FACULDADES UNIDAS DO NORTE DE MINAS GERAIS NILSON MINORU KANASHIRO

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1 FACULDADES UNIDAS DO NORTE DE MINAS GERAIS NILSON MINORU KANASHIRO UTILIZAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO EM ODONTOLOGIA: PANORAMA ATUAL E PERSPECTIVAS FUTURAS SÃO PAULO 2011

2 NILSON MINORU KANASHIRO UTILIZAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO EM ODONTOLOGIA: PANORAMA ATUAL E PERSPECTIVAS FUTURAS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Implantodontia das Faculdades Unidas do Norte de Minas Gerais, como requisito parcial para obtenção do título de Especialista em Implantodontia. Orientador: Prof. Dr. Fábio Luís Moura Lima SÃO PAULO 2011

3 NILSON MINORU KANASHIRO UTILIZAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO EM ODONTOLOGIA: PANORAMA ATUAL E PERSPECTIVAS FUTURAS São Paulo, 24 de Outubro de 2011 Prof. Orientador: Dr. Fábio Luís Moura Lima Prof. Examinador:

4 A minha família, pelo apoio e compreensão de minhas ausências durante a realização do curso.

5 AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Fábio Luís Moura Lima, meu orientador, por me introduzir na pesquisa acadêmica. Aos Professores do Curso, pelas aulas e demonstração de amizade. Aos Colegas do Curso, pela amizade que nos uniu durante a realização do curso.

6 RESUMO KANASHIRO, N. M. UTILIZAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO EM ODONTOLOGIA: PANORAMA ATUAL E PERSPECTIVAS FUTURAS. Monografia. (Especialização em Implantodontia). São Paulo. Faculdades Unidas do Norte de Minas Gerais. 2011, 34p. Atualmente, existem diversas terapias para substituição dos órgãos dentários e todas elas apoiadas em técnicas não biológicas e sujeita a falhas. Embora esta condição seja uma anormalidade comum e ameaça a vida do paciente, esforços têm sido dirigidos para o desenvolvimento de mecanismos para o uso de células-tronco na reposição de tecidos bucais. Objetivo: Identificar as funções das células-tronco no tratamento odontológico e conhecer seus avanços na regeneração dos tecidos e seu papel nos implantes dentários. Método: Pesquisa descritiva, qualitativa com revisão bibliográfica. O estudo oi desenvolvido com dados coletados de sites: Scielo, Dedalus, Bireme, além de trabalhos de nível acadêmico que trataram da temática. Conclusão: Pelo estudo foi possível perceber que existe um grande avanço nos experimentos com células-tronco originárias dos tecidos bucais. É possível que no futuro a bioengenharia seja usada nas terapias endodôntica e periodontal. Palavras-chave: células-tronco; uso na odontologia; implantes dentários.

7 ABSTRACT KANASHIRO, N. M. USE OF TRUNK CELLS IN ODONTOLOGY: CURRENT OVERVIEW AND FUTURE PERSPECTIVES. Monograph. (Specialization in Dental Implants). São Paulo. Faculdades Unidas do Norte de Minas Gerais, 2011, 34p. Nowadays there are several therapies for substitution of dental organs and all of them are supported by non-biological techniques and subjected to failures. Although this condition is a common abnormality and threatens the patient s life, some efforts have been directed towards the development of mechanisms for the use of stem cells in the recovery of mouth tissues. Purpose: to identify the functions of the stem cells in the odontology treatment and know its advances in the regeneration of tissues and its role in dental implants. Method: Descriptive, qualitative research with bibliographic review. The study was developed with data surveyed from these sites: Scielo, Dedalus, Bireme, besides essays of academic level that approached the theme. Conclusion: It was possible to perceive by the study that there is a great advance in the experiments with stem cells originated from mouth tissues. It is possible that in the future bioengineering is used in the endodontic and periodontics therapies. Keywords: stem cells; use in odontology; dental implants.

8 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Tema Problema Objetivos Justificativa METODOLOGIA Tipo de estudo Local do estudo Identificação das fontes de consulta Coleta de dados Tratamento dos dados REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Células-tronco A Legislação Brasileira sobre a pesquisa com células-tronco embrionárias Células-tronco na regeneração de tecidos dentais A regeneração dos tecidos orais e maxilo-faciais Aplicações das células-tronco em Odontologia O implante dentário: avaliação CONCLUSÃO REFERÊNCIAS

9 1 INTRODUÇÃO A perda dentária e dos tecidos periodontais pode resultar em movimento dos dentes remanescente, dificuldade na mastigação, fonação, desequilíbrio na musculatura e comprometimento da estética dentária e do sorriso, comprometendo a autoestima. Atualmente, existem diversas terapias para substituição dos órgãos dentários e todas elas apoiadas em técnicas não biológicas e sujeitas a falhas. Embora esta condição seja uma anormalidade comum e não ameaça da vida do paciente, esforços têm sido dirigidos para o desenvolvimento de mecanismos para o uso de células-tronco na reposição de tecidos bucais (SOARES et al., 2007). Desse modo, existe um grande interesse no desenvolvimento de técnicas para a manipulação de células-tronco, com o objetivo de instituírem-se tratamentos restauradores de tecidos. Para a bioengenharia é essencial a presença de três fatores: as próprias células-tronco, uma matriz extracelular e fatores de crescimento. Existem vários fatores de crescimento envolvidos no desenvolvimento do órgão dentário. Por isso, os pesquisadores não foram capazes de formar um órgão completo, embora existam diversos estudos evidenciando a formação de esmalte e dentina a partir de células-tronco isoladas de polpa dentária. Existem evidências de que células-tronco de dentes decíduos são similares às verificadas no cordão umbilical. Observa-se que também há células altamente proliferativas, derivadas da polpa dentária. Conforme Soares et al. (2007), para a bioengenharia de tecidos, é essencial uma matriz que forneça o arcabouço necessário para o transporte de nutrientes, oxigênio e resíduos metabólicos. Este arcabouço deve ser compatível, não irritante e resistente. A matriz é composta por materiais sintéticos ou naturais. Seus componentes funcionam ativando morfogenes das células implantadas, enquanto esta é gradualmente degradada e substituída pelo tecido regenerado (NAKASHIMA; AKAMINE, 2005; NAKASHIMA, 2005).

