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CÉLULAS-TRONCO – REVISTA DA LITERATURA
CÉLULAS-TRONCO –
REVISTA DA LITERATURA
STEM CELLS –
LITERATURA REVIEW
Filipe HILLE *
Elaine Dias Do CARMO **
Clóvis MARZOLA ***
* Graduação em Odontologia, atuando na área de Clínica Geral e Odontopediatria. Pós-graduando
em Odontopediatria realiza tratamento de gestantes e neonatos por meio de pré-natal
odontológico e tratamentos preventivos. Curso de extensão universitária em Ciências
Forenses aplicada à Odontologia Legal. Auditoria Odontológica através da Universidade de
São Paulo. Curso de Odontologia Hospitalar do Hospital Sírio Libanês de São Paulo.
Curso de extensão em Bases Moleculares do Câncer. Curso de Urgências e Emergências
em Odontologia pela Universidade de São Paulo. Atualmente se dedica à pesquisa
científica em Odontologia, atuando nos temas de Ética, Células-tronco de dentes decíduos,
Processos Patológicos Gerais, Patologia Bucal, Glândulas Salivares e Metotrexato.
** Possui graduação em Odontologia pela Universidade de Mogi das Cruzes (1998), Mestrado (2004)
e Doutorado (2007) em Biopatologia Bucal pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de
Mesquita Filho" (FOSJC-UNESP). Professora Doutora do curso de Odontologia das
Faculdades Metropolitanas Unidas. Realiza projetos nas áreas de carcinogênese e plantas
medicinais.
*** Professor Titular de Cirurgia Aposentado da Faculdade de Odontologia de Bauru da Universidade
de São Paulo. Professor dos Cursos de Especialização e Residência da Associação
Paulista de Cirurgiões Dentistas (APCD) Regional de Bauru, do Colégio Brasileiro de
Cirurgia e Traumatologia Buco Maxilo Facial. Membro Titular Fundador do Colégio
Brasileiro de Cirurgia e Traumatologia BMF. Membro Titular e Presidente da Academia
Tiradentes de Odontologia. Conselheiro da Câmara Brasileira de Cultura e da Academia de
Artes e Ciências da CBC. Membro Titular da Academia Brasileira de Odontologia.
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v. 15, n. 6, p. 363-372, jun., 2015.
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RESUMO
Nos dias atuais com os avanços da engenharia tecidual o intuito da
terapêutica com células-tronco é desenvolver a terceira dentição a partir de destas
células. O presente trabalho teve como objetivo mostrar por meio da revista da
literatura o papel das células-tronco nos avanços da Odontologia em relação à
terceira dentição e à regeneração de tecidos bucais. O levantamento bibliográfico
evidenciou as metodologias e resultados obtidos de estudos com células-tronco na
Odontologia de 2006 a 2014. Estudos dos últimos anos mostraram que célulastronco de polpa dentária e do ligamento periodontal de dentes decíduos e
permanentes são capazes de se diferenciar em vários tipos de linhagens celulares,
originando tanto os tecidos moles como os tecidos mineralizados de origem
odontogênica. Diante disso, pode-se concluir que a terapêutica com células-tronco
torna-se uma promissora ferramenta no desenvolvimento da terceira dentição que
será um marco na Odontologia do futuro.
ABSTRACT
Nowadays with the advances in tissue engineering the purpose of stem
cell therapy is to develop a third set of teeth from these cells. This work aimed to
show through literature review the role of stem cells in advances in dentistry over the
third dentition and oral tissue regeneration. The literature survey revealed the
methodologies and results of studies with stem cells in dentistry from 2006 to 2014.
Studies in recent years have shown that stem cells from dental pulp and periodontal
ligament of deciduous teeth and permanent teeth are capable of differentiating into
various types of cell lines that originate both soft tissues such as odontogenic
mineralized tissues. Thus, it can be concluded that therapy with stem cell becomes a
promising tool in the development of the third set of teeth that will be a milestone in
the future of dentistry.
UNITERMOS: Células-tronco; Engenharia tecidual; Terceira dentição; Polpa
dentária.
