ANÁLISE DAS ESTRUTURAS CELULARES, CITOTOXICIDADE E ...¡lise das estruturas...- Dióxido de Carbono...
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Londrina 2016
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU MESTRADO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO
STHEACE KELLY FERNANDES SZEZERBATY
ANÁLISE DAS ESTRUTURAS CELULARES, CITOTOXICIDADE E MODULAÇÃO DA EXPRESSÃO
GÊNICA EM CÉLULAS FIBROBLÁSTICAS (L929)
SUBMETIDAS À TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA
STHEACE KELLY FERNANDES SZEZERBATY
Cidade ano
AUTOR
Londrina
2016
ANÁLISE DAS ESTRUTURAS CELULARES,
CITOTOXICIDADE E MODULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA EM CÉLULAS FIBROBLÁSTICAS (L929)
SUBMETIDAS À TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA
Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação em Ciências da Reabilitação (UEL/UNOPAR), como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Reabilitação. Orientador: Prof. Dra. Regina Célia Poli Frederico Coorientador: Prof. Dr. Rodrigo Franco de Oliveira
AUTORIZO A REPRODUÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Dados Internacionais de catalogação-na-publicação Universidade Norte do Paraná
Biblioteca Central Setor de Tratamento da Informação
Szezerbaty, Stheace Kelly Fernandes S992aAnálise das estruturas celulares, citotoxidade e modulação da expressão
gênica em células fibroblásticas (L929) submetidas à terapia laser de baixa potência /Stheace Kelly Fernandes Szezerbaty: [s.n], 2016.
64f. Dissertação(MestradoAcadêmico emCiências da Reabilitação). Universidade Norte
doParaná.
Orientador:Profª.Drª.Regina Celia Poli Frederico
1- Reabilitação -dissertação demestrado-UNOPAR 2- Expressão gênica 3-Reparo tecidual4-Terapia laser de baixa potência5-
Viabilidade celularI-Frederico, Regina Célia Poli; orient. II –Universidade Norte do Paraná.
CDU 577.27:616
4
STHEACE KELLY FERNANDES SZEZERBATY
ANÁLISE DAS ESTRUTURAS CELULARES CITOTOXICIDADE E MODULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA EM CÉLULAS
FIBROBLÁSTICAS (L929) SUBMETIDAS À TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA
Dissertação apresentada à UNOPAR, no Programa de Pós Graduação em Ciências
da Reabilitação (UEL/UNOPAR), como requisito parcial para a obtenção do título de
Mestre conferida pela Banca Examinadora formada pelos professores:
_________________________________________ Prof. Dra. Regina Célia Poli Frederico
(Orientadora) Universidade Norte do Paraná (UNOPAR)
_________________________________________ Prof. Dra. Deise Aparecida de Almeida Pires Oliveira
(Membro Interno) Universidade Norte do Paraná (UNOPAR)
_________________________________________ Prof. Dra. Cristina Pacheco Soares
(Membro Externo) Universidade Vale do Paraíba (UNIVAP)
Londrina, 15 de fevereiro de 2016.
AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus que me permitiu chegar onde cheguei, por
estar sempre ao meu lado, me dado forças quando mais precisei e nunca ter me
permitido desistir.
A minha família por estar sempre presente nos momentos mais díficeis e
cinzentos em mais essa etapa da minha vida. As orações incessantes dos meus
avós paternos (Dalva e Zuardo) para que tudo corresse bem e nada me fizesse
desistir, aos meus avós maternos (Maria do Céu e Luiz - in memoriam) pelo cuidado,
amor e compreensão por nem sempre estarem presente.
Aos meus pais Márcio e Cacilda que as vezes até meio distante, sempre me
incentivaram a continuar construindo um futuro sólido, por estarem sempre ao meu
lado e sempre me incentivando a continuar. Obrigada por sempre acreditarem que
eu era capaz. Amo vocês demais.
As minhas irmãs, Sthephanny, Sthella e Sthaylla por aguentarem meus dias
de estresse e chatice que não foram poucos. Em especial a Sthaylla, por estar
sempre ao meu lado e não ter me abandonado nos dias bons ou ruins, por ter
dividido responsabilidades que seriam quase impossíveis sem ela. Obrigada meu
anjo, te amo muito e agradeço a Deus por ter você ao meu lado.
Aos meus sobrinhos Breno, Mayara, Monike, Eduarda e a minha afilhada
Isabela por serem as alegrias da minha vida. Apesar de serem muito novos, me
deram força para continuar. Amo vocês demais.