10 Para a formação do tecido dentário têm sido empregadas as matrizes PGA (ácido poliglicólico) e PLGA (ácido policoglicolídeo copolímero), ambas apresentando similaridade no suporte de crescimento de tecidos dentários altamente organizados (DUAILIBI et al., 2004). Conforme Soares et al. (2007), também pode ser usado um sistema de matriz com a configuração tri-dimensional, a partir do colágeno tipo I, para o cultivo de células-tronco em experimentos, visando sua diferenciação em odontoblastos. O uso de células-tronco no reparo de órgãos e tecidos lesados utilizando uma única fonte de células abre as portas para uma nova era, rica em possibilidades eu recebe o nome de medicina regenerativa, que, de acordo com alguns investigadores apresenta um potencial revolucionário comparável ao advento da penicilina. As células-tronco são células primitivas e indiferenciadas, sem distinção do aspecto morfológico. Elas estão presentes durante cada estágio do desenvolvimento embrionário e também são encontradas em muitos tecidos no adulto (FAGOT- LARGEAULT, 2004). Conforme Vats et al. as células-tronco são definidas por suas propriedades funcionais, em particular, a habilidade de autorrenovação ou de produzir células filhas idênticas, e, ao mesmo tempo, elas têm a capacidade de se diferenciar em múltiplos tipos celulares do corpo (VATS et al., 2002, p.33). Apesar do entusiasmo dos cientistas e das esperanças depositadas, por uma parcela considerável da população, que poderá um dia beneficiar-se do conhecimento gerado nessa área, são necessárias muitas pesquisas, financiamentos e disposições políticas, éticas e morais para compor o cenário ideal ao pleno desenvolvimento dessa área terapêutica (VOGT, 2004). Fagot-Largeault (2004) cita que as células-tronco existem desde o século XX nos tecidos dos organismos adultos e são precursoras das células diferenciadas. O autor citado refere que ao fim do século XX, os biólogos aprenderam a cultivar linhagens das células-tronco embrionárias, primeiro no rato (1982), depois no homem (1998), e a controlar sua distinção em diferentes tipos celulares. Atualmente, sabe-se produzir, desta maneira, vários tipos celulares inclusive ovócitos e espermatozoides. 9

11 10 O reparo do aparato de inserção e sustentação do periodonto, destruído como resultado da progressão da doença periodontal, tem sido a meta principal da terapia periodontal. A regeneração periodontal busca a neoformação do cemento e do osso alveolar, além da nova inserção e reinserção das fibras de ligamento periodontal ao novo cemento e, por conseguinte, à superfície radicular (ALVES; LINS; BARBOSA, 2010). Portanto, na busca de novas terapias de reconstrução do periodonto destruído por doença periodontal, recentes técnicas de engenharia tecidual, baseadas na biologia de células-tronco ou bioengenharia, têm sido propostas (FUJII et al., 2008). 1.1 Tema futuras. Utilização das células-tronco em odontologia: panorama atual e perspectivas 1.2 Problema A busca por novas terapias com o objetivo de restaurar a integridade estrutural do periodonto, destruído pela doença periodontal. Assim, o problema do presente estudo é: quais os avanços das pesquisas com células-tronco e da bioengenharia tecidual no ligamento periodontal? 1.3 Objetivos Identificar as funções das células-tronco no tratamento odontológico.

12 Conhecer os avanços das células-tronco na regeneração dos tecidos e seu papel nos implantes dentários Justificativa Meu interesse para pesquisar a temática envolvendo células-tronco e implantes surgiu da motivação para melhor conhecer a participação das célulastronco de origem dentária na regeneração de tecidos dentários e na doença referente à biologia dos tumores orais. Pesquisas recentes têm demonstrado que as células-tronco têm uma importante participação em várias doenças; por exemplo, podem ser responsáveis pela progressão de tumores de cabeça e pescoço e pela resistência à terapia que estes apresentam. Atualmente, um médico no Rio de Janeiro conseguiu reverter uma lesão no quadril diagnosticada em 2010, e graças ao tratamento, ainda experimental, com células-tronco e recuperou o paciente. O pesquisador do grande feito declarou poderemos interromper a degeneração da articulação, tão comum em bailarinos, fazendo uma simples infiltração de células-tronco (BITTENCOURT, Folha de SP, 9/10/2011, C14). Assim, espero que este estudo possa contribuir para que outros pesquisadores deem continuidade às questões mencionadas nesta investigação.