UNITERMS: Stem cells; Tissue engineering; Third dentition; Dental pulp.
INTRODUÇÃO
A ausência dos dentes pode ser superada pela colocação de implantes
e com a confecção de próteses, que tentam ao máximo, devolver a função
mastigatória ao indivíduo. Apesar dos avanços da Odontologia, ainda não é
possível devolver ao paciente, um elemento dentário capaz de substituir de maneira
plena os tecidos biológicos perdidos (HAU; LOPES; BALDANI et al., 2006).
Atualmente, há um empenho na área científica, na tentativa de se
desenvolver um elemento dental, capaz de ser tão funcional quanto o que foi
perdido. Assim como as células se organizam, para formar tecidos, estes mesmos
fenômenos ocorrem, quando o objetivo é a formação dos elementos dentários (HAU;
LOPES; BALDANI et al., 2006).
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v. 15, n. 6, p. 363-372, jun., 2015.
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Os dentes possuem um processo de formação muito complexo e
minucioso realizado por células especializadas. A formação dos dentes é alvo de
muitos estudos e discussões na literatura, devido à sua grande riqueza de detalhes
e processos envolvidos. Desta maneira, surgem grandes expectativas, para se criar
uma terceira dentição em seres humanos, revolucionando a Odontologia, que
começa a ser chamada de Odontologia do Futuro (SARDEMBERG; TELLERMAN;
BORGES et al., 2012).
O presente trabalho tem como objetivo mostrar por meio da revista da
literatura o papel das células-tronco nos avanços da Odontologia em relação à
terceira dentição e a regeneração de tecidos bucais.
REVISTA DA LITERATURA
A pergunta de muitos estudiosos e pesquisadores, envolvidos na área
da Biologia Molecular e da Engenharia Tecidual é: - “Se os tecidos são capazes de
se desenvolver perfeitamente, a partir de células-tronco, desempenhando função,
seria possível desenvolver um novo elemento dental?” (CASAGRANDE; LAUXEN;
FERNANDES et al., 2009).
As células-tronco são células indiferenciadas ou com baixo grau de
diferenciação encontrado em tecidos embrionários ou extraembrionários (SOUZA;
LIMA; REIS et al., 2003). Apresentam capacidade de diferenciação e de auto
renovação ilimitada, podendo dar origem a uma grande variedade de tipos teciduais
(VOGEL, 2000 e CAVALCANTI; CAMPOS; NÖR et al., 2011). Desta maneira, a
Engenharia Tecidual está embasada na utilização destas células, de matrizes
biocompatíveis e de moléculas bioativas, fatores de crescimento, responsáveis pelos
sinais morfogênicos dos tecidos. Atualmente os estudos avançam em busca de uma
nova modalidade terapêutica baseada na engenharia de tecidos. (CASAGRANDE;
LAUXEN; FERNANDES et al., 2009 e CAVALCANTI; CAMPOS; NÖR et al., 2011).
Existem dois tipos de células-tronco, as embrionárias e aquelas
adultas. As células-tronco embrionárias são derivadas de embriões, exibindo grande
potencial de crescimento e diferenciação celular. (SOUZA; LIMA; REIS et al., 2003;
SARDEMBERG; TELLERMAN; BORGES et al., 2012 e MACHADO; SANTOS
JÚNIOR, 2013).
Há uma grande polêmica na utilização de células-tronco embrionárias,
pois para se obtiver, infelizmente, ocorre a destruição do embrião, especificamente
de um blastocisto, um embrião de cinco dias. Algumas culturas e religiões atribuem
ao embrião humano, desde o momento da fecundação, o status de vida, com todos
os direitos de uma pessoa já nascida, sendo sua destruição inaceitável.
No Brasil, o uso do embrião humano congelado para fins de pesquisa,
foi regulamentado pela Lei 11.105 de 24 de março de 2005. Vale ressaltar que,
trabalhar com células-tronco não é uma tarefa fácil e cabe a nós estudar a sua
relação com a ética e bioética antes de atuar. (PERIN; DOHMANN; BOROJEVIC et
al., 2003 e ODA; GESUALDO; CASTILHO, 2011).
