MT1-MMP, MMP-2, MMP-9, TIMP-1,-2,-3 and the cell proliferation in the odontogenic region of the incisor tooth of adult rats : effects of doxycycline in the accelerated cell proliferation condition

Orientador: Pedro Duarte NovaesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Metaloproteinases (MMPs) são enzimas que degradam os componentes da matriz extracelular e são reguladas por moléculas denominadas inibidores teciduais de metaloproteinases (TIMPs). São poucos os relatos da função dessas moléculas nos tecidos que sustentam, constituem e dão origem aos dentes. Entretanto, já foi mostrado que antibióticos como a doxiciclina podem reduzir a atividade dessas enzimas. Considerando que o incisivo de rato apresenta crescimento e erupção continuados ao longo da vida do animal assegurada por constante proliferação e diferenciação das células localizadas na região apical (odontogênica) em esmalte, dentina e ligamento periodontal, este se torna um excelente modelo para o estudo da atividade de MMPs e seus inibidores sobre o processo proliferativo e eruptivo do mesmo. Assim, os objetivos deste estudo foram: 1-Avaliar, na região odontogênica, o efeito da doxiciclina e da hipofunção sobre a expressão e a atividade da MMP-2 e MMP-9; a expressão dos TIMP-1,-2,-3 por meio das técnicas de zimografia, zimografia reversa, imunohistoquimica e a expressão de MT1-MMP pela técnica de Western Blot, 2- Avaliar o efeito da doxiciclina e a condição hipofuncional sobre a taxa de erupção dos dentes incisivos, 3- Avaliar a proliferação celular da região odontogênica, na presença de doxiciclina e hipofunção, por meio de marcador de proliferação celular, 4- Estabelecer relação entre os efeitos da doxiciclina, a expressão das MMPs, TIMPs, a proliferação celular da região odontogênica e o processo de erupção. Foram usados de 5 a 7 ratos machos adultos divididos em 4 grupos: controles - normofuncional (NF) e doxinormofuncional (DNF) e tratados - hipofuncional (HP) e doxhipofuncionais (DHP). Os grupos HP e DHP tiveram os dentes esquerdos inferiores cortados com broca de alta rotação e medidos a cada dois dias durante 12 dias. Nos dentes dos grupos NF e DNF uma marca foi feita para estimar a taxa de erupção realizada da margem gengival até a marca ou até o final do dente nos grupos HP e DHP. Os grupos DNF e DHP receberam dose diária matutina, de 80mg/kg de doxiciclina diluída em água por agulha de gavagem durante 14 dias. Os ratos foram sacrificados por deslocamento cervical e as hemimandibulas foram processadas para os métodos de imunohistoquimica, zimografia e Western Blot. Os resultados mostraram que os tratamentos não alteraram a atividade e expressão de MMP-2 e MMP-9 e nem de TIMP-1 e TIMP-3. Entretanto, a hipofunção aumentou a taxa de erupção, a expressão de MT1-MMP, TIMP-2 e a proliferação celular quando comparadas com os grupos controles. Conclui-se que: 1- MMP-9 não participa da remodelação da matriz extracelular na região odontogênica, 2- A doxiciclina não altera a erupção, atividade e expressão das moléculas avaliadas e nem a proliferação celular; 3- A condição hipofuncional altera; aumentando a erupção, a expressão de MT1-MMP, TIMP-2 e a proliferação celular, 4- Existe relação entre o aumento da erupção e proliferação celular bem como entre a expressão de MT1-MMP/TIMP-2 e a proliferação celular sugerindo papel importante dessas moléculas nos processos de proliferação e erupçãoAbstract: Metalloproteinases (MMPs) are enzymes that degrade extracellular matrix components and are regulated by molecules called tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs) and there is few reports of the function of these molecules in the tissues that support and give rise to teeth. However, it has been shown that antibiotics such as doxycycline can reduce the activity of these enzymes. Whereas the rat incisor has erupted and continued growth over the life of the animal provided by continuing proliferation and differentiation of cells in the apical region (odontogenic) on enamel, dentin and periodontal ligament, it becomes an excellent model for studying the activity of MMPs and their inhibitors on the proliferative and eruption process. Thus the aims of this study were: 1-To study in odontogenic region, the effects of doxycycline and hypofunctional condition on the expression and activity of MMP-2 and MMP-9, the expression of TIMP-1, -2, -3, using techniques of zymography, reverse zymography, immunohistochemstry and the expression of MT1-MMP by Western Blot; 2 - To evaluate the effect of doxycycline and hypofunctional condition on the eruption rate of incisors. 3 - To estimate the cellular proliferation of odontogenic region in the presence of doxycycline and hypofunctional eruption condition, using cell proliferation marker, 4 - Establish relationship between the effects of doxycycline, the expression of MMPs, TIMPs, the cellular proliferation of the odontogenic region and the process of eruption. Were used 5 to 7 adult male rats divided into 4 groups: control-functioned normally (NF) and doxinormofuncional (DNF) and treated-hipofuncional (HP) and doxihipofuncional (DHP). The groups HP and DHP had left lower teeth cut with high-speed drill every two days until for 12 days. In the teeth of groups NF and DNF a mark was made to estimate the rate of eruption of the gingival margin held up to the mark or until the end of the tooth in groups HP and DHP. Groups DNF and DHP received daily morning dose of 80mg/kg of doxycycline diluted in water by needle gavage for 14 days. The rats were sacrificed by cervical dislocation, and the hemimandibles were processed for immunohistochemical methods, zymography and Western Blot. The results showed that the treatments did not alter the activity and expression of MMP- 2 and MMP-9 nor TIMP-1 and TIMP-3. However, the hypofunction increased the rate of eruption, the expression of MT1-MMP, TIMP-2 and cell proliferation when compared with control groups. We conclude that: 1 - MMP-9 does not participate in remodeling the extracellular matrix in the odontogenic region 2 - Doxycycline does not alter the eruption, activity and expression of the molecules assessed and not cell proliferation, 3 - The condition hipofuncional changes, increasing the eruption, the expression of MT1-MMP, TIMP-2 and cell proliferation, 4 - There is a relationship between the eruption and increased cell proliferation and between the expression of MT1-MMP/TIMP-2 and cell proliferation suggesting an important role of molecules in the cell proliferation and eruption processesDoutoradoHistologia e EmbriologiaDoutor em Biologia Buco-Denta