13 2 METODOLOGIA 2.1 Tipo de estudo bibliográfica. Pesquisa com modalidade descritiva e abordagem qualitativa com revisão O estudo caracteriza-se como bibliográfico por ser desenvolvido apoiado em material já elaborado, constituído de publicações de artigos, livros e similares (GIL, 2002). Conforme Gil, Este estudo encontra-se entre os vários que podem ser classificados sob este título, e uma de suas características mais significativas está no emprego de técnicas padronizadas de coleta de dados (GIL, 2002, p.110). A pesquisa qualitativa trabalha com um nível de realidade que não pode ser quantitativo, isto é, trabalha com um universo que corresponde a um espaço mais profundo das relações, dos processos e fenômenos que não podem ser reduzidos à operacionalização de variáveis. Assim, para amparar o presente estudo a revisão bibliográfica esteve presente em todas as etapas do trabalho de pesquisa, subsidiando a definição das estratégias de investigação e as análises dos estudos pesquisados. 2.2 Local do estudo O presente estudo foi desenvolvido com dados coletados nos sites Scielo, Dedalus e Bireme, além de trabalhos de nível acadêmico a respeito da temática proposta.

14 Identificação das fontes de consultas No material selecionado, as fontes bibliográficas utilizadas foram adequadas ao estudo e permitiram não só o recolhimento das informações, como também a apreciação crítica do conteúdo obtido. 2.4 Coleta de dados Para a coleta de dados, foi elaborada mediante um levantamento bibliográfico que compreendem os meses de agosto a setembro de 2011 e, em outubro de 2011, a redação da monografia foi realizada pelo pesquisador. 2.5 Tratamento dos dados Os achados da pesquisa obedeceram a uma estrutura lógica do trabalho para sua apresentação descritiva em capítulos.

15 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 Células-tronco O termo células-tronco vem se tornando um tópico científico popular e muito divulgado. Na atualidade, existem debates e discussões a seu respeito em todos os lugares, incluindo revistas, jornais, rádio, televisão e internet. As regras e políticas governamentais a respeito das pesquisas com células-tronco aguçam mais essas discussões (MURNAGHAN, 2010) A célula é uma unidade de vida básica tanto tem termos estruturais como funcionais. Enquanto as bactérias são unicelulares por constituírem-se de apenas uma única célula, os seres humanos são multicelulares já que são constituídos de trilhões de células. As células são responsáveis por tudo que a pessoa faz, seja ingerir nutrientes, prover energia para viver o seu dia ou reproduzir. Desse modo, as células no corpo do indivíduo tem diferentes funções e elas derivam de uma célula mais simples que não é especializada. Estas células mais simples são chamadas de células-tronco. Isso significa que a célula-tronco é basicamente uma célula que não tem ainda uma tarefa específica em seu corpo. A palavra simples é um pouco imprópria, pois denota que essas células não são tão importantes, o que está bem distante da realidade (MURNAGHAN, 2010). Sabe-se que as células-tronco possuem características chaves que as separam dos demais tipos de células, ou seja, não são especializadas e renovam-se por divisão; são capazes de, sob determinadas condições, tornarem-se células com tarefas específicas (por exemplo, célula nervosa). Conforme o autor citado, quando uma célula-tronco divide-se a nova célula gerada pode ser um diferente tipo de célula com função mais específica ou permanecer como célula-tronco. As células-tronco são vitais para os seres humanos por várias razões. Nos estágios primários do desenvolvimento embrionário um pequeno aglomerado de quase 30 células-tronco dá lugar a centenas de células muito

16 15 especializadas que constituem tecidos como o cardíaco ou da pele. Enquanto o feto desenvolve-se, as células-tronco transformam-se nessas células especializadas. Na verdade, grupos de células-tronco em alguns tipos de tecidos também dão lugar a células para substituir as destruídas por injúria, doença ou idade (MURNAGHAN, 2010). Percebe-se que as pesquisas atuais sobre células-tronco vêm ensinando como os humanos se desenvolvem de uma única célula e esse conhecimento vem crescendo como relação a como células saudáveis podem substituir as doentes no corpo, isso permitirá terapias para criar linhas de células compatíveis para substituir células doentes. As células-tronco têm um enorme potencial para beneficiar diferentes áreas de vida e pesquisas de doenças. Desse modo, os cientistas ao aprenderem mais sobre as células-tronco e o povo entender melhor como estas podem transformar-se em células especializadas que fazem o ser humano ser o que ele é hoje. Pensa-se que numerosas e devastadoras doenças, como o câncer, ocorrem em razão de erros em certo ponto do processo de divisão celular, quando uma célula-tronco se torna uma célula especializada. Por meio de pesquisas, os cientistas podem entender melhor quando esses erros ocorrem e como corrigi-los. Uma em cada três pessoas irá desenvolver algum tipo de câncer durante sua vida e uma em quatro morrerá dessa doença. Desse modo, as células-tronco podem salvar muitas vidas e quando os pesquisadores forem capazes de identificar exatamente porque e quando uma célula se torna cancerosa, eles poderão encontrar modos de prevenir a ocorrência e desenvolver drogas para tratar esta doença (MURNAGHAN, 2010). Para o autor citado, as células-tronco têm o potencial terapêutico para a criação de tecidos e órgãos; as listas de espera para doação de órgãos são enormes e muitas morrem esperando. Certos tipos de células-tronco são uma fonte para o tratamento de uma série de doenças como: Parkinson, Alzheimer, queimaduras, diabete e doenças cardiovasculares.