As células-tronco adultas, que estão presentes em vários órgãos e
tecidos no indivíduo adulto, participam da homeostase tecidual, gerando novas
células, devido à sua própria renovação fisiológica, como também em resposta a
uma injúria (PEREIRA, 2008). Apresentam um grande potencial terapêutico, no
tratamento de diabetes, doenças autoimunes, na hematologia, na oftalmologia e, na
regeneração de lesões decorrentes de acidentes (CARMO; SANTOS JR, 2014).
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O sangue de cordão umbilical humano é rica fonte em células-tronco
hematopoiéticas e mesenquimais que são elementos de extrema importância na
terapêutica para regenerar tecidos e órgãos afetados por doenças hematológicas,
cardíacas, ortopédicas, reumatológicas e oncogênicas, principalmente nos casos de
pacientes que não apresentam doadores compatíveis. Assim, foram criados os
bancos de sangue especializados, devido ao avanço na utilização das células-tronco
do cordão umbilical (KAWASAKI-OYAMA; BRAILE; CALDAS, 2008; OLIVEIRA;
SILVA; 2009; MACHADO; SANTOS JR, 2013) (Fig. 1).
Fig. 1 - Imagem que mostra os elementos necessários para a constituição de uma terceira dentição
em seres humanos.
Fonte – Acervo do Dr. Filipe Hille.
Na área Odontológica, as células-tronco presentes no ligamento
periodontal apresentam potencialidade para formar tecido ósseo, cemento e
ligamento periodontal, podendo desta maneira, regenerar tecidos periodontais
(AMORMINO; COSTA; ALBUQUERQUE et al., 2012).
Estudos mostram que as células-tronco da polpa dentária são
semelhantes àquelas encontradas no cordão umbilical. Assim, a polpa tem sido alvo
de estudos para o desenvolvimento da terceira dentição em humanos, pois fornece
células progenitoras podendo se diferenciar em linhagens celulares de origem
mesenquimal, como polpa, dentina, osso alveolar, possibilitando assim, a construção
de um novo dente (KOLYA; CASTANHO, 2007; CASAGRANDE; LAUXEN;
FERNANDES et al., 2009; CAVALCANTI; CAMPOS; NÖR et al., 2011 e
MACHADO; SANTOS JR, 2013).
Para isso, também, é imprescindível a presença de estruturas
tridimensionais de suporte celular chamadas de scaffolds. São matrizes ou
arcabouços que criam uma base para orientar a arquitetura tecidual e, a deposição
de substâncias indutoras do crescimento e da diferenciação tecidual (DALTOÉ;
MIGUITA; MANTESSO, 2010).
Os scaffolds podem ser biológicos ou sintéticos, biodegradáveis ou
permanentes. Scaffolds contendo componentes inorgânicos, como, hidroxiapatita e
fosfato de cálcio, são usualmente empregados na neoformação óssea guiada
(JADLOWIEC; CELIL; HOLLINGER, 2005).
Matrizes a base de polímeros
biodegradáveis serviram para a engenharia de estruturas dentais com
características muito similares à coroa de dentes naturais (YOUNG et al., 2002).
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As células mesenquimais indiferenciadas são consideradas um
reservatório de onde se derivam as células do tecido conjuntivo da polpa e, de
acordo com estímulos, podem originar odontoblastos, fibroblastos, cementoblastos,
osteoblastos e, outras células envolvidas no desenvolvimento dentário (LOZANO;
INSAUSTI; INIESTA, 2012).
O tecido pulpar é também reconhecido devido a sua grande
capacidade de reparo, através da formação de uma barreira mineralizada nos locais
onde houve exposições pulpares após o capeamento direto. Diversos fatores
exercem papel fundamental nos eventos de formação e reparação do complexo
dentino-pulpar. As proteínas formadoras da matriz extracelular, como colágeno tipo
I, colágeno tipo III, fibronectina, tenascina e, fatores de crescimento exercendo um
grande destaque nestes processos (CASAGRANDE; LAUXEN; FERNANDES et al.,
2009).
