fator de crescimento tem pouco a ver com 8

as funções mais importantes, e existem por causa das circunstancias históricas em que surgiram (Murray et al.; 2007, Bansal et al.; 2011, Sun et al.; 2011). Atualmente, uma grande variedade de fatores de crescimento foi identificada, com funções especificas que podem ser usados como parte de tratamentos de células estaminais e de engenharia de tecidos. Muitos fatores de crescimento podem ser usados para controlar a atividade das células estaminais, como, aumentar a taxa de proliferação, induzir a diferenciação celular num outro tipo de tecido, ou estimular as células para sintetizar matriz mineralizada. Duas famílias importantes de fatores de crescimento que desempenham um papel vital, são o fator de crescimento transformados (TGF) e a proteina morfogenica óssea (BMPs produtora de dentina terciária). TGF – B1 e B3 são importantes na ativação celular para diferenciação odontoblastica e estimulação da secreção de matriz dentinária. Estes fatores de crescimento são secretados por odontoblastos e são depositados dentro da matriz da dentina, onde permanecem protegidos numa forma ativa através da interação com outros componentes da matriz extracelular. A adição de fracções protéicas de dentina purificada estimula um aumento de secreção de dentina terciária na matriz, sugerindo que o TGF-B1 esta envolvido na sinalização do dano causado e na reação de cicatrização dentária. (Murray et al 2007, Bansal et al 2011, Sun et al 2011).

4.3. CÉLULAS-TRONCO E A ODONTOLOGIA Atualmente existe uma grande busca por novas terapias de reconstrução do Periodonto destruído pela doença Periodontal, recentes técnicas de Engenharia tecidual, baseadas na biologia de células-tronco ou bioengenharia, têm sido propostas. As células mesenquimais indiferenciadas, ou células-tronco como são conhecidas, têm sido objeto de várias pesquisas recentes, sendo tratadas por diversos profissionais da área da saúde como um importante artifício para combater múltiplas doenças, principalmente aquelas que desafiam a ciência há muito tempo. O destaque para a utilização dessas células é atribuído a sua capacidade de autorrenovação e de diferenciação em vários tipos celulares, de acordo com o estímulo recebido (Alves et al.;, 2010). A terapia com células-tronco adultas geralmente é precedida pela compreensão de todas as suas propriedades, o controle de sua proliferação e os 9

fatores que determinam sua diferenciação. A regeneração de um órgão dentário não é simples, pois seu desenvolvimento é determinado por interações complexas e inúmeros fatores de crescimento e, ainda, a diferenciação celular está ligada a mudanças morfológicas no decorrer da formação do germe dentário. Tem sido proposta a utilização de células-tronco adultas em diversas áreas da Odontologia (Soares et al; 2007) O principal potencial de diferenciação das células dentárias recai sobre a formação de dentina e dos tecidos associados ao Periodonto, independente de essas células serem derivadas da polpa, do ligamento periodontal ou do folículo dentário. As células mesenquimais dentária podem ser divididas em dois grupos distintos quanto ao potencial de diferenciação. O primeiro grupo associado à polpa dentária consiste nas células – tronco da polpa, do dente decíduo esfoliado e da papila apical; o segundo grupo abrange as células-tronco do ligamento periodontal e as células progenitoras do folículo dentário que estão relacionadas ao ligamento periodontal (Morsczeck et al 2008). O primeiro relato da identificação de células-tronco no tecido pulpar ocorreu no ano de 2000, sendo usado isoladamente uma população de células clonogênicas com rápida capacidade proliferativa da polpa dentária humana de um dente permanente. Essas células apresentaram in vitro uma capacidade proliferável com a das células-tronco da medula óssea, demonstrando que elas tinham a capacidade de regenerar tecidos. A partir dessas características, foi possível concluir que essa população celular tratava de células adultas, assim utilizada a definição como células tronco da polpa dentária (DPSC) (Gronthos et al.; 2000). As células da polpa dentária apresentam características similares às das células–tronco

da

medula

óssea,

sendo

ambos

os

tipos

celulares

indiferenciados. As células da polpa dentária têm ainda a capacidade de se diferenciar em células semelhantes aos odontoblastos (Morsczeck et al.; 20008).

4.3.1. DESENVOLVIMENTO DENTÁRIO É um processo complexo, o primeiro sinal de desenvolvimento dentário é o espessamento do epitélio oral que se transforma em um botão. As células mesenquimais se condensam ao redor desse botão e, durante os estágios de

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capuz e campânula, o epitélio se organiza, conforme a morfologia do dente que está em formação (Thesleff, Sharpe, 1997). Durante o estágio de campânula, já é possível identificar o germe dentário, que consiste do órgão do esmalte, da papila dental e do folículo dentário. A papila dental dará origem à polpa e aos odontoblastos, enquanto que o folículo dentário dará origem aos cementoblastos e às fibras do ligamento Periodontal (Cate, 2001). Todos os tecidos em desenvolvimento, a morfogênese ocorre no contexto de extensivo crescimento e localização exata, o que determina que a morfogênese e a divisão celular ocorram de forma extremamente coordenada. A dentina é composta de colágeno, sialofofoproteína dentária (DSP), matriz dentária e hidroxiapatia. A dentina possui estrutura tubular e mantém uma intima relação com a polpa através dos prolongamentos odontoblástcos. Ela circunda a polpa, que é um tecido rico em fibroblastos, vasos sanguíneos e nervos, e sua porção externa usualmente é recoberta por uma camada de esmalte (Margaritis et al.; 2009). Durante a formação da dentina, os prolongamentos odontoblástcos se retraem e ficam distantes da lâmina basal, acompanhando o movimento celular. Após a deposição da dentina, é possível observar a formação de túbulos. A prédentina da raiz contém fibras colágenas dispersas, ao passo que, na coroa, elas são espessas, organizadas de forma mais densa e normalmente paralelas aos processos odontobásticos. (Smith et al; 2008).