17 16 Propriedades únicas das células-tronco: os fatos e as fontes Conforme relata Murnaghan (2010), as propriedades únicas das célulastronco são: células inespecíficas; podem proliferar ou autorrenovar, são capazes de automanter-se por longos períodos de tempo por divisão e podem diferenciar em células especializadas. A potência de uma célula-tronco e o termo usado para denotar a capacidade dessas células em dar lugar a outros tipos de célula no corpo humano. Conforme o autor citado, as categorias de potência são: totipotente: podem se diferenciar em qualquer tipo de célula do corpo humano; pluripotente: descendem de células totipotentes e depois de alguns dias podem se diferenciar em todos os tipos de célula com exceção das células totipotentes novamente; multipotentes: são as que descendem de células pluripotentes e podem se diferenciar em vários tipos de célula dentro de um tecido específico e as unipotentes descendem de uma célula multipotente e podem se diferenciar apenas em um único tipo de célula. Fontes de células-tronco Avelino; Diniz (2008) citam que as células-tronco podem ter diversas fontes e as pesquisas atuais verificam o uso terapêutico de células provenientes de todas essas fontes. De acordo com o lugar de proveniência, existem as células-tronco embrionárias, adultas e do cordão umbilical. As células-tronco embrionárias são extraídas de embriões e supõe-se que sejam as de maior potencial porque podem virtualmente diferenciar-se em qualquer tipo de célula do corpo humano. Células-tronco adultas estão presentes nos tecidos de adultos tal como na medula óssea, cérebro e sangue e são mais limitadas do ponto de vista potencial que as embrionárias.

18 Finalmente, têm-se as células-tronco do cordão umbilical que provêm do sangue do cordão umbilical e supõe-se que tem enorme potencial terapêutico. 17 Benefícios das células-tronco Como o corpo humano apresenta uma marcante capacidade de regeneração, a pele, o sangue e o osso continuamente se renovam em estágios tardios da vida de um indivíduo, e outros tecidos têm menor capacidade de cicatrização ou regeneração. Desse modo, as células-tronco têm como benefícios, o fato de serem usadas para tratar alguns tipos de câncer como a leucemia. É bastante conhecido o uso de transplantes de medula óssea para prover uma fonte de células saudáveis no corpo. Outras doenças podem se beneficiar de terapias com células-tronco, tais como: Parkinson, lesões de medula espinal, doenças que afetam a retina, Alzheimer, diabetes tipo 1, doenças congênitas determinadas por erros de divisão celular; como também aplicáveis na medicina degenerativa, incluindo a Odontologia e na regeneração de tecidos orais e maxilo-faciais. 3.2 A Legislação Brasileira sobre a pesquisa com células-tronco embrionárias Em nosso País, a pesquisa com células-tronco embrionárias foi disciplinada pela Lei nº de 24 de março de 2005, conhecida como Lei de Biossegurança. O artigo 5º da lei permite, com restrições, a manipulação de embriões humanos, produzidos por fertilização in vitro, para coleta de células-tronco. Posteriormente, a referida lei foi regulamentada pelo Decreto nº 5.591, de 22 de novembro de 2005, que definiu como embriões inviáveis aqueles com alterações genéticas comprovadas que impedem o desenvolvimento por ausência de clivagem (AVELINO; DINIZ, 2008).

19 Conforme explicam os autores citados, isto significa que a lei brasileira autorizou a pesquisa, preferencialmente, em embriões que não serão usados para fins reprodutivos após os procedimentos diagnósticos. Em maio de 2005, o Procurador Geral da República ajuizou a Ação Direta de Inconstitucionalidade (ADIn) nº defendendo a inconstitucionalidade do artigo 5º, fundamentado na tese central de que a vida humana acontece na, e a partir daí, da fecundação (AVELINO; DINIZ, 2008). Ao se considerar esse argumento, entende-se que ações que impeçam o desenvolvimento celular para a formação de um feto são um atentado à vida e à dignidade da pessoa humana. A ADIn demandou ao Supremo Tribunal Federal (STF) um pronunciamento sobre o estatuto do embrião com potencialidade de vida no ordenamento jurídico brasileiro, mas o STF confirmou a constitucionalidade do artigo 5º da Lei nº /2005 (AVELINO; DINIZ, 2008). No entanto, o Ministério da Saúde investiu R$ 24 milhões em pesquisas com células-tronco embrionárias no Brasil, em especial, sobre cardiopatias e terapias celulares. Mais tarde, alguns Ministros votaram parcialmente pela constitucionalidade da Lei nº por ressalvas ao sistema de monitoramento da pesquisa científica com embriões humanos (AVELINO; DINIZ, 2008). A Lei nº /2005 menciona embriões congelados e embriões inviáveis, apesar da Resolução nº 33 da Diretoria Colegiada da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), de 17 de fevereiro de 2006, utilizar o termo pré-embrião como proposto pelo Relatório Warnock: 18 produto da fusão de células germinativas até 14 dias após a fertilização, in vivo ou in vitro, quando do início da formação da estrutura que dará origem ao sistema nervoso (RELATÓRIO WARNOCK, 1994 apud AVELINO; DINIZ, 2008, p.42). Muitos países autorizam apenas a pesquisa com embriões congelados remanescentes de clínicas de reprodução assistida, tal como proposto pela lei brasileira.