As células-tronco são capazes de se diferenciar em fibroblastos, que
por sua vez colaboram de forma direta na formação de um novo dente, sendo
responsáveis pela elaboração do colágeno, um dos produtos mais abundantes do
dente, ricamente encontrado na polpa, dentina, cemento, osso alveolar, ligamento
periodontal e, em menores quantidades no esmalte. As células mesenquimais da
polpa são capazes de se diferenciar em odontoblastos, responsáveis pela formação
do tecido mais abundante do elemento dentário, a dentina. A diferenciação dos
odontoblastos ocorre a partir da expressão de moléculas sinalizadoras e fatores de
crescimento (ARANA; KATCHBURIAN, 2012).
Culturas de células-tronco mesenquimais derivadas de medula óssea,
depositadas sobre plataformas de hidroxiapatita e, sobre cerâmica de cálcio,
poderiam ser utilizadas no tratamento de defeitos críticos em fêmures de cães
(BRUDER et al., 1998). Como resultados de suas pesquisas, constataram rápido
desenvolvimento de tecido ósseo ao redor dos implantes e, retorno da função do
membro (MONTEIRO et al., 2009).
Estudos realizados em roedores mostraram a diferenciação de célulastronco em ameloblastos. Tem sido demonstrado que as células-tronco estão
localizadas no germe dentário, tanto no epitélio quanto no ectomesênquima
subjacente. Os incisivos de ratos, de crescimento contínuo, mantêm as célulastronco epiteliais na alça cervical, durante toda vida do animal, sendo responsáveis
por um sistema regulatório específico e contínuo de produção de esmalte
(HARADA; KETUNEN; JUNG, 1999).
Foi demonstrada a capacidade de diferenciação celular das célulastronco pulpares, analisando transplantes autógenos de células pulpares de dentes
de porcos, cultivadas e associadas com BMP2 recombinante humana, que foi
utilizada como sinal morfogenético com a finalidade de estimular a diferenciação
dessas células (IOHARA; NAKASHIMA; ITO et al., 2004).
As células-tronco do ligamento periodontal implantadas em
camundongos germ free são capazes de produzir estruturas similares ao cemento e
ligamento periodontal humano. A cementogênese, também, poderá ocorrer a partir
da diferenciação de células-tronco em cementoblastos, secretando a matriz
cementóide e, recebem depósitos minerais, formando assim, o cemento radicular
(SARDEMBERG; TELLERMAN; BORGES et al., 2012).
Análises imuno
histoquímicas demonstraram que as células-tronco do ligamento periodontal
expressam uma série de marcadores cementoblástios e osteoblásticos (SOARES,
2007) e, assim quando estimuladas apropriadamente, podem se diferenciar em
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direção a um fenótipo de osteoblasto ou cementoblasto, promovendo a formação de
osso e cemento (BEERTSEN; MCCOLLOCH; SODEK, 1997).
O ligamento periodontal humano, também, contém uma população de
células-tronco multipotentes pós-natais, que podem ser isoladas e expandidas in
vitro.
Em meios de cultura apropriados, podem diferenciar-se em células
semelhantes a cementoblastos, adipócitos e, células formadoras de colágeno.
Quando transplantadas para roedores imuno comprometidos, estas células mostram
a capacidade de gerar uma estrutura semelhante a cemento e ligamento periodontal,
além de contribuir para o reparo dos tecidos periodontais (SEO; MIURA;
GRONTHOS et al., 2004).
As estratégias de engenharia tecidual para a regeneração periodontal
deve explorar a capacidade regenerativa das células-tronco residentes no
periodonto e, seu crescimento em uma estrutura tridimensional, com a subsequente
implantação sendo assim, possível criar uma nova estrutura dental que seja
totalmente funcional (CASAGRANDE; LAUXEN; FERNANDES et al., 2009).