Agradeço ao Bruno, que foi a pessoa que mais me motivou e incentivou, e
não desistiu de mim. Obrigada por passar noites e finais de semana estudando
comigo sem questionamentos, por acreditar em mim e por estar sempre ao meu lado
nos momentos bons e nos mais difíceis também. Aos pais dele (Aparecida e
Cláudio) por inúmeras vezes serem meu porto seguro, por me permitirem desabafar
e aconselharem sempre.
A minha orientadora professora Dra. Regina Célia Poli Frederico por ter aceito
ser a minha luz e me guiado por um caminho por mim desconhecido. Pela paciência,
atenção, dedicação, incentivo e por tornar esse meu sonho possível. Agradeço de
coração.
Ao meu coorientador professor Dr. Rodrigo Franco de Oliveira e a professora
Deise Aparecida de Almeida Pires Oliveira que me acompanharam desde a época
da graduação e por nunca terem desistido de mim. Vocês acompanharam as fases
mais importantes da minha vida e não tem como vocês serem menos importantes
pra mim.
A professora Dra. Cristina Pacheco Soares, professor Dr. Newton Soares e as
suas equipes de pesquisa que nos acolheram em seus laboratórios e não mediram
esforços em nos ajudar nos experimentos, por compartilharem todo seu
conhecimento e bom humor.
As minhas companheiras de jornada e amigas Juliana e Nayara, por estarem
sempre presente nas dificuldades, frustrações e nas horas boas também. Vocês
foram muito importantes para que tudo desse certo. Obrigada meninas.
Ao meu amigo e parceiro também de jornada Leandro, sem você muita coisa
seria impossível. Obrigada pela disponibilidade e paciência em nos ensinar muitas
coisas.
A minha amiga Priscila por ter dividido também as frustrações e alegrias, por
ter me permitido fazer parte da sua vida, pelo apoio, conselhos e caronas.
Ao Gleydson da coordenação de Odontologia e a Jéssica do Centro de
Pesquisa por sempre me socorrerem quando mais precisei, pela prontidão em
ajudar.
A todos colegas do mestrado, professores do Programa de Ciências em
Reabilitação e funcionários UEL/UNOPAR por manter sempre a qualidade e
excelência do programa e ao apoio oferecido ao longo dessa jornada.
Por fim, às agências financiadoras Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico (CNPq), pelo suporte financeiro.
Obrigada a todos!
"E não nos cansemos de fazer o bem,
pois no tempo próprio colheremos, se
não desanimarmos."
Gálatas 6:9
SZEZERBATY, Stheace Kelly Fernandes. "Análise das estruturas celulares, citotoxicidade e modulação da expressão gênica em células fibroblásticas (L929) submetidas à terapia laser de baixa potência". 2016. Número total de folhas: 64 . Dissertação (Mestrado em Ciências da Reabilitação) - Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2016.
RESUMO
Introdução: A Terapia Laser de Baixa Potência é um recurso muito utilizado na prática clínica por apresentar benefícios durante o processo de reparo em lesões. Objetivo: O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da irradiação do laser de baixa potência 660 nm (AlGaInP) nas doses de 1 e 5 J/cm² na viabilidade celular e expressão dos genes Fator de Crescimento Endotelial Vascular (VEGF) e Interleucina (IL6) em células fibroblásticas de camundongo. Metodologia: As células fibroblásticas L929 foram divididas em 3 grupos: G1- Grupo Controle (grupo não irradiado), G2- irradiado a 1 J/cm² e G3- irradiado a 5 J/cm² em placas de 96 poços com laser λ 660 nm. Os grupos receberam irradiação em três tempos (24, 48 e 72 horas após semeadura). Foi selecionada a melhor dose e melhor tempo para realizar a microscopia de fluorescência e expressão gênica após a análise de proliferação celular foi realizado o ensaio de MTT (brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol)- 2,5-difeniltetrazólio]) 24 horas após cada irradiação. Ambas análises foram realizadas em triplicata. Para a microscopia de fluorescência foram utilizados os corantes fluorescentes Rodamina-Faloidina (citoesqueleto), DIOC6 (retículo endoplasmático) e DAPI (núcleo), e para a análise da expressão gênica foi realizado o método qRT-PCR. Resultados: A dose de 5 J/cm² promoveu um aumento estatisticamente significativo na proliferação celular quando comparado com a dose 1 J/cm² no tempo 48 horas (p<0,01) e quando comparado também com o grupo controle no tempo 72 horas (p=0,03). Esses valores foram confirmados pela microscopia de fluorescência que evidenciaram atividade reticular intensa e efeito biomodulatório no citoesqueleto nos tempos 48 e 72 horas. Já na análise da expressão gênica foi possível identificar uma diferença estatisticamente significativa na expressão dos genes estudados entre os grupos avaliados. As células irradiadas apresentaram um aumento de 1,98 vezes nos transcritos do gene VEGF e diminuição de 4,05 vezes nos transcritos do gene IL-6 na dose de 5 J/cm² no tempo de 72 horas quando comparados com o grupo controle (G1). Conclusão: Foi concluído que a irradiação a laser de baixa potência estimula tanto a proliferação e metabolismo celular quanto a expressão do gene VEGF e inibe a expressão do gene IL6 em cultura de células fibroblásticas de camundongos (L929). Palavras-chave: Expressão gênica. Reparo tecidual. Terapia laser de baixa potência. Viabilidade celular.