O epitélio dentário se divide em epitélio externo e interno do esmalte, de onde se diferencia os ameloblastos, enquanto que as células ectomesenquimais da papila dental se diferenciam nos odontoblastos. Estas células darão origem ao esmalte e à dentina. O esmalte é o tecido mais duro do corpo humano. É composto por mais de 90% de hidroxiapatia e não possui colágeno em sua composição. As principais proteínas do esmalte são a amelogenina, a amelobastina, a enamelina e a tuftelina. (Smith, Lesot, 2001). A principal função da polpa é a de produzir dentina, incluindo sua forma primária durante o desenvolvimento inicial do dente, a secundária ao longo da vida do dente e a terciária quando da presença de um estímulo nocivo. Os 11

odontoblastos se encontram alinhados na periferia da polpa, próximos à camada interna de dentina. A característica da polpa de ser um tecido altamente vascularizado com uma grande quantidade de nervos mineralizados e não mineralizados está relacionada com suas outras duas funções principais: nutrir a dentina e agir como um biosensor para a detecção de estímulos mínimos. Anatomicamente, a polpa é praticamente toda recoberta por dentina. A única conexão entre a polpa e o tecido circundante é através do forame apical. A maioria dos vasos sanguíneos e linfáticos da polpa passa pelo forame, o que faz do ápice a principal via de nutrição do tecido pulpar. Em alguns dentes, há inúmeras pequenas aberturas de canais laterais, localizados próximo ao forame apical. Esse acesso limitado a ambiente restrito diminui a capacidade de recuperação da polpa frente a uma agressão (Demarco et al.; 2011). A polpa dentária contém uma população heterogênea de células, dentre elas fibroblastos, células inflamatórias e do sistema imune, nervos, vasos e células perivasculares, sendo um tecido conjuntivo com capacidade de reagir às agressões dentárias com formação de dentina reparadora por novos odontoblastos. A partir desta constatação, estudos foram conduzidos para mostrar a presença de células indiferenciadas, as chamadas células-tronco (Miura et al; 2003). Se os estímulos são leves ou progridem lentamente, como ocorre nos casos de pequenas lesões cariosas, atrição, erosão, ou pequenas fraturas, os odontoblastos normalmente sobrevivem e continuam a produção de dentina, permitindo a manutenção da atividade pulpar e protegendo os odontoblastos remanescentes. Quando os estímulos são fortes ou progridem rapidamente, como ocorre nos casos de cárie profunda, os odontoblastos primários são destruídos. Nestes casos, os odontoblastos, que são células pós-mitóticas e diferenciadas, não têm mais a capacidade proliferativa para a reposição dos odontoblastos destruídos,

nem

de produzir mais dentina. Sob

essas

circunstâncias, células mesenquimais indiferenciadas da polpa dentária podem se diferenciar em odontoblastos e secretar dentina terciária (Demarco et al; 2011). Após a formação da coroa, da deposição da dentina coronária e da matriz extracelular do esmalte, inicia-se o processo de desenvolvimento da raiz dentária. A porção mais apical do germe dentário prolifera durante o período de 12

formação radicular, gerando células responsáveis pela formação da polpa radicular e do Periodonto. Esta porção passa a ser denominada Bainha Epitelial de Hertwing (BEH). A bainha epitelial, derivada das células da alça cervical do órgão do esmalte, prolifera apicalmente, estabelecendo os limites entre a polpa e o periodonto. Esta estrutura epitelial é responsável pela determinação da forma radicular, bem como do periodonto. A bainha epitelial é considerada a principal região controladora do desenvolvimento radicular, uma vez que ela desaparece assim que a raiz está completamente formada. As células pulpares que estão em contato com a BEH são estimuladas para a diferenciação e odontoblastos, que produzirão a dentina radicular. Após, a BEH se desintegrar e é sugerido que algumas células do folículo dentário possam se diferenciar em cementoblastos. A deposição da dentina radicular e do cemento continuam depois da erupção do dente. A formação da raiz dentária humana normalmente se completa entre 2 a 3 anos após a erupção do dente. Há similariedades entre os eventos que ocorrem durante a dentinogênese coronária e radicular. Os pré odontoblastos se alinham ao longo da lâmina basal, separando – se do respectivo epitélio, sendo que os odontoblastos mais apicais são menos diferenciados na matriz dentinária (Ding et al, 2009). Os ameloblastos e os odontoblastos são células exclusivamente dentárias que se diferenciam de forma terminal durante o estágio de campânula. Esta característica faz com que eles não tenham mais a capacidade de proliferar a fim de repor as células que foram lesadas de forma irreversível. A papila apical é um tecido do tipo embrionário, localizado na porção apical da raiz em formação, tendo a presença de uma zona rica em células (Ding et al, 2009).