20 19 Entende-se que embriões remanescentes são aqueles excedentes de um projeto reprodutivo de um casal que, com restrições de fertilidade, tenha buscado a medicina para ter filhos biologicamente vinculados (AVELINO; DINIZ, 2008). Desse modo, como regra geral, após a concretização do projeto reprodutivo, os casais preferem doar os embriões congelados para a pesquisa científica a descartá-los (BUJURESTEN; HOVATTA, 2003; BURTON; SANDERS, 2004; HUG, 2008; JAIN; MISSMER, 2008). Essa é, portanto, a situação legislativa do Brasil, da França e do Reino dos Países Baixos, por exemplo. O Reino da Noruega autoriza a pesquisa com embriões remanescentes em clínicas de reprodução assistida, apensa de ter mantido a proibição até janeiro de 2008, quando entrou em vigor a Lei nº 31, de 15 de junho de 2007, e a restrição foi abolida (AVELINO; DINIZ, 2008). Outros países, além de permitir a pesquisa com os embriões excedentes, autorizam a produção de embriões para fins exclusivos de investigação científica como é o caso da Austrália, Japão, República da África do Sul, República de Cingapura, República Popular da China e Reino da Suécia. Os países que autorizam a pesquisa com células-tronco embrionárias por marco legal, semelhante ao Brasil, são: Reino da Dinamarca, Reino da Espanha, República da Finlândia, França, Reino Unido e Suécia. Os Estados Unidos da América (EUA) são um país de referência para o debate internacional em bioética, embora seu marco legal nacional se restrinja às questões relacionadas ao financiamento dos estudos. A pesquisa com células-tronco embrionárias é autorizada nos Estados Unidos da América, desde que não subvencionada por financiamento federal. Assim, os EUA são o país que mais publica resultados de pesquisa experimental com linhagens de células-tronco embrionárias, seguido por Israel, Reino Unido e Coréia (GUHR et al., 2006). Conforme referem Heinemann; Honnefelder (2002), a Alemanha é outro país com regulações singulares. A pesquisa com células-tronco embrionárias foi disciplinada por lei em 2002, proibindo o uso de embriões alemães e permitindo que fossem usadas linhagens já importados de células-tronco embrionárias produzidas em outros países até janeiro daquele ano, mas o prazo foi ampliado até maio 2007.

21 20 Portanto, formalmente, a Alemanha proíbe a produção de células-tronco embrionárias, mas autoriza a pesquisa com material biológico importado, ou, células humanas não alemãs (HEINEMANN; HONNEFELDER, 2002). 3.3 Células-tronco na regeneração de tecidos dentais O uso das células-tronco com finalidade terapêutica em mostrando muito interesse em várias áreas da saúde, sobretudo na Odontologia. Com a descoberta de células-tronco originárias dos tecidos dentais, novas perspectivas foram abertas no que se refere à Engenharia de tecidos dentais, de modo que existem muitas pesquisas direcionadas a esse campo nas várias modalidades odontológicas (GRONTHOS et al., 2000). É importante frisar as diferenças entre os tipos de células-tronco: as embrionárias possuem alta capacidade de autorrenovação e diferenciação, podem se diferenciar em qualquer tecido e gerar qualquer órgão, como já vimos anteriormente. E as células-tronco somáticas, embora possuam autorrenovação e plasticidade, têm capacidade mais limitada em formar distintos tipos teciduais (CAVALCANTI; CAMPOS; NÖR, 2011). É importante salientar que, no primeiro caso, temos o centro de inúmeras discussões éticas em razão da obtenção de células a partir de embriões humanos; mas, no segundo caso, essas células são conhecidas como pós-natais ou adultas, representam tecidos e órgãos (MORALEDA et al., 2006). Incluídas nessa categoria, existem as diferentes células-tronco encontradas em tecidos dentais. Há também as células-tronco pós-natais que vêm sendo mais usadas em Engenharia Tecidual, já que podem ser com mais facilidade isoladas e caracterizadas; estas células parecem apresentar uma certa memória dos tecidos das quais foram obtidas (YU et al., 2007). Dessa forma, é de se esperar que uma célula de origem mesenquimal (da polpa dentária, por exemplo), tivesse maior capacidade de se diferenciar em tecidos de origem mesenquimal (polpa, dentina, osso alveolar).

22 21 Nos últimos 10 anos, pelo potencial regenerativo dessas células, cinco populações distintas foram descobertas a partir de tecidos dentais: as células-tronco de dentes decíduos exfoliados; células-tronco de ligamento periodontal; células progenitoras do folículo dental e células-tronco da papila apical. Um resumo dessas características se encontra nos dados da Tabela 1. Tabela 1 Células-tronco dos tecidos dentais: origem e diferenciação Célula Origem Potencial de diferenciação polpa-dentária (DPSC) dentes decíduos exfoliados (SHED) ligamento periodontal (PDLSC) progenitores do folículo dental (DFPC) papila apical (SCAP) polpa dentária polpa dentária dos dentes exfoliados ligamento periodontal folículo dental papila dentária osteoblastos, condrócitos, neurônios odontoblastos, endoteliócitos endoteliócitos, odontoblastos neurônios, cemento, osso alveolar, ligamento periodontal, condrócitos, adipócitos adipócitos, condrócitos, ligamento periodontal polpa, dentina, cemento, ligamento periodontal Características de acordo com Cavalcanti; Campos; Nör (2011, p.93): As DPSC: células-tronco da polpa dentária, são obtidas por meio de um protocolo de digestão enzimática, foram descritas por Gronthos et al. (2000). Por terem sido as primeiras células-tronco de origem dentária a serem isoladas, são as que têm maior série de estudos quanto a seu potencial de diferenciação e regeneração de tecidos. Foi demonstrada sua capacidade de se diferenciarem em osteoblastos, condrócitos, neurônios, endoteliócitos e as células da polpa dentária, as semelhantes aos odontoblastos (BATOULI et al., 2003). As SHED: células-tronco de forma parecida com as DPSC, são obtidas a partir de dentes decíduos, surgem como uma alternativa terapêutica bastante atraente, visto que cada pessoa possuiria sua própria fonte de células de reserva para a regeneração de tecidos dentais perdidos. Apesar da similaridade na forma de obtenção bem como morfologia, as SHED possuem potencial de proliferação maior que o das DPSC. Além disso, existe a comprovação de se diferenciarem em odontoblastos capazes de gerar dentina tubular e células endoteliais vasculares e neurônios. São capazes de produzir tecidos semelhantes à polpa dental.