SZEZERBATY, Stheace Kelly Fernandes. "Analysis of cellular structures, cytotoxicity and modulation of gene expression in fibroblast cells (L929) underwent laser therapy of low power." 2016. Total number of sheets: 64 . Dissertation (Master in Reabilitation Science) - Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2016.
ABSTRACT
Introduction: Low Power Laser Therapy is a resource widely used in clinical practice to present benefits during the repair process in injury. Objective: The objective of this study was to analyze the effects of low power laser irradiation 660 nm (AlGaInP) in doses of 1 and 5 J / cm² on cell viability and gene expression factor Vascular Endothelial Growth (VEGF) and interleukin (IL6 ) in mouse fibroblast cells. Methodology: The L929 fibroblast cells were divided into 3 groups: control group G1 (non irradiated group), G2 irradiated at 1 J / cm² and G3 irradiated at 5 J / cm² in 96 well plates with laser λ 660 nm. The three groups received irradiation times (24, 48 and 72 hours after seeding). The best dose and time was selected to best perform fluorescence microscopy and gene expression after cell proliferation analysis was performed using the MTT assay (bromide [3- (4,5-dimethylthiazol) - 2,5-diphenyltetrazolium bromide]) 24 hours after each irradiation. Both analyzes were performed in triplicate. For fluorescence microscopy were used fluorescent dyes Rhodamine-Phalloidin (cytoskeleton), DiOC6 (endoplasmic reticulum) and DAPI (nucleus), and for the analysis of gene expression was performed qRT-PCR method. Results: A dose of 5 J / cm² caused a statistically significant increase in cell proliferation compared with the 1 dose J / cm² time 48 hours (p <0.01) and also when compared with the control group at time 72 hours ( p = 0.03). These values were confirmed by fluorescence microscopy which showed strong reticular activity and biomodulatório effect on the cytoskeleton in time 48 and 72 hours. In the analysis of gene expression it was possible to identify a statistically significant difference in the expression of genes studied between the groups. The irradiated cells showed an 1.98 fold increase in the VEGF gene transcripts and a decrease of 4.05 times on IL-6 gene transcripts in a dose of 5 J / cm² in time of 72 hours when compared to the control group (G1 ). Conclusion: It was concluded that irradiation at low power laser stimulates both proliferation and cell metabolism and expression of the VEGF gene and inhibits expression of the IL-6 gene in cultured mouse fibroblast cells (L929). Key words: Gene expression. Tissue repair. Low-power laser therapy. Cell viability.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AsGa - Arseneto de Gálio
AsGaAl - Arseneto de Gálio Alumínio
AlGaInP - Arseneto Gálio Índio-Fósforo
ATP - Adenosina Trifosfatada
bFGF - Fator de Crescimento de Fibroblasto básico
cDNA - Ácido Desoxirribonucléico complementar
CO2 - Dióxido de Carbono
COL1 - Colágeno tipo 1
COL1α1 - Colágeno tipo 1 alfa 1
DAPI - 4', 6' - diamidino, 2' phenylindole - 5 μM
DIOC6 - Iodeto de 3,3'-dihexyloxacarbocyanine
DMEM/HAM F12 - Meio Eagle Modificado por Dulbecco com Meio de Nutriente F12
DMSO - Dimetilsulfóxido
DNA - Ácido desoxirribonucléico
FBS - Fetal Bovine Serum (Soro Fetal Bovino)
FGF - Fator de Crescimento de Fibroblasto
HeNe - Hélio-Neônio
HIF1 - Fator Indutor de Hipóxia tipo 1
IFN-γ - Interferon gama
IGF - Fator de Crescimento semelhante à Insulina tipo 1
IGFBP3 - Proteína 3 de ligação a Fator de Crescimento semelhante à Insulina
IL-1 - Interleucina 1
IL-10 - Interleucina 10
IL-1β - Interleucina 1 beta
IL-2 - Interleucina 2
IL-6 - Interleucina 6
J - Joules
MCP-1 - Proteína Quimiotática de Monócitos tipo 1
MEC - Matriz Extracelular
mJ - Milijoule
mm - Milímetro
MMP - Metaloproteínase da Matriz
MMP-2 - Metaloproteínase da Matriz tipo 2
mRNA - Ácido Ribonucléico mensageiro
MTT - Brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol)- 2,5-difeniltetrazólio]
nm - Nanômetro
O2 - Oxigênio
PA - Paraformoldeído
PCR - Reação em Cadeia da Polímerase
PDGF - Fator de Crescimento Derivado de Plaquetas
PGE2 - Prostaglandina E2
qPCR - Reação em Cadeia da Polímerase quantitativa
TGFβ - Fator de Transformação do Crescimento beta
TLBP - Terapia Laser de Baixa Potência
TNFα - Fator de Necrose Tumoral
VEGF - Fator de Crescimento Endotelial
β-actina - Beta actina
λ - Comprimento de onda
μL - Microlitro