4.3.2. CÉLULAS – TRONDO DA POLPA DENTÁRIA As

células

pluripotentes

ou

multipotentes

são

capazes

de

se

diferenciarem em diversos tecidos, bem como as de polpa dentária, se mostram muito promissoras como ferramentas terapêuticas, pois exibem grande plasticidade e podem ser isoladas e manipuladas de modo reprodutível. Os dentes, naturalmente, oferecem uma fonte de células-tronco em quantidade suficiente para potencial aplicação clinica. Para utilização em pesquisa, há a vantagem de as amostras serem acessíveis; diferentemente das totipotentes, 13

que são provenientes de células germinativas embrionárias derivadas da prega genital do feto de 5 a 10 semanas e também por transferência de núcleo somático em adultos. Percebe-se que mesmo com todos os avanços jurídicos, as totipotentes ainda suscitam dificuldades na prática da pesquisa; e por isso, o incentivo a fontes de células-tronco pluripotentes ou multipotentes, como são as células da polpa, são justificáveis e importantes. De fato, as células pulpares não motivam conflitos éticos ou religiosos sobre o seu uso e pesquisa, por que são utilizados dentes previamente indicados para exodontia, e que seriam descartados. Por isso muitos cientistas estão sendo estimulados a trabalhar com pluripotentes. Pesquisa com células-tronco somente poderá ser efetivada quando os procedimentos estiveram estabelecidos com eficiência, eficácia e segurança. Para isso, as pesquisas são fundamentais, nos seus vários estágios de testes. Sistematizar os conhecimentos e estabelecer protocolos de preservação celular são requisitos a serem estabelecidos para se promover maior acessibilidade no seu uso. Verificou – se que atualmente, é possível isolar células da polpa dentária humana, multiplicá-las e induzir sua diferenciação em vários tecidos; por exemplo, em tecido ósseo, adipócitos, complexo dentino-pulpar, raízes funcionais, dente completo, hepatócitos, folículo piloso, músculo cardíaco, neurônios e até em córnea.

As pesquisas de

isolamento de células-tronco de polpa dentária humana não detectaram diferenças que pudessem ser atribuídas à idade ou ao sexo do doador (Laino, 2006). No entanto, há interferências quando se comparam dentes decíduos a permanentes (Miura, 2003), se o dente estava ou não exposto ao meio bucal (Balic, 2010), as condições pulpares (Wang, 2010). As mesenquimais foram encontradas na polpa de dente de leite de seres humanos. Essa descoberta traz nova fonte de células tronco adultas para eventual utilização em medicina regenerativa. A grande expectativa que envolve essa descoberta está em seu processo de obtenção não invasivo: toda criança perde os dentes de leite entre os seis e 12 anos, fazendo sua obtenção muito mais simples. Bancos para o armazenamento de células – tronco da polpa de dente poderão ser criados, possibilitando sua utilização no futuro por um grande numero de pessoas (Paulsen, Rehen, 2007). A doação desse material é realizada através dos responsáveis, em primeiro lugar após entrar em contatos com os pesquisadores, os responsáveis 14

pela criança recebem um kit de doação contendo as explicações básicas e um liquido especial para preservar o dente, em segundo logo depois que o dente sai da boca, ele deve ser colocado nessa substancia, para evitar que as células sejam contaminadas ou inutilizadas. O material precisa ir para a geladeira. Em terceiro, no laboratório, a polpa dental é retirada, a polpa é colocada em uma placa contendo um meio nutritivo misturado a fatores de crescimento para que as células proliferem. O próximo passo é o isolamento das células-tronco, utilizando partículas magnéticas associadas a anticorpos, que reconhecem moléculas da superfície dessas células. Em seguida, pode – se induzir a diferenciação dessas células em tipos celulares de interesse terapêutico, outra possibilidade é conservá-las congeladas para uso em futuros tratamentos. (Jornal folha de São Paulo, 2012).

Tabela 2. Classificação das células–tronco de origem dentária. Até o momento,

cinco

tipos

de

células-tronco

dentárias

foram

isoladas

e

caracterizadas (Huand, 2009).

As DPSCs da polpa são consideradas as células lógicas de escolha. Além das duas principais propriedades (auto renovação e diferenciação), as DPSCs possuem ainda Células - tronco da polpa dentária (DPSCs)

vantagens associadas à sua aplicação em engenharia de tecidos: o acesso ao local de coleta destas células é de fácil acesso, a extração de células - tronco do tecido pulpar é altamente eficiente, têm uma capacidade de diferenciação extensiva e boa interatividade com os biomateriais. As SHED são adquiridas a partir de um tecido que é "descartável" e de fácil acesso, os melhores candidatos para SHED são caninos e incisivos moderadamente

Células - tronco de dentes decíduos (SHED)

reabsorvidos com a presença de polpa saudável. Demonstrando uma maior capacidade de proliferação, uma oferta abundante de células e uma coleta celular indolor com invasão mínima. Sendo assim, as SHED uma opção desejável como uma fonte de células para a endodontia regenerativa.