23 22 PDLSC: são obtidas do ligamento periodontal, foram descritas em 2004, possuem grande capacidade de diferenciação em tecidos do periodonto de suporte, incluindo-se aí as fibras colágenas inseridas tanto em osso como em dentina. Adicionalmente, estas células demonstraram potencial para se diferenciar em condrócitos, adipócitos e osteoblastos (XU et al., 2009). DFPC: são as células do folículo dental, originárias do tecido que envolve o germe dentário em desenvolvimento, aparecem com grande potencial terapêutico dado o fato de, pelo menos teoricamente, apresentarem grande potencial de diferenciação em osteócitos, adipócitos, condrócitos e ligamento periodontal. Entretanto, a literatura relata que não há evidências da formação de tecidos duros (osso, dentina ou cemento) quando da implantação dessas células in vivo (YAGYUU, 2010). SCAP: estas células são obtidas da papila dentária, ou seja, a porção de tecido mesenquimal indiferenciada que dará origem ao tecido pulpar e, consequentemente, à dentina. Este tecido pode ser encontrado também em dentes saudáveis que ainda não possue a formação completa da raiz. Por ser ainda um tecido não diferenciado, acredita-se que as SCAP possuam um potencial de diferenciação e regeneração ainda maior que as DPSC e SHED. Isso pode ser verificado pelos dados da literatura que mostraram capacidade de formação de raiz completa (polpa, dentina, cemento e ligamento periodontal) em casos de apicegênese (HUANG et al., 2010). Observa-se, portanto, que mesmo com a variedade de fontes para obtenção de células-tronco em Odontologia, e com os avanços observados na literatura, ainda há muito que percorrer no que se refere ao uso clínico dessas células. Provavelmente, como descrito para cada tipo celular, deveremos utilizar as células mais adequadas para cada tecido a ser originado. Assim, se desejar recuperar tecidos de suporto do dente, a literatura sugere que as células PDLSC ou SCAP seriam mais eficientes (SONOYAMA et al., 2006). Já para novas estratégias em endodontia, a fim de regenerar uma polpa dental funcional, sobretudo para fechamento do ápice dos dentes jovens endodonticamente tratados, as células como as SHED e/ou DPSC têm demonstrado excelente potencial. Estas células expressam genes marcadores de diferenciação

24 23 odontoblástica e formam tecidos muito semelhantes à polpa dentária quando implantadas em camundongos imunodeprimidos (SAKAI et al., 2009; CASAGRANDE et al., 2010; DEMARCO et al., 2010). É importante salientar que as SHED e/ou DPSC necessitam de um microambiente adequado e específico para induzir sua diferenciação Para a aplicação em Odontologia, a distinção de células nos diferentes tecidos depende de estruturas como hidroxiapatita ou presena de dentina (DEMARCO et al., 2010). Observou-se que sem dentina essa diferenciação de SHED ou DPSC em odontoblastos não ocorre, porque os mecanismos responsáveis por esse processo de diferenciação requerem sinalizadores presentes na dentina (DEMARCO et al., 2010). Conforme apontam Cavalcanti; Campos; Nör (2010), outro aspecto que deve ser analisado é que a aplicação das células-tronco com objetivo terapêutico em humanos irá necessitar do desenvolvimento e caracterização de matrizes que sejam adequadas. Isso se torna mais claro nas aplicações em Endodontia Regenerativa, onde as peculiaridades de forma, confinamento e nutrição do canal radicular demandam materiais que possam se adaptar a esta estrutura. Desse modo, nesse contexto, o estuo de scaffolds ou arcabouços para engenharia tecidual ganha importância porque sem eles, a translação do experimento laboratorial para a prática clínica seria muito difícil. Estes arcabouços são como armações tridimensionais que podem permitir as interações celulares e dependendo da necessidade liberar as moléculas que são precisas para a diferenciação celular (HUANG et al., 2010) A regeneração dos tecidos orais e maxilo-faciais Conforme Rimondini; Mele (2009), no momento poucos trabalhos clínicos sobre a regeneração de tecidos orais e maxilo-faciais estão disponíveis. Em contraste a isso, muitos esforços de pesquisa têm sido realizados para desenvolver

