Fosfatasa Alcalina (ALP) y Runx2 en cultivos celulares de osteoblastos estimulados con campo eléctrico

  • Jorge Arturo Rey Cubillos Universidad Militar Nueva Granada
  • Leonardo Lareo Pontificia Universidad Javeriana
  • Sandra Gutiérrez Pontificia Universidad Javeriana
  • Marcela Godoy Corredor Universidad Militar Nueva Granada
Palabras clave: osteoblastos, fosfatasa alcalina, estímulo eléctrico, runx2, expresión génica

Resumen

El objeto de este estudio fue identificar el estímulo eléctrico que debe aplicarse en cultivos celulares de osteoblastos (Ob) para aumentar la expresión del gen de Fosfatasa Alcalina (ALP) y el factor de transcripción Runx2. Se cultivaron Ob de la American Type Culture Collection (ATCC) Ref. CRL 11372. Los cultivos se estimularon del día cinco, cuando las células presentaron confluencia, hasta el día ocho. El estímulo aplicado a cada grupo experimental fue de 100mV, 200mV, 300mV, 400mV y 500mV respectivamente, se cultivó un grupo control no estimulado con cada grupo experimental. El campo eléctrico se generó con corriente alterna (AC) y se aplicó mediante dos placas de aluminio ubicadas de forma lateral y paralela a los frascos de cultivo de 25cm2. Los niveles de expresión de mRNA se midieron con la técnica quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qRT–PCR). Con la aplicación de campo generado con AC aumentó la expresión del factor de transcripción RunX2 en proporción directa al aumento del voltaje aplicado. La expresión del gen de ALP fue inversamente proporcional a la aplicación del estímulo y se identificó una diferencia significativa entre la presencia y ausencia del estímulo, siendo mayor en ausencia del estímulo. El campo eléctrico generó una señal que puede aumentar o disminuir la expresión de los genes que median la formación de tejido óseo. En el caso de Runx2, favoreció la diferenciación de células mesenquimales a Ob con la consecuente actividad de remodelación y formación del tejido óseo.

Biografía del autor/a

Jorge Arturo Rey Cubillos, Universidad Militar Nueva Granada
Universidad Militar Nueva Granada, Facultad de Medicina
Leonardo Lareo, Pontificia Universidad Javeriana
Pontificia Universidad Javeriana
Sandra Gutiérrez, Pontificia Universidad Javeriana
Pontificia Universidad Javeriana
Marcela Godoy Corredor, Universidad Militar Nueva Granada
Universidad Militar Nueva Granada, Facultad de Medicina

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Lenguajes:

es

Biografía del autor/a

Jorge Arturo Rey Cubillos, Universidad Militar Nueva Granada
Universidad Militar Nueva Granada, Facultad de Medicina
Leonardo Lareo, Pontificia Universidad Javeriana
Pontificia Universidad Javeriana
Sandra Gutiérrez, Pontificia Universidad Javeriana
Pontificia Universidad Javeriana
Marcela Godoy Corredor, Universidad Militar Nueva Granada
Universidad Militar Nueva Granada, Facultad de Medicina

Referencias bibliográficas

Hronik-Tupaj M, Rice WL, Cronin-Golomb M, Kaplan DL, Georgakoudi I. Osteoblastic differentiation and stress response on human mesenchymal stem cells exposed to alternating current electric fields. Engineering OnLine. 2011; 10:9

Anglen J. Enhancement of fracture healing with bone stimulators. Techniques In Orthopaedics. 17(4): 506-514. 2003.

Buser D. Guided bone regeneration in implant dentistry. Hong Kong: Editorial Quintessence; 1994. p. 31-49.

Mutaz B, Habal A, Hari R. Bone grafts and bone substitutes. 1a ed. Saunders; 1992

Byl NN, McKenzie AL, West JM, Whitney JD, Hunt TK, et al. Pulsed microamperage stimulation: a controled study of healing of surgically induced wounds in yucatan pigs. Phys. Ther. 1994; 74(3): 201-18.

Ciombor DM, Aaron RK. Influence of electromagnetic fields on endochondral bone formation. J. Cell-Biochem. 1993; 52(1):37-1.

Buser D. Guided bone regeneration in implant dentistry. Hong Kong: Editorial Quintessence; 1994. p. 13-30.

Castro D. Estudio comparativo de materiales de relleno óseo, análisis histológico, clínico y radiológico: Bogotá:T.G; 1994. p.14-97.

Dogan E. Monotoring hormone replacement therapy by biochemical Postgraduate Medical Journal. 78(926): 727-738.

Duplomb L. Embryonic stem cells: new tool to study osteoblasts and osteoclast differentiation. Stem Cells Published On Line.

Acceso 9 de noviembre de 2006; Disponible en: 10.1634/ Stemcells.2006-0395. (www.Stemcells.Com)

Nieden Z. In vitro differentiation of embryonic stem cells into mineralized osteoblasts. Differentiation. 2003; 71(1): 18-27.