15

As SCAP têm maior taxa de proliferação, em comparação com as DPSCs. Parecem ser a fonte dos odontoblastos primários, que são responsáveis pela formação da Células - tronco da papila

dentina radicular, enquanto as DPSCs são a fonte

apical (SCAP)

provável dos odontoblastos de substituição. As SCAP representam as células progenitoras, e assim são uma fonte de células estaminais mais adequada que as DPSCs e SHED, mais requerem investigação adicional. Para a regeneração do periodonto, são melhores as

Células - tronco do ligamento

PDLSCs como fonte de células - tronco, em comparação

periodontal (PDLSCs)

com células isoladas partir da polpa. Um ligamento periodontal viável é gerado a partir das PDLSCs.

Células do folículo dentário (DFPCs)

Todas as células-tronco demonstram multipotencialidade e capacidade para regenerar múltiplos tecidos dentários e peiodontais in vitro e in vivo (Huang 2009). De entre estas células, todas, exceto as SHED são de dentes permanentes. Estas células dentárias são consideradas mesenquimais (MSCs) e possuem diferentes capacidades para formarem tecidos específicos. Estas células in vivo expandidas podem-se diferenciar em células odontoblasticas e produzir tecido dentinário em ambos os estudos in vitro e in vivo (SUN, 2010). Células-tronco, são isoladas de um tecido especifico, e possuem potentes capacidades de se diferenciarem em células odontogênicas, no entanto, também tem a capacidade de dar origem a outras linhagens celulares, semelhantes, mas diferentes na potencia, às células estaminais da medula óssea. De ambas as células DPSCs e SHED, são relatadas que tecido semelhante

ao

do

complexo

dentino-pulpar

pode

ser

regenerado

e

posteriormente utilizado para regeneração endodontica. As SHED são adquiridas a partir de um tecido que é “descartável” e de fácil acesso, os melhores candidatos para SHED são caninos e incisivos moderadamente reabsorvidos com a presença de polpa saudável. Em crianças, outras fontes de células estaminais de fácil acesso são: os dentes supranumerários, os

16

mesiodens, dentes decíduos retidos associados à falta de dentes permanentes, molares extraídos por indicações ortodônticas, entre outros. As SHED demonstram maior capacidade de proliferação, uma oferta abundante de células e uma coleta celular indolor com invasão mínima. Assim, as SHED poderiam ser uma opção desejável como uma fonte de células para a endodontia regenerativa, no entanto, em comparação, as DPSCs apresentam maior inclinação para a linhagem neuronal. As células estaminais também são isoladas de dentes em envelhecimento, mais observou-se que o numero de células e sua taxa de proliferação diminui com a idade e é máxima apenas quando a coroa é formada (gérmen dentário) (Huang, 2009). As SCAP têm maior taxa de proliferação, em comparação com as DPSCs. Parecem ser a fonte dos odontoblastos primários, que são responsáveis pela formação da dentina radicular, enquanto as DPSCs são a fonte provável dos odontoblastos de substituição. As SCAP representam as células progenitoras, e assim são uma fonte de células - tronco mais adequada que as DPSCs e SHED, mas requerem investigação adicional (Bansal, 2011). Para regeneração periodontal, são melhores as PDLSCs como fonte de células-tronco, em comparação com células isoladas a partir da polpa. Um ligamento periodontal viável é gerado a partir das PDLSCs (Bamsal, 2011). Células-tronco autólogas são relativamente fáceis de adquirir e fáceis de injetar com uma seringa (tratamento de injeção). Mas nesta técnica, as células têm baixa taxa de sobrevivência e podem migrar para locais diferentes dentro do corpo, possivelmente, levando a padrões aberrantes de mineralização. A solução para este problema é aplicar as células justamente com um scaffold (esqueleto) (Bansal, 2011). Deste modo, prova-se a vantagem da conjugação de dois métodos diferentes, de modo a obter uma maior eficácia na regeneração endodontica. De entre os vários tipos de células que foram contemplados, as DPSCs da polpa são consideradas as células lógicas de escolha. Além das duas principais propriedades (auto renovação e diferenciação), as DPSCs possuem ainda vantagens associadas à sua aplicação em engenharia de tecidos: é de fácil acesso o local de coleta dessas células. A extração de células-tronco extensiva e boa interatividade com os biomateriais. A fácil gestão das DPSCs faz delas uma fonte de células viáveis promissora para um uso futuro em ensaios clínicos 17

humanos. Assim, observa – se que as células de origem dentária podem, potencialmente, ser utilizada para a regeneração dos tecidos do complexo dentino-pulpar e Periodontal. Mais importante ainda, a identificação dessas células fornece uma melhor compreensão da biologia pulpar e do ligamento periodontal de regeneração após uma lesão tecidual. Células multipotentes que residem nos espaços perivasculares da polpa madura, do ligamento periodontal ou da medula óssea têm o potencial de se diferenciarem em fibroblastos maduros, cementoblastos e osteoblastos para a regeneração dos tecidos Periodontais (Huang, 2008).

4.4.TÉCNICA

4.4.1. OBTENÇÃO DO TECIDO PULPAR Para a realização do procedimento é necessário um controle rigoroso da cadeia asséptica, devido à grande presença de microrganismos no meio bucal. A assepsia extrabucal, profilaxia intrabucal, bochecho com clorexidina 2%, em seguida, foi feita anestesia infiltrativa e gengival, sindesmotomia e retirada das unidades com um fórceps, com um mínimo de tempo e contato com a saliva. Quaisquer resíduos de tecido mole foram retirados e as unidades foram imediatamente colocadas em recipientes individuais contendo meio de cultura DMEM (Dublbecco’s modified Eagle médium, Gibco/NY) com 50mg/ml de gentamicina adicionadas entre 4 e 8ºC e encaminhadas para o laboratório para isolamento das células. (JESUS, SOARAES, NOGUEIRA, et al; 2011). O tecido pulpar deve ser retirado imediatamente após a remoção do dente para não perder suas propriedades estruturais. Em casos de extração de dentes permanentes, necessita a realização do exame radiográfico, a fim de verificar as condições sistêmicas e locais de saúde (Jesus et al, 2011).