25 24 tecnologias regenerativas de tecidos orais efetivas. As razões são óbvias, já que o tratamento das doenças orais com frequência requerem a reposição de tecidos com material artificial. Para os autores citados, esta abordagem tradicional é relativamente bemsucedida. Implantes, coroas, pontes e qualquer tipo de restauração são no geral menos funcionais, duráveis e estéticas que o dente intacto e os biomateriais usados para substituir osso e cartilagem que não são completamente compatíveis com os tecidos nativos que frequentemente requerem cirurgias em vários passos e têm recuperação moderada. As terapias com células-tronco na engenharia tecidual oral são baseadas em dois diferentes tipos de abordagem. A primeira implica no transplante de célulastronco, e a segunda requer um biomaterial para agir tanto como molde, como também como osso, cartilagem e regeneração do dente inteiro. Desse modo, a regeneração do ligamento periodontal é a maior preocupação na periodontia e um ambicioso objetivo na implantodontia. Em razão das células-tronco do ligamento serem capazes de se diferenciar em estruturas periodontais e promoverem a formação de um tecido semelhante ao cemento e também ao osso. Mesmo com a presença de MSC no ligamento periodontal, a maioria dos estudos em relação à regeneração do periodonto tem sido orientada com o uso de um misto de células-tronco com outros materiais. Fibroblastos alogênicos do prepúcio demonstraram recentemente promover uma nova adesão de gengiva nas recessões. Pacientes com fenestração apresentaram uma formação de gengiva queratinizada quando usada a engenharia da mucosa, com emprego de arcabouços (scaffolds) reabsorvíveis e fibroblastos gengivais com cirurgias convencionais. Conforme Rimondini; Mele (2009), a presença de células diferenciadas e matriz extracelular parece ser crucial para a diferenciação de células-tronco e para a engenharia de tecidos periodontais. Assim, as células-tronco embrionárias cultivadas em conjunto com fibroblastos de ligamento periodontal humano por 21 dias demonstraram capacidade de se diferenciar em fibroblastos progenitores do ligamento periodontal.

26 25 A dentina parece promover a diferenciação das MSC em tecidos periodontais; dentina obtida pela engenharia da papila demonstrou ser um substrato indutor para as células de ligamento periodontal. Essas células implantadas por via subcutânea em camundongos foi capaz de formar ligamento periodontal e cemento com arquitetura fisiológica. Muitas propostas são feitas na tentativa de promover a regeneração do osso com inclusão de células-tronco mesenquimais nos biomateriais. No que se refere à engenharia da polpa e dentina, Rimondini; Mele (2009) citam que apesar da engenharia do dente inteiro ter sido demonstrada como possível ainda permanecem algumas dificuldades; pois a regeneração de um tecido dentário isoladamente parece ser uma realidade mais próxima no momento. A engenharia da dentina e da polpa aparece como uma interessante terapia de dentes comprometidos endodonticamente. Tanto células-tronco da polpa (DPSCs) como de dentes decíduos exfoliados (SHEDs) demonstraram ser capazes de fazer a regeneração da dentina e da polpa diante de estímulos bioquímicos apropriados. Cordeiro et al. apud Rimondini; Mele (2009) demonstraram que uma enxertia de SHEDs sobre uma fatia de dentina implantada em camundongos imunodeficiente é capaz de produzir um tecido muito similar àquele da polpa fisiológica. A sinalização morfogenética foi promovida diretamente pelo coquetel de sinais da matriz dentinária nativa. As DPSCs são capazes de formar a estrutura dentinária quando implantadas ectopicamente e de induzir a vascularização do novo tecido formado. Desse modo, a presença da matriz extracelular é um estímulo indutivo para a diferenciação da polpa e da dentina. Uma matriz semelhante á ossodentinária foi observada apenas 3 semanas após a implantação subcutânea em coelhos de um molde polimérico de ácido láticocoglicólico enxertado com DPSCs. A nova estrutura formada mostrou a presença das típicas estruturas tubulares da dentina. Moldes de colágeno contendo enxertia de proteína de matriz dentinária-1 (DMP-1), fatores de crescimento e DPSCs produziram um tecido semelhante à

27 dentina que apresentava a estrutura tubular típica e marcadores bioquímicos como sialoproteína dentinária (DPS) e a fósforo proteína dentinária (DPP) Aplicações das células-tronco em Odontologia Geralmente, a terapia com células-tronco adultas é precedida pela compreensão de todas as suas propriedades, o controle de sua proliferação e os fatores que determinaram sua diferenciação. A regeneração de um órgão dentário não é simples, pois seu desenvolvimento é determinado por interações complexas e inúmeros fatores de crescimento e pela diferenciação celular que é ligada a mudanças morfológicas no decorrer da formação do germe dentário. Assim, o uso de células-tronco vem sendo proposta em várias áreas da Odontologia (SOARES et al., 2007). Em um estudo in vitro, células-tronco mesenquimais obtidas da medula óssea de ratos foram isoladas e induzidas a se diferenciarem em células condrogênicas e osteogênicas por meio de estímulo com fator de crescimento tumoral. As mesmas células foram encapsuladas em duas camadas de matriz composta por hidrogel de polietilenoglicol, moldadas em forma de côndilo de humanos. Esses moldes de acrílico foram implantados em dorsos de ratos imunodeficientes. Foi observada a formação de uma estrutura condilar após 8 semanas da implantação. Esse achado representa uma ferramenta útil para um futuro desenvolvimento de côndilos mandibulares por meio da engenharia tecidual (ALHADLAQ; MAO, 2003). Nakashima (2005) propôs um modelo de aplicação clínica da terapia endodôntica, baseado no cultivo, proliferação e diferenciação de células-tronco pulpares em odontoblastos, sua inserção em uma matriz moldada do preparo cavitário que apresente exposição pulpar e o posicionamento da matriz do dente. Assim, haveria a proliferação dos odontoblastos e formação de dentina tubular funcional.