DISCUSSÃO
O uso de células-tronco permitirá tratar de condições e doenças da
cavidade oral e do complexo craniofacial que atualmente são intratáveis. Para isso,
os autores acreditam que clínicos e pesquisadores terão que se familiarizar com
conceitos básicos de biologia celular e molecular para terem condições de aplicar
tecnologias avançadas de tratamento em um futuro próximo. Acredita-se que o
terceiro dente será o grande marco que construirá o começo de uma nova
odontologia (CAVALCANTI; CAMPOS; NÖR et al., 2011).
Estudos têm isolado células altamente proliferativas derivadas da polpa
dentária.
Foi constatado que estas células são multipotentes, possuindo a
capacidade de auto renovação podendo se diferenciar em diversos tipos celulares
de origem odontogênica. O estudo de células-tronco relaciona-se com a odontologia
a cada dia que passa e novas perspectivas surgem no meio científico (SOARES;
KNOP; DE JESUS et al., 2007).
As células mesenquimais da polpa dental é foco dos pesquisadores
nos dias atuais que buscam desenvolver o terceiro dente biologicamente funcional.
A capacidade das células multipotentes do órgão pulpar são magníficas, prometendo
revolucionar a Odontologia (LOZANO; INSAUSTI; INIESTA, 2012). Apesar das
excelentes perspectivas ainda não foram obtidos ensaios clínicos em humanos
sobre o desenvolvimento de um novo dente, porém já se sabe que com os avanços
das pesquisas envolvendo células-tronco e, com o aprimoramento de técnicas de
manipulação gênica, possa-se desenvolver em breve um dente totalmente funcional
baseando-se em células estaminais. O presente trabalho revisou artigos atuais
verificando a grande quantidade de novas descobertas (DALTOÉ; MIGUITA;
MANTESSO, 2010).
Com os avanços das novas tecnologias, em um futuro próximo os
pacientes poderão melhorar suas condições de vida e função mastigatória através
de novas modalidades terapêuticas a partir de células-tronco. A engenharia tecidual
nos últimos anos visa o desenvolvimento de estruturas dentais idênticas àquelas que
foram perdidas e, para que isso seja possível, o órgão pulpar assim como o
ligamento periodontal são estudados profundamente por cientistas. Já se sabe que
as células-tronco destes tecidos são capazes de se diferenciar em todas as
linhagens odontogênicas. Do ponto de vista internacional, verificou-se que os
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cientistas se preocupam em desenvolver novas estratégias para estudar as célulastronco e aplicá-las na odontologia baseada em evidências (CASAGRANDE;
LAUXEN; FERNANDES et al., 2009).
A regeneração de um novo dente não é algo tão simples, uma vez que
os processos que envolvem a neoformação dentária são de natureza complexa e,
não totalmente compreendida por estudiosos (CARMO; SANTOS JR, 2014). Em
um estudo in vitro, células-tronco mesenquimais de medula óssea e polpa dental se
diferenciaram em linhagens osteogênicas, condrogênicas (SOARES; KNOP; DE
JESUS et al., 2007). Estudos in vitro, também, foram efetuados e verificaram que,
células da polpa dental de terceiros molares são capazes de se diferenciar em
linhagens odontogênicas e miogênicas. Observa-se ainda nesse trabalho que, a
polpa dental é um tecido rico e valioso para os estudos com células-tronco.
(ZHANG; WALBOOMERS; SHI et al., 2006).
Pesquisas foram efetuadas com a polpa apical de terceiros molares e,
com isso, pode verificar in vitro, a capacidade de se diferenciar em adipócitos,
condroblastos e células neurais. A maior parte do elemento dental é constituída por
dentina, um tecido de natureza colagenosa com elevado conteúdo orgânico rico em
terminações nervosas e prolongamentos de odontoblástos (SUCHÁNEK; SOUKUP;
IVANCAKOVÁ et al., 2007).
Pesquisas in vitro mostraram que as células-tronco de dentes decíduos
esfoliados podem originar uma nova linhagem odontoblástica (CASAGRANDE;
LAUXEN; FERNANDES et al., 2009). As células do ligamento periodontal e sua
capacidade de manutenção foram estudadas e, observaram que o ligamento
periodontal implantado em camundongos produziu estruturas similares ao cemento e
ligamento periodontal humano (SARDENBERG; TELLERMAN; BORGES et al.,
2012). A polpa de dentes decíduos foi estudada in vitro e, apontaram a presença de
células-tronco que se diferenciavam em células de origem epitelial (NAM; LEE,
2009).