4.4.2. ISOLAMENTO, SELEÇÃO E EXPANSÃO DAS CÉLULAS-TRONCO MESENQUIMAIS Todo o procedimento de retirada da polpa e cultura celular foi realizado em fluxos laminares verticais. O acesso à câmara pulpar foi feito, quando necessário, com discos diamantados (KG Sorensen, São Paulo, SP, Brasil) em 18

baixa rotação, sob irrigação constante, sendo o tecido pulpar retirado com o auxílio de curetas e limas endodônticas. Uma limitação encontrada foi a pequena quantidade de tecido pulpar obtido. Das quatro unidades dentárias extraídas, uma já não tinha tecido pulpar e as demais apresentaram pequena quantidade de polpa e, consequentemente, disponibilizaram poucas células para o início do cultivo. O tecido obtido foi imediatamente acondicionado em garrafas de cultura, com meio Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado com 10% de soro bovino fetal (SBF; Cultilab, Campinas, SP, Brasil) e armazenadas em estufa a 37ºC e 5% de CO2 para proliferação celular e aderência à garrafa. A troca do meio completo foi feita a cada três dias, durante um período aproximado de 10 dias, quando a cultura obteve cerca de 80-90% de confluência, sendo acompanhada por meio de microscópio óptico invertido. As células-tronco, após adesão à superfície plástica, apresentaram uma forma inicial ovoide, que evoluiu durante as primeiras 24 horas para uma forma fibroblastoide, que se manteve até a confluência. Ao longo das trocas, as mesenquimais aderentes foram selecionadas, enquanto as células suspensas no meio de cultura foram sendo descartadas. Após confluência da cultura, foi realizada a liberação das células da superfície plástica, para permitir a continuidade da proliferação e a criopreservação de parte das células. Para liberar as células, foi feita a troca do meio, por duas vezes, com solução salina estéril e, após a remoção da solução salina, foi adicionada solução de tripsina a 0,25% (Invitrogen, São Paulo, SP, Brasil), durante 2-5 minutos, para que as ligações das células à matriz extracelular fossem desfeitas, permitindo o desprendimento das células da superfície plástica da garrafa de cultura. Após confirmação do desprendimento das células, por observação em microscópio óptico invertido, a enzima foi inativada pela adição de meio completo. O meio da garrafa, contendo as células, foi então coletado utilizandose uma pipeta e centrifugado a 1.500rpm por 10 minutos. O sobrenadante foi desprezado e o pellet de células ressuspendido em 1ml de meio DMEM suplementado com 10% de SBF. Nesse momento, uma parte das células foi separada para criopreservação em nitrogênio líquido, para estudos posteriores e possíveis utilizações terapêuticas, enquanto o restante foi utilizado para continuidade da cultura, permitindo a caracterização in vitro. Para a criopreservação, foi respeitada a concentração máxima de 106–107 células por 19

tubo, sendo adicionado um volume final de 1ml, sendo 900μl de meio completo contendo as células e 100μl de dimetilsulfóxido (DMSO). Os tubos de criopreservação foram submetidos a abaixamento criostático, variando a temperatura de 4ºC a -80°C por 24 horas e, posteriormente, foram estocados em nitrogênio líquido. (Jesus et al 2011).

4.5. POTENCIAL REGENETATIVO Resulta na restituição completa do tecido perdido ou lesado, o reparo pode restaurar algumas estruturas originais, mas pode causar desarranjos estruturais. Em tecidos saudáveis, a cura, na forma de regeneração ou reparo, ocorre praticamente após qualquer insulto que cause destruição tecidual e é essencial para a sobrevivência do organismo. A regeneração refere-se também a proliferação de células e tecidos para substituir estruturas perdidas. Para a regeneração Endodontica, as células mais promissoras são as células-tronco adultas autólogas, uma vez que há menos hipóteses de rejeição imunológica e demonstram maior afinidade para a estrutura dentária. A coleta de células do próprio paciente torna o procedimento menos caro e evita preocupações éticas e legais. No entanto, em alguns casos, as células do doador adequado podem não estar disponíveis, é o caso de pessoas muito doentes ou idosas (Bansal, 2011).

