Avaliação do potencial osteogênico do extrato de cranberry: estudo em vitro

Abstract

Considerando os desafios em regeneração óssea e as variadas propriedades dos componentes do Cranberry, esse trabalho investigou o potencial osteogênico do extrato de Cranberry in vitro. Primeiramente realizamos uma revisão de literatura utilizando os descritores ?Cranberry? e ?Odontologia? nas bases de dados Pubmed, Scopus e Web of Science. Posteriormente, foi realizado um trabalho in vitro. Foi realizado a caracterização do extrato de Cranberry. Para tanto, foi realizada a determinação do teor de fenólicos totais usando as metodologias de Folin-Ciocalteu e Fast Blue BB. A determinação do teor de antocianinas monoméricas totais no extrato de Cranberry foi realizada pelo método de pH diferencial com 520 e 700 nm. Adicionalmente, a cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa foi utilizada para determinar os constituintes do extrato de Cranberry. A citotoxicidade do extrato de Cranberry foi avaliada pelo brometo de azul de tiazolil tetrazólio (MTT). O potencial osteogênico do extrato de Cranberry foi avaliado através da atividade da fosfatase alcalina (ALP), expressão da proteína óssea morfogenética-2 (BMP-2) e mineralização da matriz extracelular. Os resultados experimentais revelaram que o teor de fenólicos totais no extrato de Cranberry foi de 522,72 ? 9,80 mg GAE/ge e 364,95 ? 12,49 mg GAE/g pelo método Fast Blue BB e Folin-Ciocalteu, respectivamente. O extrato de Cranberry apresentou 140 vezes mais conteúdo de antocianina monomérica em relação ao mínimo para indicar sua autenticidade. Concentrações elevadas de extrato de Cranberry (62,5 mg/mL a 500 mg/mL) foram biocompatíveis para osteoblastos e células-tronco mesenquimais. Em relação à osteogênese, 20 mg/mL de extrato de Cranberry promoveu 2 vezes mais atividade de ALP e aumento de aproximadamente 1,5 vezes na expressão de BMP-2 do que o controle positivo. Além disso, foi observada uma correlação entre esses marcadores de osteogênese e a concentração de extrato de Cranberry. Por outro lado, o extrato de Cranberry não foi capaz de aumentar a mineralização da matriz extracelular. Concluímos que o extrato de Cranberry estimulou os marcadores precoces da osteogênese. No entanto, esse efeito não foi demonstrado para o marcador de osteogênese tardia. O potencial do extrato de Cranberry de estimular a osteogênese e a biocompatibilidade de altas concentrações do mesmo são resultados promissores para futuras aplicações do Cranberry incorporado em arcabouços para a regeneração óssea.

Abstract: Considering the challenges in bone regeneration and the properties of Cranberry components, this study aimed to investigate the potential of Cranberry extract to stimulate the osteogenesis in vitro. First, we performed a narrative review using the descriptors \"Cranberry\" and \"Dentistry\" in Pubmed, Scopus, and Web of Science databases. Concerning the in vitro study, we determined the total phenolic and total monomeric anthocyanin contents in the Cranberry extract. Liquid chromatography coupled with mass spectrometry was used to determine the Cranberry extract constituents. The cytotoxicity of Cranberry extract was evaluated by thiazolyl blue tetrazolium bromide. Concerning the osteogenesis potential of Cranberry extract, we evaluated alkaline phosphatase (ALP) activity, bone morphogenetic protein type 2 (BMP-2) expression, and extracellular matrix mineralization. We observed a high quality of Cranberry extract based on total phenolic and anthocyanin results. Specifically, 522.72?9.80 mg GAE/g and 364.95?12.49 mg GAE/g of total phenolic were detected by Fast Blue BB and Folin-Ciocalteu method, respectively. Regarding the monomeric anthocyanin, the observed content was 140-fold more than the minimum to indicate Cranberry extract authenticity. Additionally, we demonstrated elevated concentrations of Cranberry extract (62.5 mg/mL to 500 mg/mL) were biocompatible for osteoblasts and mesenchymal cells. Regarding osteogenesis, 20 mg/mL Cranberry extract promoted 2-fold more ALP activity and almost 1.5-fold more BMP-2 than the positive control group. Also, a correlation was observed between the Cranberry concentration and the osteogenesis markers. Conversely, Cranberry extract was not able to increase the extracellular matrix mineralization. In summary, Cranberry extract demonstrated potential to stimulate early markers of osteogenesis. However, this effect was not demonstrated for late marker. The Cranberry extract potential to stimulate osteogenesis and the biocompatibility of its elevated concentrations are promising for future application into scaffolds for bone regeneration.