28 27 No estudo de Abukawa et al. (2004), as células-tronco mesenquimais de porcos foram isoladas, cultivadas em matriz de ácido poli-dl-lático-coglicólico e incubados por 10 dias em meio de cultura com suplemento osteogênico. Depois desse período, as amostras foram transplantadas para defeitos ósseos mandibulares induzidos cirurgicamente e após 6 semanas realizou-se a análise histológica, clínica e radiológica. Observou-se que os defeitos foram preenchidos com um tecido denso, semelhante ao osso, apresentando osteoblastos, osteócitos, vasos sanguíneos e osso trabeculado. Observa-se que muitos esforços vêm sendo direcionados para a regeneração periodontal. Laino et al. (2005) demonstraram a presença de células-tronco adultas no ligamento periodontal, como propriedade clonogênica e alta taxa proliferativa. Essas células foram estimuladas in vitro a diferenciarem-se em células tipo cementoblastos; através de um meio rico em L-ascorbato-2-fosfato, dexametasona e fosfato inorgânico. Após 4 semanas, observou-se acumulação cálcica, embora em menor proporção comparada com as células-tronco provenientes da medula óssea e da polpa dentária. A análise imunohistoquímica e Western blotling demonstraram que as células-tronco de ligamento periodontal expressaram uma variedade de marcadores comentoblásticos / osteoblásticos. Ao serem transplantadas para ratos imunocomprometidos as células formaram uma estrutura semelhante ao cemento / ligamento periodontal. Em defeitos criados cirurgicamente na área periodontal dos molares inferiores dos ratos, as células se integraram ao ligamento periodontal em duas das seis amostras e, ocasionalmente, uniram a superfície do osso alveolar aos dentes. Esses achados mostraram uma possível função tecidual periodontal, sendo necessários estudos mais aprofundados. Assim, o objetivo da Odontologia conservadora é restaurar os tecidos dentários para manter a vitalidade, a função e a estética do dente. Na busca pela formação de um órgão dentário completo, foram desenvolvidos experimentos em ratos, usando primórdios da lâmina dentária em lugar de populações de células-tronco isoladas. Isto mostra uma dificuldade na manipulação de todos os fatores envolvidos no desenvolvimento de um órgão dentário. Além desta problemática é evidente a necessidade da inserção e funcionalidade do órgão

29 formado para que possa se integrar ao sistema estomatognático (DUAILIBI et al., 2004) O implante dentário: avaliação Apesar da baixa taxa de implantes perdidos (em torno de 5% nos primeiros 5 anos e 15% em 15 anos), as causas não são pautadas em uma resposta comprovada cientificamente. Acredita-se que o implante é perdido precocemente quando há um aquecimento exagerado do tecido ósseo durante sua instalação ou então a prótese provisória sobre este implante em ossointegração não foi diretamente aliviada (ADELL et al., 1990; ZARB; SCHIMITT, 1990; MENDONÇA et al., 2001). Novas superfícies de implantes têm sido desenvolvidas com o intuito de melhorar / acelerar o processo de ossointegração. Sabe-se que a superfície do implante osseointegrado desempenha um papel principal no contato e na manutenção da ligação entre implante e osso. Mas, o mecanismo pelo qual estas superfícies influenciaram a resposta do tecido ósseo continua sem explicação. Um dos mecanismos pelo qual as superfícies dos implantes osseointegrados atuam sobre as células ósseas é por meio da indução de expressão de genes relacionados à cascata de diferenciação do tecido ósseo (ISA, 2006; GUO, 2007). Desta forma, as células indiferenciadas migram para a superfície do implante e são estimuladas a se diferenciarem em osteoblasto. Existem vários estudos que têm procurado maneiras de melhorar a superfície do implante para otimizar a adesão, proliferação e diferenciação celular dos osteoblastos, reduzindo assim o tempo de início da síntese de matriz óssea e a união aos implantes osseointegrados e com isso reduzir o tempo de tratamento e aumentar ainda mais a longevidade dos implantes osseointegrados (BUSER et al., 2004). Conforme Mendonça et al. (2009), para melhorar o desempenho e aumentar o sucesso dos implantes é essencial o desenvolvimento de superfícies com

30 29 características que se relacionem bem com proteínas específicas e com as células ósseas pertinentes. Isto é, imediatamente após a instalação do implante, proteínas serão adsorvidas do plasma, para a superfície do material, controlando assim a adesão celular e regeneração tecidual. Esta imediata interação poderia evitar a perda óssea que ocorre mesmo quando os implantes são instalados em alvéolos de extração imediata (MENDONÇA et al., 2009).

31 4 CONCLUSÃO Pelo estudo realizado, foi possível perceber que existe um grande avanço nos experimentos com células-tronco originárias dos tecidos bucais. Em razão de seu fácil acesso e por não serem considerados órgãos vitais constituem um fato importante nos testes de praticidade e viabilidade de técnicas da bioengenharia. Desse modo, é possível que no futuro a bioengenharia seja usada nas terapias endodôntica e periodontal. Não resta dúvida que a Odontologia está se direcionando às terapias regenerativas com o uso de indutores biológicos de reparação tecidual. Isto significa que, tanto clínicos como pesquisadores terão de se familiarizar com conceitos básicos da biologia molecular e celular para terem condições de aplicar tecnologias e estratégias mais avançadas de tratamento em um futuro próximo.

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