Quantitative analysis of calcium, A and B collagenase levels during the bone repair in rats under calvaria experimental model of bone defect

O osso é um tipo especializado de tecido com alto teor mineral e desempenha variadas funções no organismo, como a reserva de cálcio, proteção de estruturas vitais e alavanca para a movimentação dos musculos. Constantemente o osso passa por processos de remodelação, o que mantém sua estrutura funcional e repara pequenas fraturas que ocorrem normalmente devido ao estresse do uso contínuo. O sistema de reparo funciona em perfeita sincronia mediante células que produzem os componentes ésseos e células que os reabsorvem permitindo a organização do tecido. Esse sistema de manuteção depende da interação entre estas células bem como dos sinais enviados por mediadores e moduladores. Varias proteínas funcionam como indutores de formação óssea, mas também no sentido de facilitar essa reconstrução. Dentre estas proteínas se encontram as BMPs, que possuem grande potencial osteoindutor, e MMPs, que atuam em diversas fases da construção e manutenção deste tecido. Particularmente a BMP-2 tem mostrado um potencial significativo em termos de indução e sua forma recombinante a rhBMP-2, produzida por engenharia recombinante, foi liberada para comercialização e utilizacao clínica. Quanto às MMPs, há importante função das MMP-2 e MMP-9 neste tecido. A primeira estruturando a matriz e modulando o processo de reabsorção nos processos inflamatórios inerentes ao reparo; a segunda atuando desde fases iniciais às tardias, produzida principalmente por osteoclastos e utilizada na remodelação do osso novo. Porém, esta capacidade de reparo do osso é limitada e defeitos ósseos de grande extensão exigem muito do organismo, podendo levar a um reparo que não se estrutura devidamente. Assim, várias técnicas foram propostas para estimular o desenvolvimento ósseo e a utilizacao de enxertos se mostrou eficaz para fornecer um arcabouço de crescimento, facilitando a implantacao do osso neofomado e protegendo o leito do defeito durante todo o extenso período de recuperação. O presente estudo enfocou três diferentes tipos de enxerto ósseo (autólogo, homólogo e heterólogo) e suas associações com a proteína rhBMP-2, verificando sob o aspecto bioquímico a relação de cada um com a quantidade de MMP-2 e MMP-9 em dois tempos de reparo diferentes. De maneira geral, verificou-se que no primeiro momento há maior produção de MMP-2 e os níveis de MMP-9 se mantém de forma relativamente constante nos dois tempos cirúrgicos. O enxerto autólogo apresenta melhores resultados, seguido dos obtidos no enxerto homólogo e heterólogo respectivamente, entretanto a adição de rhBMP-2 a estes enxertos não parece influenciar nos níveis de MMP-2 e MMP-9 nos dois períodos. A dosagem de cálcio revelou que se apresentavam mais mineralizados os grupos de enxerto autólogo e homólogo, os demais grupos além de apresentar menores niveis de cálcio, ainda decresceram nestes níveis no segundo período do experimento.Bone is a special tissue with a high mineral content and performs various functions in the body, such as calcium reserves, protection of vital structures and muscles lever during the movement. Bone constantly undergoes remodeling processes, which keeps its functional structure and repair small fractures that commonly occur due to the stress of continuous use. The repair system works perfectly synchronized by the cells that produce bone components and resorbing cells, allowing the perfect tissue organization. This maintenance system depends on the interaction between these cells and the signals sent by mediators and modulators. Several proteins operate to induce bone formation, but also to facilitate the reconstruction. Among these proteins are the BMPs, which have great osteoinductive potential, and MMPs that act at different stages of construction and maintenance of this tissue. Particularly BMP-2 has shown significant potential in terms of induction and its recombinant form, rhBMP-2, produced by recombinant engineering, has been released for clinical use and commercialization. In relation to MMPs, there are important functions of MMP-2 and MMP-9 in this tissue. First, structuring the matrix and modulating the resorption during inflammatory processes inherent to repair; second, acting at early to later stages, produced mainly by osteoclasts and used during bone remodeling. However, this repair capacity is limited and large bone defects require a lot of strength of the body, may leading to a bone repair not well structured. Thus, several proposed techniques to stimulate the development and use of bone grafts were effective to provide a framework for growth, facilitating the implementation of new bone and protecting the defect bed throughout the extended recovery period. This study focused on three different types of bone graft (autologous, homologous and heterologous) and their association with rhBMP-2 protein, evaluating the biochemical aspects according to the amount of MMP-2 and MMP-9 in two different periods of time. In general, it was found that firstly, there is an increased production of MMP-2, and MMP-9 levels remain relatively constant in both considered periods of time. The autologous graft presented the best results followed by homologous and heterologous, respectively; however the addition of rhBMP-2 in these grafts did not seem to influence the MMP-2 and MMP-9 levels, in both periods of time. The calcium dosage revealed more mineralization at the autologous and homologous groups, the other groups, besides having lower calcium levels, decreased these levels at the second period of this experiment