Avaliação dos potenciais osteogênico e genotóxico de microesferas à base de hidroxiapatita nanoestrutura contendo zinco

dc.contributor.advisorMoreira, Susana Margarida Gomespt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-8333-3016
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7741233949116498
dc.contributor.authorDantas, Marina Rocha do Nascimento
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7872587364414493
dc.contributor.referees1Barboza, Carlos Augusto Galvão
dc.contributor.referees2Chaves Filho, Gildacio Pereira
dc.date.accessioned2025-06-11T22:45:51Z
dc.date.issued2025-02-14
dc.description.abstractA wide range of biomaterials is currently being studied as new alternatives in the field of bone regeneration. Among them, hydroxyapatite (HA) stands out as a mineral component present in the inorganic phase of bones. HA, in addition to being biocompatible, exhibits suitable physicochemical characteristics and allows for ionic substitutions that can enhance its performance for various applications. Nano-structured HA (nHA) microspheres with different compositions have been developed, including the incorporation of zinc ions (Zn²⁺), which are notable for their ability to increase cell viability and promote bone mineralization. However, any alteration to HA results in the production of a new biomaterial that, in addition to confirming its osteogenic capabilities, must undergo biosafety testing. Thus, in this study, we evaluated the ability of Zn²⁺- containing nHA-based microspheres to promote osteogenic differentiation using human Wharton's jelly mesenchymal stem cells (hWJ-MSCs) isolated from umbilical cord tissue.The cytotoxicity results, assessed using the MTT assay (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide), showed that the samples did not significantly reduce the ability of hWJ-MSCs to metabolize MTT, indicating that the samples are not cytotoxic under the tested conditions. The results of bone mineralization, alkaline phosphatase (ALP) activity, and gene expression, quantified by qRT-PCR, indicated that the samples, under the tested conditions, exhibited osteogenic activity, as evidenced by increased extracellular matrix mineralization, ALP activity, and the expression of genes related to osteogenesis in hWJ-MSCs. Considering potential clinical applications, we also evaluated the genotoxic potential of these materials. The genotoxicity results, obtained through the Comet assay and the CBMN assay (cytokinesis-block micronucleus), showed that the samples do not exhibit genotoxic potential under the tested conditions. Therefore, it is expected that this biomaterial could have applications in bone regeneration.
dc.description.embargo2026-02-24
dc.description.resumoUma ampla gama de biomateriais está sendo estudada atualmente como novas alternativas no campo da regeneração óssea. Dentre eles, destaca-se a hidroxiapatita (HA), um componente mineral presente na fase inorgânica dos ossos. A HA, além de ser biocompatível, apresenta características físicoquímicas adequadas e permite substituições iônicas que podem melhorar seu desempenho para diferentes aplicações. Foram desenvolvidas microesferas de HA nanoestruturada (nHA) com diferentes composições, incluindo a incorporação de íons de zinco (Zn²⁺), que se destacam devido à sua capacidade de aumentar a viabilidade celular e promover a mineralização óssea. No entanto, qualquer alteração na HA resulta na produção de um novo biomaterial que, além da confirmação de suas capacidades osteogênicas, precisa ter sua biossegurança testada. Assim, neste estudo, avaliamos a capacidade das microesferas à base de nHA contendo Zn²⁺ em promover a diferenciação osteogênica, utilizando células-tronco estromais isoladas da geleia de Wharton de cordões umbilicais humanos (hWJ-MSCs). Os resultados de citotoxicidade, avaliados pelo ensaio de MTT (brometo de 3-(4,5- dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio), mostraram que as amostras não reduziram de forma significativa a capacidade das células hWJ-MSCs em metabolizar o MTT, indicando que as amostras não são citotóxicas nas condições testadas. Os resultados de mineralização óssea, atividade da fosfatase alcalina (ALP) e expressão gênica, quantificada por qRT-PCR, indicaram que as amostras, nas condições testadas, apresentaram atividade osteogênica, evidenciada pelo aumento da mineralização da matriz extracelular, da atividade de ALP e da expressão de genes relacionados à osteogênese nas células hWJ-MSCs. Considerando possíveis aplicações clínicas, também avaliamos o potencial genotóxico desses materiais. Os resultados de genotoxicidade, obtidos pelo ensaio Cometa e pelo ensaio CBMN (micronúcleo com bloqueio de citocinese), mostraram que as amostras não apresentam potencial genotóxico nas condições testadas. Dessa forma, espera-se que este biomaterial possa ter aplicações na regeneração óssea.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationDANTAS, Marina Rocha do Nascimento. Avaliação dos potenciais osteogênico e genotóxico de microesferas à base de hidroxiapatita nanoestrutura contendo zinco. Orientadora: Dra. Susana Margarida Gomes Moreira. 2025. 81f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63925
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULARpt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectCélulas-tronco
dc.subjectGenotoxicidade
dc.subjectOsteoindução
dc.subjectBiomateriais
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
dc.titleAvaliação dos potenciais osteogênico e genotóxico de microesferas à base de hidroxiapatita nanoestrutura contendo zinco
dc.title.alternativeEvaluation of osteogenic and genotoxic potentials of nanostructured hydroxyapatite-based microspheres containing zinc
dc.typemasterThesispt_BR

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