Evaluation of maxillary bones and apical periodontitis induced in ovariectomized rats subjected or not to treatment with bisphosphonate or cathepsin K inhibitor

O objetivo do presente estudo foi avaliar ossos maxilares e lesões periapicais induzidas em ratas ovariectomizadas submetidas ou não ao tratamento com bisfosfonato (Alendronato - ALD) ou com inibidor da catepsina K (Odanacatib - ODN). Foram utilizadas 45 ratas, divididas em 6 grupos: I sham (cirurgia de ovariectomia fictícia); II sham e lesão periapical (LP); III - ovariectomia (OVX) sem LP; IV OVX e LP; V OVX, LP e ALD; e Grupo VI - OVX, LP e ODN. Um dia após a realização da OVX ou da cirurgia fictícia, os animais dos grupos V e VI começaram a receber ALD ou ODN, via gavagem. Decorridas 9 semanas da realização da OVX, os primeiros molares dos grupos II, IV, V e VI foram submetidos à indução de LP por 3 semanas. Decorrido este período, foi realizada colheita microbiológica dos canais radiculares para a quantificação de micro-organismos e os animais foram submetidos à eutanásia. Fêmures foram analisados por meio de densitômetro, para registro da densidade mineral óssea (BMD). As maxilas foram analisadas por meio de microtomografia computadorizada (micro-CT) para avaliação da microarquitetura e BMD do osso interradicular e as mandíbulas para avaliação do volume das LP. Os primeiros molares inferiores foram submetidos ao processamento histotécnico, sendo os cortes corados com hematoxilina e eosina (HE) e analisados em microscopia convencional. Paralelamente, foi realizada a análise morfométrica da área das lesões periapicais, em microscopia de fluorescência e histoenzimologia para a atividade da TRAP. Os primeiros molares superiores foram submetidos à detecção da expressão gênica de citocinas, marcadores da osteoclastogênese e de metaloproteinases da matriz. Os resultados obtidos foram submetidos à análise estatística apropriada, com nível de significância de 5%. A OVX afetou a BMD do fêmur e da maxila e a microarquitetura apenas do fêmur. O ALD recuperou a BMD dos ossos avaliados. A OVX não foi capaz de influenciar nos níveis de contaminação microbiana do canal radicular. As LP dos animais do grupo IV apresentaram expressão aumentada de RANK, RANKL, IL-1β, IL-6, TNF-α, MMP-8 e 13, enquanto o tratamento com ALD (grupo V) foi capaz de reduzir a expressão de IL-6 e MMP-8, ao mesmo nível que nas LP do grupo II. Além disso, as LP do grupo IV foram maiores (área e volume), em comparação às dos grupos II e V. O ODN, na dose e frequência de administração aplicada, não foi capaz de promover alterações significantes. A OVX e os tratamentos antirreabsortivos não influenciaram no número de osteoclastos ao redor da LP. Assim, concluiu-se que a condição hipoestrogênica induzida pela OVX foi capaz de diminuir a BMD do fêmur e da maxila e alterou a microarquitetura do fêmur. Apenas o ALD foi capaz de recuperar o fenótipo da BMD, ou seja, retorno aos níveis observados nos animais saudáveis. Ainda, a OVX agravou o processo de reabsorção, a inflamação e a expressão de MMPs, provocando lesões periapicais maiores. O ALD e o ODN proporcionaram uma melhora da resposta periapical. Entretanto, apenas o tratamento com ALD recuperou o fenótipo, fazendo com que as lesões periapicais fossem similares às lesões dos animais saudáveis.The aim of this study was to evaluate maxillary bones and apical periodontitis induced in ovariectomized rats treated or not with bisphosphonate (Alendronate - ALD) or cathepsin K inhibitor (Odanacatib - ODN). Forty-five female rats were divided into 6 groups: I sham surgery; II - sham and apical periodontitis (AP); III - ovariectomy (OVX) without AP; IV - OVX and AP; V - OVX, AP and ALD; and Group VI - OVX, AP and ODN. One day after OVX or sham surgery, the animals in groups V and VI started receiving ALD or ODN, by gavage. After 9 weeks, the first molars of the rats in groups II, IV, V and VI were subjected to induction of AP for 3 weeks. Microbiological root canal sampling was collected for quantification of microorganisms and the animals were euthanized. Bone mineral density (BMD) of the femurs was analyzed by bone densitometry. The maxillas were analyzed by microcomputed tomography (micro-CT) to determine the microarchitecture and BMD of the interradicular bone while the mandibles were analyzed to determined AP volume. The mandibular first molars were subjected to histotechnical processing and hematoxylin and eosin-stained histological sections were examined with conventional microscopy. In addition, a morphometric analysis of AP area was performed using fluorescence microscopy and tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) histoenzymology. The maxillary first molars were used to evaluate the gene expression of cytokines, osteoclastogenesis markers and matrix metalloproteinases (MMP) using RT-PCR. The results were subjected to appropriate statistical analysis with 5% significance level. OVX affected femoral and maxillary BMD and femoral microarchitecture. ALD recovered the BMD of both types of bones. OVX was not able to influence the microbial levels of the root canal. In group IV, AP showed increased expression of RANK, RANKL, IL-1β, IL-6, TNF-α, MMP-8 and MMP-13, while ALD treatment (group V) reduced IL-6 and MMP-8 expression to the same level as the AP in group II. In group IV, AP area and volume were larger than in groups II and V. ODN, in the dosage and frequency of administration applied, was not able to promote significant changes. OVX and antiresorptive treatments did not influence the number of osteoclasts around the AP region. In conclusion, the hypoestrogenic condition induced by OVX was able to decrease the BMD of femur and maxilla and only the microarchitecture of the femur. ALD was able to recover the BMD phenotype, i.e., return to the levels observed in healthy animals. Furthermore, OVX exacerbated resorption, inflammation and MMP expression, inducing larger lesions. Treatment with ALD and ODN resulted in an improvement of the periapical response. However, only ALD recovered the phenotype, with AP similar to that of healthy animals