As células-tronco de dentes decíduos podem se diferenciar em
odontoblastos maduros, adipócitos e células neurais (SOARES; KNOP; DE JESUS
et al., 2007). Estudos in vitro e in vivo, demonstraram que a polpa dental de
terceiros molares humanos apresentam células-tronco com alta capacidade
proliferativa, originando por completo o complexo dentina-polpa (GRONTHOS et al.,
2000).
Trabalhos foram realizados com células-tronco localizadas no epitélio
odontogênico e mesênquima não odontogênico e, como resultado obtiveram dentes
histológica e clinicamente iguais aos dentes naturais que continuaram o
desenvolvimento quando implantados em diastema interincisivo de rato (MODINO;
SHARPE, 2005).
Ao realizar estudos in vitro, foi verificado que a polpa dentária e
ligamento periodontal de camundongo e linhagem de células epiteliais apresentam
células-tronco que originaram uma estrutura semelhante a dentes (esmalte e
ameloblastos) (CAI; HUANG; LEUNG et al., 2013).
A polpa dentária de dentes de murinos foi averiguada e, comprovaram
que tais células são capazes de originar uma mistura de células de sistema nervoso
central e sistema nervoso periférico (ELLIS; CARROLL; LEWIS et al., 2014).
Ainda não se sabe quando, porém, através de estudos recentes podese ter a certeza de que uma nova modalidade terapêutica a partir de células-tronco
está mais próxima do que se pode imaginar, proporcionando aos pacientes melhor
qualidade de vida, além de promover ainda mais a Odontologia.
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v. 15, n. 6, p. 363-372, jun., 2015.
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Artigo
Tipo de estudo
Localização das
células
Polpa de terceiros
molares após
criopreservação
Estruturas formadas
Linhagens de células
odontogênicas,
osteogênicas,
condrogênicas e
miogênicas
ZHANG, 2006
Experimental in vitro
SUCHÁNEK
et al., 2007
Experimental in vitro
Polpa apical de
terceiros molares
Adipócitos,
condroblastos e
células neurais
LI et al., 2008
Experimental in vivo
Papila dentária de
dentes de ratos
Cemento e ligamento
periodontal
NAM; LEE, 2009
Experimental in vitro
Polpa de dentes
decíduos
Células epiteliais
CASAGRANDE, 2010
Experimental in vitro
Células-tronco de
dentes decíduos
esfoliados
Odontoblastos
DE JESUS
et al., 2011
Experimental in vitro
Tecido pulpar de
dentes decíduos
Deposição de cálcio
em meio osteogênico
e acúmulos lipídicos
em meio adipogênico
SARDEMBERG et al.,
2012
Experimental in vivo
Ligamento periodontal
implantadas em
camundongos
Produzem estruturas
similares cemento e
ligamento periodontal
humano.
CAI et al.,
2013
Experimental in vitro
Estrutura semelhante
a dentes (esmalte e
ameloblastos)
ELLIS et al.,
2014
Experimental in vivo
Polpa dentária e
ligamento periodontal
de camundongo e
linhagem de células
epiteliais
Polpa dental de
murino
Mistura de células de
sistema nervoso
central e sistema
nervoso periférico
Tabela 1 - Achados bibliográficos dos últimos dez anos.
Fonte – Acervo do Dr. Filipi Hille.
CONCLUSÕES
Estudos dos últimos anos mostraram que células-tronco de polpa
dentária e de ligamento periodontal de dentes decíduos e dentes permanentes são
capazes de se diferenciar em vários tipos de linhagens celulares, que originam tanto
os tecidos moles como os tecidos mineralizados de origem odontogênica. Diante
disso, pode-se concluir que a terapêutica com células-tronco torna-se uma
promissora ferramenta no desenvolvimento da terceira dentição que será um marco
na Odontologia do futuro.
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