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Artigo de método

Acessando a Citotoxicidade e a Resposta Celular a Biomateriais

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DOI:

10.3791/61512

8 de julho de 2021

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Esta metodologia visa avaliar a citotoxicidade de biomateriais através da preparação de extratos solúveis, utilizando ensaios de viabilidade e análise fenotípica, incluindo citometria de fluxo, RT-PCR, imunocitoquímica e outras técnicas de biologia celular e molecular.

Resumo

Os biomateriais entram em contato direto ou indireto com os tecidos humanos, tornando importante avaliar sua citotoxicidade. Essa avaliação pode ser realizada por diversos métodos, mas existe uma grande discrepância entre as abordagens utilizadas, comprometendo a reprodutibilidade e a comparação entre os resultados obtidos. Neste trabalho, propomos um protocolo para avaliar a citotoxicidade de biomateriais utilizando extratos solúveis, que utilizamos para biomateriais odontológicos. O preparo dos extratos é detalhado, desde a produção dos pellets até sua extração em meio de cultura. A avaliação da citotoxicidade dos biomateriais é baseada na atividade metabólica pelo ensaio de MTT, viabilidade celular pelo ensaio de Sulforhodamina B (SBR), perfil de morte celular por citometria de fluxo e morfologia celular por May-Grünwald Giemsa. Além da avaliação da citotoxicidade, um protocolo para avaliar a função celular é descrito com base na expressão de marcadores específicos avaliados por imunocitoquímica e PCR. Este protocolo fornece um guia abrangente para avaliação da citotoxicidade de biomateriais e efeitos celulares, utilizando a metodologia de extratos, de forma reprodutível e robusta.

Introdução

A biocompatibilidade pode ser definida como a capacidade de um material integrar tecidos e induzir uma resposta terapêutica favorável, livre de danos locais e sistêmicos 1,2,3. A avaliação da biocompatibilidade é crucial para o desenvolvimento de qualquer material destinado a uso médico. Portanto, este protocolo fornece uma abordagem sistemática e abrangente para todo pesquisador com o objetivo de desenvolver novos biomateriais ou estudar novas aplicações para biomateriais existentes.

Testes de citotoxicidade in vitro são amplamente utilizados como....

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Protocolo

1. Preparação dos pellets

  1. Prepare os moldes de policloreto de vinila (PVC) realizando furos circulares de dimensões conhecidas em placas de PVC.
    OBS: As molduras de PVC podem ser confeccionadas de diferentes tamanhos. Calcular a superfície de contato dos moldes de PVC, utilizando a fórmula A= h(2πr)+2πr2 (r: raio do cilindro; h: altura do cilindro).
  2. Preparar o biomaterial a ser testado de acordo com as instruções do fabricante e o mais próximo possível do início do experimento.
    NOTA: Para a preparação de biomateriais de formulação pasta/pasta, uma quantidade adequada de pasta base e catalisador são misturados manualmente com uma es....

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Resultados

Os resultados representativos referem-se ao estudo dos biomateriais odontológicos. A metodologia do extrato permite obter um perfil de citotoxicidade e função celular após exposição aos materiais dentários, quanto aos efeitos sobre a atividade metabólica (Figura 2), viabilidade celular, perfil de morte celular e morfologia celular (Figura 3), e expressão de proteínas específicas (Figura 4).

O ensaio de MT.......

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Discussão

Esse protocolo foi elaborado levando em consideração a ISO 10993-5, que se refere à avaliação da citotoxicidade in vitro de biomateriais que entram em contato com os tecidos, para avaliar a biocompatibilidade e contribuir para a reprodutibilidade dosestudos21. Essa é uma preocupação crescente na ciência, e muitos autores já estão seguindo essas recomendações no desenho experimental de seus estudos in vitro15,22,23,24,25,26,27,28........

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Divulgações

Os autores não têm interesses financeiros concorrentes ou outros conflitos de interesse.

Agradecimentos

Agradecemos o apoio: GAI 2013 (Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra); O CIBB é financiado por Fundos Nacionais via FCT (Fundação para a Ciência e a Tecnologia) através do Projeto Estratégico UIDB/04539/2020 e UIDP/04539/2020 (CIBB). Agradecemos a Jacques Nör, da Faculdade de Odontologia da Universidade de Michigan, pelo fornecimento da linhagem celular MDPC-23.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Etanol absolutoMerck Millipore100983
AccutaseGibcoA1110501StemPro Accutas Reagente de dissociação celular
ALDH anticorpoSanta Cruz BiotecnologiaSC166362
Anexina V FITCBD Biosciences556547
Solução antibiótica antibióticaSigmaA5955
Ensaio BCAThermo Scientific23225Pierce BCA Protein Assay Kit
Albumina de soro bovinoSigmaA9418
CaCl2Sigma10035-04-8
anticorpo CD133Miteny Biotec293C3-APCAloficocianina (APC)
CD24 anticorpoBD Biosciences658331Aloficocianina-H7 (APC-H7)
CD44 anticorpoBiolegend103020Pacific Blue (PB)
Filtro de célulasBD Falcon35234040 µ M
Colagenase, tipo IVGibco17104-019
cOmplete MiniRoche118 361 700 0
DAB + ChromogenDakoK3468
DithiothreitolSigma43815
DMEM-F12SigmaD8900
DNAse IRoche11284932001
DSP (M-20) Anticorpo, 1: 100Santa Cruz BiotechnologyLS-C20939
ECC-1ATCCCRL-2923Linha celular de adenocarcinoma de endométrio humano
Fator de crescimento epidérmicoSigmaE9644
Hepes 0,01 MSigmaMFCD00006158
Fator de crescimento de fibroblastos básicoSigmaF0291
Giemsa Stain, modificado GS-500SigmaMFCD00081642
GlycerolDakoC0563
HaemocytometerVWRHERE1080339
HCC1806ATCCCRL-2335Linha celular de carcinoma de células escamosas mamário humano
Insulina, transferrina, selênio SoluçãoGibco41400045
May-Grü nwald Stain MG500SigmaMFCD00131580
MCF7ATCCHTB-22Linha celular de adenocarcinoma mamário humano
MetilceluloseAlfaAesar45490
NaClJMGS37040005002212
Coelho Policlonal Imunoglobulinas anti-cabra / HRP, 1: 100DakoG-21234
Poli (2-hidroxietil-metacrilatoSigmaP3932
PutrescineSigmaP7505
RL95-2ATCCCRL-1671Linha celular de carcinoma de endométrio humano
Ácido desoxicólico de sódioJMSEINECS 206-132-7
Dodecil sulfato de sódioSigma436143
tampão de substratoDako926605
TrisJMGS20360000BP152112
Triton-X 100Merck108603
Trypan azulSigmaT8154
Tripsina-EDTASigmaT4049
β anticorpo -actinaSigmaA5316

Referências

  1. Williams, D. F. On the mechanisms of biocompatibility. Biomaterials. 29 (20), 2941-2953 (2008).
  2. Bruinink, A., Luginbuehl, R. Evaluation of biocompatibility using in vitro methods: interpretation and limitations. Advances in Biochemical Engineerin....

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Reimpressões e permissões

Etiquetas

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