Efeitos da atorvastatina sobre a ossificação endocondral de fêmures, remodelação óssea e movimentação dentária induzida, estudo em ratos

Abstract

As estatinas são medicamentos comumente prescritos para a prevenção da hiper-lipidemia. Além da redução do colesterol, tais medicamentos parecem estimular a osteogênese e suprimir a reabsorção óssea, o que poderia afetar a movimentação dentária induzida (MDI) e a recidiva ortodôntica. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar se a atorvastatina (ATV) pode afetar a MDI, a recidiva e a osteoclastogênese, por meio da modulação da expressão das moléculas: - ligante do receptor ativador de NFκB (RANKL) e osteoprotegerina (OPG). Ainda foram analisados os potenciais efeitos adversos da ATV sobre a ossificação endocondral e sobre o turnover de ossos longos. No primeiro experimento, 36 ratos foram sujeitos a MDI durante 21 dias, quando o aparelho foi removido. Aos animais, foram administrados, diariamente, ATV ou solução salina (SAL), via gavagem. Após 7, 14 e 21 dias de administração de ATV / SAL, a recidiva dentária foi mensurada, e foram obtidos os cortes histológicos da maxila e fêmur, os quais foram submetidos às seguintes colorações: - H&E – para análise histomorfométrica; - fosfatase acida tartrato resistente (TRAP) – para contagem de osteoclastos e; - imunohistoquímica para RANKL e OPG. A atorvastatina resultou numa inibição da recidiva ortodôntica (p < 0,05), e numa transiente redução do número de osteoclastos (p < 0,05); havendo uma correlação positiva e significativa (p < 0,01) entre o estes dois fatores (número de osteoclastos e a taxa de recidiva). A administração de estatinas também aumentou significativamente a expressão de OPG (p < 0,01), mas não a de RANKL. Além disso, após 21 dias de administração de ATV, a espessura da cartilagem da placa de crescimento e da zona hipertrófica condrocítica foi significativamente aumentada. Já no segundo experimento, 24 ratos começaram a receber diariamente ATV ou solução salina (SAL), via gavagem. Duas semanas mais tarde, a MDI foi iniciada. O deslocamento do dente foi medido após 7, 14 e 21 dias, enquanto que os cortes histológicos da maxila e do fêmur foram obtidos após 14 e 21 dias de MDI; sendo então submetidos às colorações de H&E e TRAP, para avaliação histomorfométrica e contagem de osteoclastos. A administração de atorvastatina gerou um menor movimento dentário (p <0,05) e uma redução transitória do número de osteoclastos (p <0,05). No grupo SAL, após 14 dias de MDI, ocorreu um aumento no número de osteoclastos, assim reduzindo a taxa de volume ósseo, quando comparado com as maxilas controle (sem movimento dentário), deste mesmo grupo. Contudo, tal comportamento não foi observado no grupo ATV. Interessantemente, depois de 35 dias, a atorvastatina não afetou a remodelação óssea nas maxilas controle, nem a ossificação endocondral em fêmures. Logo, guardando as devidas limitações deste estudo pré-clínico, nossos resultados sugerem que a administração sistêmica de atorvastatina é capaz de minimizar a MDI e recidiva ortodôntica. No entanto, os seus efeitos celulares sobre a ossificação endocondral e remodelação óssea durante a MDI e recidiva, parecem ser limitados a um curto período de tempo, o que aparentemente necessita de investigações futuras. Finalmente, nossos resultados lançam luz sobre a superexpressão OPG induzida por estatinas, o que representa um alvo molecular para modular o metabolismo do ósseo e, assim minimizar a recidiva ortodôntica.

Statins are drugs commonly prescribed for prevention of hyper-lipidemia. In addition to the cholesterol-lowering, these medicines seem to enhance osteogenesis and suppress bone resorption, which could affect orthodontic tooth movement (OTM) and relapse. Therefore, the aim of this study was to determine whether atorvastatin (ATV) might affect the orthodontic relapse or tooth movement and osteoclastogenesis, through the modulation of the following molecules: receptor activator of nuclear κ B ligand (RANKL) and; - osteoprotegerin (OPG). Furthermore, we analyzed potential adverse effects of ATV on long bone turnover and endochondral ossification. In the first experiment, 36 rats were subjected to OTM for 21 days, when the appliance was removed. After, the animals were administered daily with ATV (15mg/Kg) or saline (SAL), via gavage (n=18, per group). Up to 7, 14 and 21 days of ATV/SAL administration the tooth relapse was measured while maxillary and femur histologic sections were obtained and prepared to: - H&E staining – used in histomorphometric analysis, tartrate resistant acid phosphatase histochemical staining (TRAP) – used to osteoclasts counting and, immunohistochemistry to RANKL and OPG. Atorvastatin resulted in a decreased tooth relapse (p<0.05), and a transient reduction of osteoclasts number (p<0.05). There was a positive and significant correlation (p<0.01) between these two parameters (osteoclasts number and relapse rate). The statin administration increased significantly the OPG (p<0.01), but not the RANKL expression. Furthermore, after 21 days of ATV administration, the thickness of growth plate cartilage and chondrocytic hypertrophic zone was enhanced. In the second experiment, 24 rats started to be administered daily with ATV or SAL, via gavage. Two weeks later, the OTM started. The tooth displacement was measured after 7, 14, and 21 days, while the maxillary and femur histologic sections were obtained only after 14 and 21 days of OTM. At these times, the sections were prepared to H&E and TRAP, intending to perform the histomorphometric analysis and osteoclasts count. Atorvastatin administration promoted a decreased tooth movement (p<0.05), and a transient reduction of osteoclasts number (p<0.05). In the SAL group, after 14 days of OTM, the increased number of osteoclasts was associated to a reduced bone volume rate, when compared to its control maxillae. However, this trend was not obvious in ATV group. Interestingly, after 35 days, statins did not affect the bone turnover and endochondral ossification. The big picture of our study suggests that systemic administration of statins is able to minimize OTM and relapse. However, its cellular effects on endochondral ossification and bone turnover during OTM or relapse seem to be limited to a short period, apparently requiring further investigations. Finally, our results shed light on OPG overexpression induced by statins, which represents a molecular target modulating maxillary bone metabolism thus inhibiting orthodontic relapse.