Pezzet F. Efects of pulsed electromagnetic fields on human chondrocytes. J. Calcified Tissue International. 1999; 65(5): 396-401

Guerkov HH, Lohmann CH, Liu Y, Dean DD, Simon BJ, Heckman JD, et al. Pulsed elctromagnetic fields increase growth factor release by nonunion cells. Clin Orthop Relat Res. 2001; 1(384): 265-79.

Schriefer JL, Warden SJ, Saxon LK, Robling AG, Turner CH. Cellular accommodation and the response of bone to mechanical loading. J Biomech. 2005; 38(9): 1838-45.

Shamos Mh. Piezoelectric effect in bone. Nature. 1963; 197:81.

Fukada E, Yasunda I. The piezo-electric effect of bone. J. Physiol. Soc. Japan. 1957; 12: 1158-1162.

Friedenberg, Z, Brighton CT. Bioelectric Potentials in Bone. J. Bone Joint S Urg., 1.966. 48:915-23.20.

Tsai M, Li W, Tuan RS, Chang WS. Modulation of osteogenesis in human mesenchymal stem cells by specific pulsed electromagnetic field stimulation. J Orthop Res. 2009; 27(9): 1169-1174.

Karsenty G, Ducy P, Starbuck M, Priemel M, Shen J, Geoffroy V, et al. Cbfa1 as a regulator of osteoblast differentiation and function. Bone. 1999; 25(1): 107-108.

Ducy P. Cbfa1: a molecular switch in osteoblast biology. Developmental Dynamics. 2000; 219: 461-471.

Ziros PG, Basdra EK, Papavassiliou AG. Runx2: Of Bone And Stretch. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2008; 40: 1659-1663

Pierre JM. Review transcription factors controlling osteoblastogenesis. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2008; 473; 98–105

Ducy P, Zhang R, Geoffroy V, Ridall AL, Karsenty G. Osf2/cbfa1: a transcriptional activator of osteoblast differentiation. Cell 89, 1997; 89(5): 747-754.

Fishman WH, Ghosh NK. Isoenzymes of human alkaline phosphatase. Adv Clin Chem. 1967; 10: 255-370

Fallon MD, Whyte MP, Teitelbaum SL. Stereoespecific inhibition of alkaline phosphatase by l- tetramisole prevent in vitro cartilage calcification. Lab Invest. 1980; 43(6): 489-494.

Mitchell J. Structure of the human liver/bone/kidney/ alkaline phosphatase gene. J. Biol Chem. 1988; 263(24):12002-12010.

Jansen J, Van der Jagt O, Punt BJ, Verhaar J, Van Leeuwen J, Weinans H, et al. Stimulation of osteogenic differentiation in human osteoprogenitor cells by pulsed electromagnetic fields: an in vitro study. BMC Musculoskeletal Disorders. 2010; 11:188.

Huang L, Teng X.Y, Cheng Y.Y, Lee K.M, Kumta S.M. Expression of preosteoblast markers and Cbfa-1 and Osterix gene transcripts in stromal tumour cells of giant cell tumour of bone. J. Bone. 2004; 34: 393-401.

Haase HR, Ivanovski S, Waters MJ, Bartold PM. Growth hormone regulates osteogenic marker mRNAexpression in human periodontal fibroblasts and alveolar bone-derived cells. J Periodont Res. 2003; 38: 366-374.

Bustin, SA. Quantification of mRNA using real-time reverse transcription PCR (RT-PCR): trends and problems. Journal of Molecular Endocrinology. 2002; 29: 23-39.

K.H. Lau, S. Kapur, C. Kesavan, D.J. Baylink. Up-regulation of the WNT, estrogen receptor, insulin-like growth factor-I, and bone morphogenetic protein pathways in C57BL/6J osteoblast as opposed to C3H/HeJ osteoblast in part contributes to the differential anabolic response to fluid shear. J. Biol. Chem. 2006; 281(14): 9576-88.

McLeod KJ, Rubin CT. Frequency specific modulation of bone adaptation by induced electric fields. J Theor Biol. 1990; 145(3): 385-96.

Brighton CT, Okereke E, Pollack SR, Clark CC. In vitro bone-cell response to a capacitively coupled electrical field. The role of field strength, pulse pattern, and duty cycle. Clin Orthop Relat Res. 1992; (285): 255-62.

Basso N, Heersche JN. Characteristics of in vitro osteoblastic cell loading models. Bone. 2002; 30(2): 347-51.

Ozawa H, Imamura K, Abe E, Takahashi N, Hiraide T, Shibasaki Y, et al. Effect of a continuously applied compressive pressure on mouse osteoblast-like cells (MC3T3-E1) in vitro. J Cell Physiol. 1990; 142(1): 177-85.

Cómo citar
Rey Cubillos, J. A., Lareo, L., Gutiérrez, S., & Godoy Corredor, M. (2012). Fosfatasa Alcalina (ALP) y Runx2 en cultivos celulares de osteoblastos estimulados con campo eléctrico. Revista Med, 20(2), 14–20. https://doi.org/10.18359/rmed.1189
Publicado
2012-11-30
Sección
Artículos

Métricas

QR Code

Algunos artículos similares: