Nanobiotecnologia para o estudo da osteoporose: análises ultra-estruturais e moleculares em modelos animais de baixa densidade mineral óssea.

Resumo: Fraturas ósseas representam um grave problema de saúde pública no mundo moderno. Atualmente, devido ao envelhecimento populacional, as fraturas ósseas associam-se a uma elevada morbimortalidade, pois configuram o principal agravo da osteoporose. Neste contexto, a osteoporose, uma das principais doenças degenerativas da atualidade, afeta cerca 300 milhões de pessoas mundialmente. Estima-se que os custos diretos e indiretos para a manutenção, o tratamento e a seguridade dos pacientes acometidos de fraturas devidas à osteoporose sejam da ordem de US$ 17 bilhões/ano no mundo. O rápido envelhecimento da população aliado à baixa velocidade no desenvolvimento de novos e eficientes métodos de prevenção e de tratamento da osteoporose e também das fraturas ocasionadas/agravadas pela doença traz uma perspectiva cada vez mais sombria para este cenário. A osteoporose (OP) é caracterizada pela perda de massa óssea representada por um índice, a densidade mineral óssea (DMO), resultando em ossos frágeis e susceptíveis à quebra, com perda considerável da arquitetura tecidual óssea normal. Verifica-se que a ultra-estrutura do tecido se modifica a ponto de gerar microlesões que favorecem a ruptura dos ossos, além de ocasionar dores incapacitantes. Ademais, a nanoestrutura da área fraturada tem sido alvo de vários estudos utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA) objetivando visualizar a arquitetura destas lesões apontando para as causas da fragilidade e da quebra nestes pacientes. Existe também uma preocupação muito grande em estabelecer modelos fidedignos para as análises de ultra-estrutura dos ossos em cicatrização, validando-os para experimentação de novos agentes terapêuticos no tratamento da OP. Recentemente, nosso grupo demonstrou que animais geneticamente modificados (ditos ApoE knock-out, ApoEKO) são modelos para OP, apresentando – as fêmeas - baixa densidade mineral óssea desde 4 meses de idade medida por DXA e confirmada com testes de tensão e histomorfometria óssea. Resultados preliminares sugerem que, não obstante parâmetros morfométricos e bioquímicos configurem a razão da menor DMO deste modelo, o arranjo da matriz óssea destes animais também pode se encontrar comprometido, provavelmente devido a menor compactação da matriz mineral. A este estudo, propomos também adicionar experimentos de expressão gênica de moléculas envolvidas na síntese da matriz óssea, como osteocalcina, osteonectina, RANK e seu ligante, no sentido de elucidar as vias moleculares que participam do processo de formação do tecido ósseo e na sua cicatrização. Acredita-se que a ausência deste elemento genético agrava também a susceptibilidade e a gravidade de fraturas nestas mulheres osteoporóticas pós-menopausa, tornando este modelo animal especialmente elucidativo para estudar a nanoestrutura da matriz óssea na nestes casos bem como fatores de agravo e pró-cicatrizativos que podem resultar em melhores prognósticos/sobrevida. Em adição, desenvolvemos um modelo de tratamento farmacológico em ratas ovariotectomizadas (OVX) demonstrando que tanto a vitamina K quanto o alendronato (droga extensamente usada no tratamento da osteoporose) não possuem resgate na DMO nos controles OVX, mas afetam os parâmetros biomecânicos de integridade óssea com força de ruptura e rigidez. Baseado nestas evidências, propomos, neste projeto, estudar a nanoestrutura da matriz óssea dos animais ApoEKO e em ratas OVX tratados com alendronato, vitamina K ou ambos, utilizando técnicas de MEV, MET e MFA bem como analisar ultra-estrutural e molecularmente o tecido ósseo e as possíveis microfraturas espontâneas e também as fraturas obtidas cirurgicamente neste modelo animal de baixa mineralização óssea.

Data de início: 2008-12-20
Prazo (meses): 24

Participantes:

Papelordem decrescente Nome
Aluno Doutorado Daniel de Siqueira
Coordenador Ian Victor Silva
Pesquisador Emilio de Castro Miguel
Acesso à informação
Transparência Pública

© 2013 Universidade Federal do Espírito Santo. Todos os direitos reservados.
Av. Marechal Campos, 1468 - Bonfim, Vitória - ES | CEP 29047-105