4.6. ENGENHARIA TECIDUAL Aplicação de princípios de engenharia, química e biologia objetivando o reparo, restauração ou regeneração de tecidos vivos, por meio da utilização de biomateriais, células e fatores de crescimento, sozinhos ou em combinação (Laurencin, 1999). Engenharia tecidual é um campo multidisciplinar em emergência que vem para provocar uma revolução na maneira como devolvemos a saúde e qualidade de vida a milhões de pessoas no mundo, seja restabelecendo, mantendo ou otimizando a função de um tecido ou órgão (Sipe, 2002). No caso da bioengenharia periodontal busca-se especificamente o reparo de osso alveolar, cemento associado ao dente e ligamento Periodontal (Slavkin, Bartyold, 2006). A regeneração depende de quatro componentes básicos: moléculas

sinalizadoras

apropriadas

(fatores

de

crescimento),

células, 20

suprimento sanguíneo (nutrição) e um arcabouço (scaffold) para guiar e criar estrutura tridimensional. In vitro, as células da polpa dentária de molares inclusos

mostraram

grande

potencial

osteogênico

e

dentinogênico

e

incapacidade de se diferenciar em condrócitos e adipócitos, enquanto as DPSC de molares irrompidos tiveram o potencial osteogênico e dentinogêncio diminuídos e a capacidade de se diferenciar em odontoblastos, osteoblastos, apócitos e condrócitos aumentada (Balic, 2010). Usando a engenharia de tecidos e DPSC, foi possível regenerar o complexo dentino-pulpar (Yu, 2006), gerar raízes funcionais (Sonoyama, 2006) e ate mesmo produzir um dente completo (Nakao, 2007). Alem disso, as DPSC foram eficientes na regeneração de tecido ósseo (Nakamura, 2005; Otali, 2007; Costa, 2008). Um dente inteiro foi criado pela bioengenharia utilizando – se uma única dissociação celular derivada de um germe de incisivo de rato. Tecidos epiteliais e mesenquimas foram isolados; e suas células dissociadas e colocadas em alta densidade em gel de colágeno para cultura de órgãos. Múltiplos incisivos foram formados in vitro. Odontoblastos, dentina, túbulos dentinários, ameloblastos, esmalte, polpa, raiz, vasos sanguíneos, osso alveolar e ligamento periodontal foram devidamente organizados. Ao se repetir a experiência com os germes de molares, foi obtido o mesmo resultado, mas os dentes apresentavam forma de molares. Quando os autores usaram células de um germe de dente na fase de campânula, não foi possível formar um novo dente, sugerindo que o potencial de auto-organização celular é perdido durante a organogênese. Eles também conseguiram replicar a organogênese dentária quando fizeram um transplante em um alvéolo dentário in vivo. E foi gerado um dente estruturamente completo, inclusive, com a penetração de vasos sanguíneos e fibras nervosas. Dessa forma sendo possível produzir diversos órgãos do esmalte em um único germe (Nakao, 2007). A reconstrução de um dente completo sempre foi testada usando célulastronco adultas. Embora não seja discutido nos artigos citados, é possível sugerir que as células-tronco embrionárias precisam de um numero maior de fatores para induzir sua diferenciação completa, porque eles estão em um estágio inicial de desenvolvimento.

21

As células da polpa dentária e as células do estroma da medula óssea de ratos foram comparadas em sua capacidade de gerar tecidos dentais. Essas células foram co-cultivadas com células epiteliais da fase de botão de incisivos de ratos, fornecendo um microambiente favorável pela interação entre as células epiteliais e mesenquimais. Verificou-se a presença de células epiteliais induziu a diferenciação de odontoblastos em ambos os tipos de células-tronco. No entanto, apenas as DPSC foram capazes de induzir a diferenciação de células epiteliais em ameloblastos. Alem disso a mineralização observada em experimentos com DPSC era mais abundante e mais rápida do que com BMSSC. Por conseguinte, DPSC foram consideradas melhores candidatas para a regeneração dentária (Yu, 2007).

4.7. VANTAGEM DO USO DE CÉLULAS-TRONCO EXTRAIDAS DA POLPA DENTAL O seu fácil acesso e o fato de não serem órgãos vitais, que normalmente são descartados após a esfoliação, provêm um atrativo para testes de segurança e viabilidade terapêutica, Estudos realizados com essas células ressaltam uma grande capacidade de proliferação e de indução de regeneração tecidual, mas ainda existem limitações em relação à quantidade de células disponíveis e também quanto à técnica de coleta e cultura celular.

4.8. DESVANTAGEM Não existem desvantagens no uso de células-tronco da polpa dentária, uma vez que o material seria jogado fora e o procedimento de retirada desse órgão não é de risco ao paciente, não se encontra motivos existentes na literatura que demonstram desvantagens da extração e aplicação em laboratório dessas células. Bem como, o uso clinico das terapias com células-tronco somente poderá ser efetivo quando os procedimentos estiverem estabelecidos com eficiência e segurança. Para isso, as pesquisas são fundamentais, nos seus vários estágios de testes. Sistematizar os conhecimentos e estabelecer protocolos de preservação celular são requisitos que precisam ser estabelecidos para se promover maior facilidade e acessibilidade no seu uso (Araújo, 2011).

22

4.9. APLICAÇÕES TERAPÊUTICAS A polpa dentaria como fonte de células-tronco foi uma grande descoberta. O potencial de utilização das células em reconstruções, regenerações e reparo tecidual tem motivado muitas pesquisas a seu respeito (Volpini et al.;, 2010). As múltiplas perspectivas na utilização das células pulpares, a acessibilidade e a possível criopreservação fazem delas promissoras fontes de células - tronco para banco de células (Graziano et al 2006). Na pratica Odontológica, muitos dentes com vitalidade pulpar são extraídos ou perdidos por várias razões (indicação Ortodôntica, Periodontal, Avulsão, Esfoliação). Estes dentes são comumente descartados, quando poderiam ainda ser fontes de células-tronco armazenáveis para diversas aplicações

futuras

(Soares,

2007).

