Mineralization markers expression in pulp response to BiodentineTM and mineral trioxide aggregate, in vitro and in vivo

A BiodentineTM, novo material composto principalmente de silicato tricálcio (Ca3SiO5), apresenta vantagens com relação ao MTA, como menor tempo de presa e uso como material restaurador temporário para esmalte e permanente para dentina. As diferenças no mecanismo de ação entre os dois materiais ainda não estão esclarecidas, assim, o objetivo deste estudo foi avaliar in vitro a viabilidade de células extraídas da polpa dental de humanos, bem como a expressão de diferentes marcadores da mineralização após o estímulo com BiodentineTM e MTA. Além disso, foi avaliada in vivo a expressão dos marcadores previamente observados após a realização de pulpotomia em dentes de cães. Nos experimentos in vitro foram utilizadas células da polpa dentária obtidas a partir de dentes extraídos por razões ortodônticas (n=6). As células foram plaqueadas na concentração de 1x105 células/poço e expostas aos materiais em diferentes concentrações (1:1, 1:10 e 1:100), por 24 e 48 horas. Ao fim dos períodos, foi realizado o Ensaio Colorimétrico MTT para verificação da viabilidade celular e o qRT-PCR para detecção de RNA mensageiro para osteopontina (SPP1), sialoproteína óssea (BSP), sialofosfoproteína dentinária (DSPP), fosfatase alcalina (ALP), proteína da matriz dentinária 1 (DMP1) e fator de transcrição relacionado ao Runt 2 (RUNX2). Os dados foram comparados por meio da análise de variância (ANOVA) de uma via seguido pelo pós-teste de Tukey ou Bonferroni (α = 0,05). Nos experimentos in vivo, foram utilizadas lâminas obtidas do banco de lâminas do Departamento de Clínica Infantil da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto, nas quais foi realizada pulpotomia com MTA (n=35) e BiodentineTM (n=52) em dentes de cães. Foram realizados ensaios de imunoistoquímica para osteopontina (OPN) e fosfatase alcalina (ALP) sendo a intensidade da marcação descrita como suave, moderada e intensa. Além disso, foi realizada imunofluorescência indireta para o fator de transcrição Runx-2, na qual a porcentagem de células positivamente marcadas foi calculada pelo software Image J. Ambas as análises foram realizadas nas regiões de ponte de tecido mineralizado e tecido pulpar. Os grupos foram comparados por meio do teste exato de Fisher ou qui-quadrado ou por análise de variância (ANOVA) de uma via, seguido pelo pós-teste de Tukey (α = 0,05). No estudo in vitro, após 24 e 48 horas, a diluição 1:100 de ambos os materiais não afetou a viabilidade celular (p > 0,05) em relação ao controle. Após 48 horas, MTA e BiodentineTM induziram a expressão gênica de SPP1, ALP e RUNX2 em relação ao controle (p 0,05). A BiodentineTM foi capaz de estimular marcadores da mineralização de forma semelhante ao MTA, porém mais intensamente, com maior formação de pontes de tecido mineralizado, o que poderia ser vantajoso a longo prazo nos casos de tratamentos endodônticos conservadores.BiodentineTM, a new material composed mainly of tricalcium silicate (Ca3SiO5), shows advantages compared to the MTA, as such less setting time and use as temporary restoring material to enamel and permanent to dentine. Differences in action mechanisms between the two materials are not clarified yet, therefore, the aim of this study was to compare the cellular viability of dental pulp cells when in contact with BiodentineTM and MTA in addition to the mineralization markers expression induced by both, in vitro and in vivo. For the in vitro experiments, dental pulp cells obtained from teeth extracted for orthodontic reasons (n=6) were used. The cells were plated in a density of 1x105 cells/well and exposed to both materials in different concentrations (1:1, 1:10 and 1:100), obtained from serial dilution of an initial extract (1:1), for 24 and 48 hours. At the end of the periods, the Colorimetric MTT Assay was used for cellular viability verification and the qRT-PCR for messenger RNA detection of osteopontin (SPP1), bone sialoprotein (BSP), dentin sialophosphoprotein (DSPP), alkaline phosphatase (ALP), dentin matrix protein 1 (DMP1) and Runt-related transcription factor 2 (RUNX2) was performed. Data were compared through analysis of variance (one-way ANOVA) followed by the Tukeys or Bonferroni post-test (α = 0.05). For in vivo experiments, histological slides derived from teeth of dogs, on which it was performed pulpotomy with MTA (n=35) and BiodentineTM (n=52), were obtained from a slides bank of Departamento de Clínica Infantil da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto. Immunohistochemistry for osteopontin (OPN) and alkaline phosphatase (ALP) were performed and the percentage of positively marked cells for the transcription factor Runx-2 by indirect immunofluorescence was calculated with the assistance of the software Image J. The groups were compared through the exact Fishers test or chi-square or analysis of variance (one-way ANOVA), followed by Tukeys post-test (α = 0.05). After 24 and 48 hours, the dilutions 1:100 of both materials did not affect the viability (p > 0.05) in comparison to control group. After 48 hours, MTA and BiodentineTM induced higher gene expression of SPP1, ALP and RUNX2 in comparison to control group (p 0.05). BiodentineTM was able to stimulate mineralization markers in a similar to MTA manner, but more intense, with greater formation of mineralized tissue bridges. These results indicate that BiodentineTM could be useful in long term in cases of conservative endodontic treatments