Efeitos da radiação ionizante nos osteócitos: avaliação histomorfométrica da rede lacunar dos ossos maxilares de pacientes submetidos à radioterapia

Abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar características morfológicas do sistema lacunar de osteócitos no osso de pacientes submetidos à radioterapia (RT) e comparar com indivíduos não submetidos à radiação ionizante. Pacientes com histórico de RT em região de cabeça e pescoço foram selecionados (grupo IR2) e tiveram fragmentos ósseos coletados durante cirurgia de exodontia, regularização de rebordo, remoção de sequestros ósseos e manobras cirúrgicas para tratamento da osteorradionecrose (grupo ORN). As amostras do grupo IR2 e ORN foram agrupadas, compondo o grupo IR. Para análise comparativa, indivíduos não submetidos à RT foram selecionados dentre àqueles que precisavam de algum tipo de osteotomia (grupo NIR). Cortes histológicos dos fragmentos ósseos foram obtidos e corados em Hematoxicilina e Eosina (H&E) para análise qualitativa e quantitativa.Na análise qualitativa, 25 blocos de osso irradiado e 21 do grupo não irradiado foram avaliados. As lâminas foram avaliadas concomitantemente por três operadores e os casos com osteócitos viáveis para análise foram selecionados para avaliação do sistema lacunar. Na análise quantitativa histomorfométrica, o sistema lacunar foi avaliado por avaliador único de forma cegada. As seguintes características foram avaliadas: a) avaliação da celularidade, obtida pela relação entre a quantidade de lacunas preenchidas com osteócitos e lacunas vazias pela área óssea total avaliada, obtendo a densidade de osteócitos (ot.D) e a densidade de lacunas vazias (Lv.D); b) avaliação da morfologia lacunar, , avaliando a área lacunar (Lac.ar) e perímetro lacunar (Lac.p). Todas as análises foram realizadas no software ImageJ/Fiji utilizando os plug-ins “cell counter” e “measure”, sendo as medidas Lac.ar e Lac.p obtidas por um único operador com a ferramenta ponto-a-ponto. Como resultados, as amostras ósseas de 6 pacientes irradiados (6 homens) e 16 não irradiados (6 masculinos e 10 femininos) foram analisadas. Foram encontradas variações no sistema lacunar, com redução no número de osteócitos em osso irradiado, quando comparado ao osso não-irradiado (p<0,0001). Diferença significativa também foi observada na maior quantidade de lacunas vazias em osso irradiado, em relação ao osso não irradiado (p 0,007). Em contrapartida, não foi observada diferença significante quanto ao tamanho Lac.ar osteocítica nos dois grupos (p 0,98) e parece haver uma tendência para significância entre os dois grupos quanto ao Lac.p (p 0,053). Conclui-se que a radiação ionizante tem efeitos importantes na celularidade óssea, com a redução no número de osteócitos e o aumento do número de lacunas vazias. Ainda, parece haver uma tendência de variação morfométrica no formato da lacuna.

The aim of this study was to evaluate the morphological characteristics of the osteocyte lacunar system in the bone of patients undergoing radiotherapy (RT) and compare them with individuals not subjected to ionizing radiation. Patients with a history of RT in the head and neck region were selected (IR2 group) and had bone fragments collected during extraction surgery, ridge regularization, removal of bone sequestra and surgical maneuvers for treatment of osteoradionecrosis (ORN group). Samples from the IR2 and ORN groups were grouped, composing the IR group. For comparative analysis, individuals not subjected to RT were selected among those who required some type of osteotomy (NIR group). Histological sections of the bone fragments were obtained and stained with Hematoxylcylin and Eosin (H&E) for qualitative and quantitative analysis. In the qualitative analysis, 25 irradiated bone blocks and 21 from the non-irradiated group were evaluated. The slides were evaluated simultaneously by three operators, and the cases with viable osteocytes for analysis were selected for evaluation of the lacunar system. In the quantitative histomorphometric analysis, the lacunar system was evaluated by a single blinded evaluator. The following characteristics were evaluated: a) evaluation of cellularity, obtained by the ratio between the number of lacunae filled with osteocytes and empty lacunae by the total bone area evaluated, obtaining the osteocyte density (ot.D) and the density of empty lacunae (Lv.D); b) evaluation of lacunar morphology, evaluating the lacunar area (Lac.ar) and lacunar perimeter (Lac.p). All analyses were performed in the ImageJ/Fiji software using the “cell counter” and “measure” plug-ins, with the Lac.ar and Lac.p measurements obtained by a single operator using the point-to-point tool. As a result, bone samples from 6 irradiated patients (6 men) and 16 non-irradiated patients (6 men and 10 women) were analyzed. Variations in the lacunar system were found, with a reduction in the number of osteocytes in irradiated bone, when compared to non-irradiated bone (p<0.0001). A significant difference was also observed in the greater number of empty lacunae in irradiated bone, in relation to non-irradiated bone (p 0.007). In contrast, no significant difference was observed in the size of osteocytic Lac.ar in the two groups (p 0.98) and there seems to be a trend towards significance between the two groups regarding Lac.p (p 0.053). It is concluded that ionizing radiation has important effects on bone cellularity, with a reduction in the number of osteocytes and an increase in the number of empty lacunae. Furthermore, there seems to be a trend towards morphometric variation in the shape of the lacuna.