Os

consultórios

Odontológicos

frequentemente não estão preparados para executar os procedimentos de criopreservação, seria necessário que o dente fosse encaminhado a serviços laboratoriais especializados para posterior processamento. Não há registros na literatura a respeito do tempo que as células pulpares ainda permanecem viáveis após a exodontia. A regeneração da polpa dentária será uma das primeiras terapias envolvendo a engenharia de tecidos com células – tronco. Isto é devido à menor complexidade da reconstrução somente do tecido pulpar do que de um dente inteiro (Zhang, Yelick, 2010). Embora os testes de regeneração da estrutura da polpa dentária já tenham sido realizados, ainda restam desafios importantes como promover uma nova inervação e vascularização de uma câmara pulpar química e mecanicamente preparada e desenvolver técnicas de controle de tamanho, forma e cor para a reconstrução completa de um dente (Zhang, Yelick, 2010). A quantidade de dentina e tecido pulpar formados em laboratório excede largamente o que seria gerado durante a vida inteira do individuo. Isso porque as células extraídas de um único dente podem gerar inúmeras células a serem utilizadas em terapias reconstrutivas e regenerativas. A descoberta sobre células-tronco da polpa dentária nos levam a supor que essas células, provavelmente, contribuirão em muitas áreas da saúde no futuro (Araujo, 2010). Além da reconstrução e formação de dentes, estudos demonstram que a partir da extração de células – tronco da polpa dentária podem ser usadas para 23

tratar doenças periodentais, congênitas, oculares, entre outras, devido serem encontradas grande numero de células mesenquimais no tecido pulpar, sendo ela de autorenovação e podendo gerar diversas linhagens celulares. As célulastronco extraídas da polpa dentária são adultas, mas possuem origem ectomesenquimal e com características de especialização em diferentes tecidos semelhantes às células-tronco embrionárias, o que é de suma importância para o tratamento e reparação tecidual. “São células responsáveis pela manutenção da homeostasia e pela geração dos demais tipos celulares encontrados na polpa dentária, garantindo a integridade dos dentes.” O pesquisador acredita que, especialmente para a área odontológica, a utilização de células-tronco facilitará o tratamento com implantes porque auxilia na formação de tecido ósseo. E isso se dá tanto nas áreas em que foram instalados os implantes quanto em regiões em que seria necessária a colocação de enxertos. Outro ponto a ser avaliado tem a ver com o tratamento da reparação pulpar, como em quadros de pulpites reversíveis ou de exposições acidentais. Contudo, esse tema ainda demanda muito estudo, já que a cascata completa de diferenciação e formação do tecido pulpar ainda não foi completamente elucidada (Lizier, 2011).

24

5. DISCUSSÃO

Nesta revisão da literatura foram utilizados 49 artigos científicos, sendo 62% sobre a extração de células-tronco da polpa dentária, 15% sobre o uso de células-tronco e suas aplicações e 23 % sobre odontologia em pesquisas laboratoriais. Segundo Gronthos, a partir do ano 2000 foi realizado com sucesso o primeiro estudo em laboratório no qual ocorreu a extração de células da polpa dentária para avaliar o tipo de células encontrada neste determinado local e sua aplicação terapêutica (Gronthos, 2000). Estudos demonstram que as células extraídas da polpa dentária são de grande importância nas pesquisas atuais, devido sua grande proliferação celular e principalmente por a polpa ser encontrada em órgãos que não são vitais e acabam sendo descartado na infância. Segundo Wang outro fator de suma importância em pesquisas laboratoriais com célula-tronco são os fatores éticos e legais da manipulação destes materiais, de fato, as células-troncos pulpares não motivam conflitos éticos ou religiosos sobre o seu uso e pesquisa, por que são utilizados dentes previamente indicados para exodontia, e que seriam descartados. Por isso muitos cientistas estão sendo estimulados a trabalhar com células – tronco pluripotentes. Estudos demonstram que a principal função da polpa é a de produzir dentina, incluindo sua forma primária durante o desenvolvimento inicial do dente, a secundária ao longo da vida do dente e a terciaria quando da presença de um estimulo nocivo. Além das mesenquimais encontradas na polpa dentária para a diferenciação de outras linhagens celulares utilizadas em tratamentos de doenças, as células mesenquimas consegue se diferenciar em odontoblastos, assim levando estudos promissores para a regeneração odontológica. A extração desse material deve ser realizada dentro dos parâmetros adequados, onde segue-se um protocolo de assepsia adequado, para que não haja contaminação, devido à grande presença de microrganismos no meio bucal. Segundo Silvério estudos in vitro e in vivo das células mesenquimais derivadas de tecidos dentais e no seu potencial para promover regeneração dos 25

tecidos periodontais. Os primeiros resultados destacaram a necessidade de investigações adicionais para determinar a eficácia da expansão ex-vivo de células mesenquimais no reparo das estruturas dentais e tecidos periodontais, visto que, mesmo com as limitações de cada experimento, as células mesenquimais indiferenciadas do ligamento periodontal mostraram uma habilidade de originar estruturas semelhante são cemento radicular e ao ligamento periodontal. Contudo, como as referidas células são heterogêneas, devido a sua capacidade de proliferarem e se diferenciarem em células formadores do tecido periodontal, um número maior de pesquisas é necessário para investigar a função destas no processo de regeneração. Visando que os atuais estudos demonstram grande esperança do tratamento de doenças, utilizando células – tronco da polpa dentária para a regeneração de órgãos e tecidos, sendo assim, estudos com resultados promissores não apenas na odontologia, mais também em diversas áreas de estudos de regeneração e até mesmo a cura de determinadas lesões.

