La acción de las moléculas angiocrinas procedentes de células endoteliales relacionadas con la mecanotransducción explica parcialmente el éxito del titanio en la osteointegración

Desde los descubrimientos de Branemark, las aleaciones a base de titanio se han utilizado ampliamente en implantología. Sin embargo, se desconoce su éxito en los implantes dentales si se considera la heterogeneidad de las células que rodean el microambiente periimplantario. Además, se espera que recapitulen el acoplamiento fisiológico entre las células endoteliales y los osteoblastos durante el crecimiento óseo aposicional durante la osteointegración. Para investigar si esta interferencia estaba ocurriendo en este contexto, consideramos la señalización de las células endoteliales relacionada con la mecanotransducción subyacente al estrés de corte laminar (hasta 3 días), y este medio enriquecido con factor angiocrino se recogió aún más para utilizar preosteoblastos expuestos (pOb). por hasta 7 días in vitro. Se consideraron dos superficies de titanio, a saber: doble tratamiento de grabado ácido (w_DAE) y superficies mecanizadas (wo_DAE). Estas superficies se utilizaron para acondicionar el medio de cultivo celular según lo recomendado por ISO10993-5:2016, y este medio enriquecido en titanio se utilizó posteriormente para exponer las CE. Primero, nuestros datos mostraron que existe una diferencia entre las superficies en la liberación de moléculas de Ti al medio, lo que proporciona superficies muy dinámicas, donde el w_DAE fue alrededor de un 25% mayor (4 ng/mL) en comparación con el wo_DAE (3 ng/mL). ). Es importante destacar que las CE absorbieron parte de este contenido de titanio durante hasta 3 días en cultivo. Sin embargo, cuando se utilizó este medio condicionado para exponer pOb durante hasta 7 días, considerando los factores angiocrinos liberados por las CE, la concentración de Ti fue menor de lo informado anteriormente, alcanzando alrededor de 1 ng/ml y 2 ng/ml, respectivamente. Posteriormente, la pOb expuesta a este medio enriquecido con factor angiocrino presentó una diferencia significativa al considerar la mecanoseñalización sometida a las CE. Las CE sometidas a tensión de corte mostraron una interacción adecuada con los osteoblastos, estimulando la mayor expresión del gen Runx2 e impulsando expresiones más altas de fosfatasa alcalina (ALP), sialoproteína ósea (BSP) y osteocalcina. La señalización de células endoteliales relacionada con la mecanotransducción como fuente de moléculas angiocrinas también estimuló la mayor expresión del gen Col3A1 en los osteoblastos, lo que sugiere que es un protagonista relevante durante el crecimiento del hueso trabecular. De hecho, investigamos la remodelación de la ECM evaluando primero la expresión de genes relacionados con ella, y nuestros datos mostraron una mayor expresión de metaloproteinasa de matriz (MMP) 2 y MMP9 en respuesta a moléculas angiocrinas basadas en mecanoseñalización, independientemente de considerar w_DAE o wo_DAE. , y este perfil se reflejó en las actividades de MMP2 y MMP9 evaluadas mediante zimografía basada en gelatina. De manera complementaria, la remodelación de la ECM parecía ser un mecanismo muy regulado en los osteoblastos maduros durante el proceso de mineralización una vez que los genes del inhibidor de la metalopeptidasa TIMP 1 y 2 (TIMP1 y TIMP2, respectivamente) fueron significativamente mayores en respuesta a la señalización de las células endoteliales relacionadas con la mecanotransducción como fuente. de moléculas angiocrinas. En conjunto, nuestros datos muestran la relevancia de la mecanoseñalización para favorecer la liberación de factores bioactivos periimplantarios por parte de las CE, que es responsable de crear un microambiente osteogénico capaz de impulsar la diferenciación de los osteoblastos y modular la remodelación de la ECM. Teniendo esto en cuenta, parece que las moléculas angiocrinas basadas en mecanotransducción explican el uso exitoso del titanio durante la osteointegración.