26

6. CONCLUSÃO

O presente estudo conclui que a polpa dentária é uma fonte promissora de células –tronco utilizadas em laboratório por sua

capacidade de

diferenciação celular e possíveis aplicações terapêuticas; pelo fácil acesso e extração dessas células, devido a segurança ao paciente, no qual não sofre nenhuma lesão com o procedimento de retirada do órgão dentário e o material é totalmente descartado. Além disso, não há implicação ética e limitação de sua utilização.

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GLOSSÁRIO

Alogênico: As células para tratamento derivam de um doador diferente do receptor. Há variantes, como doador aparentado (em geral irmão) ou não – aparentado. O sucesso desse procedimento depende em parte do grau de compatibilidade entre doador e receptor, mas a importância da compatibilidade varia muito consoante o tipo de transplante e a fonte de células.

Autólogo ou autogênico: São oriundas do mesmo individuo em que serão implantadas. Apresentam pouca ou nenhuma rejeição, com isolamento menos oneroso e sem implicações éticas e legais. Células – tronco mesenquimais: Células que podem ser isoladas da medula óssea, de tecido adiposo, de vários tecidos fetais e numerosos outros tecidos de adultos. As células – tronco mesenquimais têm capacidade de se diferenciar in vitro e in vivo em osteoblastos, em adipócitos, em condroblastos e em mioblastos. Células – tronco adulta ou somáticas: Tipo de célula – tronco obtida de tecidos após a fase embrionária (feto, recém nascido, adulto). As células – tronco adultas até agora isoladas em humanos são tecido especificas, ou seja, têm capacidade de diferenciação limitada a único tipo de tecido ou a alguns poucos tecidos relacionados. Células – tronco embrionária: Tipo de células – tronco pluripotente (capaz de originar todos os tecidos de um individuo adulto) que cresce in vitro na forma de linhagens celulares derivadas de embriões humanos. Células – tronco pluripotente: Tipo de célula-tronco capaz de originar todos os tecidos de um individuo adulto.

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Células – tronco totipotente: Tipo de célula – tronco capaz de originar todos os tecidos fetais (= célula-ovo ou óvulo fecundado, ou a células hibrida obtida por transferência de núcleo somático). Células – tronco oligopotentes:

Podem produzir células de uma única

linhagem. Células – tronco unipotentes: Produzem somente um único tipo celular maduro. Células – tronco: Tipo de células indiferenciadas, sem função específica podem diferenciar-se nos tecidos, capazes de multiplicar-se mantendo-se indiferenciadas por longos períodos (tanto in vitro como in vivo), mas que diante de estímulos específicos podem diferenciar-se em células maduras e funcionais dos tecidos. As células – tronco têm a propriedade fundamental de divisão assimétrica, ou seja, ao mesmo tempo que originam células precursoras com capacidade de diferenciação restrita a um determinado tecido, produzem células indiferenciadas que repõem a população de células – tronco.

Crista neural: Estrutura embrionária formada por células neuroectodérmicas que dá origem, aos gânglios sensitivos dos nervos cranianos e espinhais, além de várias outras estruturas.

Engenharia tecidual: Área do conhecimento que estuda o comportamento dos tecidos com o objetivo de sua utilização clínica, seja para substituir, restaurar ou aprimorar algum órgão.

Estroma: Tecido de sustentação de um órgão.

Heterogênea: Quando as células normais da medula óssea provêm do próprio individuo.

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In vitro: Expressão utilizada para designar processos biológicos que ocorrem fora dos sistemas vivos, em ambiente controlado e fechado de um laboratório e que são realizados normalmente em um recipiente de vidro. Plasticidade: Normalmente as células – tronco adultas de um tecido tem capacidade de diferenciação restrita àquele tecido do qual são derivadas. Plasticidade é definida como a capacidade de células – tronco de um tecido originarem células diferenciadas de outros tecidos (por exemplo, as células – tronco hematopoiéticas dando origem a células musculares cardíacas ou a hepatócitos), ou seja, a capacidade de transdiferenciação.

Sialofosfoproteína: É uma proteína precursora de três outras, que apresentam perfis estrutural e funcional próprios, denominadas de Sialoproteína dentinária (DSP), Glicoproteína dentinária (DGP) e Fosfoproteína dentinária (DPP).

Transdiferenciação: Uma alteração na diferenciação de uma célula de um tipo celular para outro. A transdiferenciação é a manifestação da capacidade de plasticidade das células - tronco adultas. Odontoblastos: São células pós – mitóticas, responsáveis pela secreção de dentina primária.

Xenogênico: As células ou tecidos para tratamento se originam de outra espécie animal, ou seja, qualquer procedimento de transplante, implante ou infusão, em pacientes humanos, de células, tecidos ou órgãos vivos de outra espécie; ou de fluidos corporais, células ou órgãos humanos que tenham tido algum tipo de contato fora do corpo com células, tecidos ou órgãos de outras espécies.

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Céls-tronco e a Odontologia