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 13
2 REVISÃO DE LITERATURA - CONTEXTUALIZAÇÃO ........................................ 15
2.1 LASER........... ........................................................................................................ 15
2.2 LASER NA REABILITAÇÃO ........................................................................................ 18
2.3 EFEITOS DA TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA SOBRE CULTURA E TECIDOS
BIOLÓGICOS.................................................................................................................20
2.4 TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA E A EXPRESSÃO GÊNICA ................................... 23
3 OBJETIVOS... ........................................................................................................ 25
3.1 GERAL........... ....................................................................................................... 25
3.2 ESPECÍFICOS ......................................................................................................... 25
4 ARTIGO
4.1 EFEITO DA TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA NA BIOMODULAÇÃO E EXPRESSÃO DOS
GENES VEGF E IL-6 EM CÉLULAS FIBROBLÁSTICAS (L929)........... .................................. 26
CONCLUSÃO GERAL .............................................................................................. 43
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 44
ANEXOS ................................................................................................................... 49
ANEXO A – Normas para submissão na revista Laser in Medical Science .............. 50
ANEXO B – Parecer CEP.......................................................................................... 66
13
1. INTRODUÇÃO
A Terapia Laser de Baixa Potência (TLBP) tem sido um recurso muito
utilizado na prática clínica para acelerar processos de reparação de tecidos moles e
duros. Apresenta efeitos biomoduladores nas células e tecidos, ativando ou inibindo
os processos fisiológicos, bioquímicos e metabólicos através dos efeitos fotofísicos
ou fotoquímicos1.
As consequências iniciais da interação entre a TLBP e o tecido biológico são:
liberação de substâncias como histamina, serotonina e bradicinina; alteração da
velocidade das reações enzimáticas normais, podendo proporcionar ainda, um
aumento na produção de ATP, promovendo maior eficiência da bomba de sódio e
potássio.2
Um dos efeitos mais relacionados ao desempenho da TLBP é o aumento da
proliferação celular, porém, os mecanismos celulares ainda não são muitos bem
compreendidos. É possível que a TLBP aumente a celularidade dos tecidos
irradiados acelerando o ciclo mitótico, favorecendo a neovascularização e formação
de tecidos de granulação, desempenhando papel fundamental na reparação
tecidual1.
As lesões de pele têm um grande potencial de morbidade, em decorrência de
eventuais complicações no processo da cicatrização normal. O conhecimento das
fases de reparação tecidual, bem como dos fatores que determinam este processo
normal (hemostasia, inflamação, demolição, proliferação e maturação) são
relevantes para evitar complicações neste processo3.
Estudos sugerem que a fotobiomodulação pelo laser pode ocorrer durante as
fases inflamatórias e proliferativas da cicatrização.4 A capacidade de acelerar o
processo de cicatrização, pode estar relacionado com o fato de que a TLBP
promove a proliferação celular.5 Adicionalmente a TLBP pode estimular a produção
de colágeno e neovascularização6-8.
Segundo Piva et al.², estudos in vivo e in vitro com a TLBP utilizando
comprimentos de onda de 632,8 à 904 nm e doses de 5 à 16 J/cm² exercem efeitos
anti-inflamatórios importantes nos processos iniciais da cicatrização, como a
redução de mediadores químicos (PGE2 e histamina), de citocinas (IL-1, IL2, IL-6,
IL-10 e TNFα), diminuição da migração de células inflamatórias (leucócitos e
14
neutrófilos), redução de edema e incremento de fatores de crescimento (FGF, bFGF,
IGF-1 e IGFBP3), contribuindo diretamente para o processo de reabilitação tecidual.
Martignago et al.6 mostraram que a TLBP (λ 904 nm) com doses de 2 e 3
J/cm² em células fibroblásticas de camundongo (L929) aumentou a proliferação
celular e a expressão dos genes COL1α1 e VEGF quando as células foram
irradiadas a 2 J/cm², concluindo que esta dosagem é a mais indicada para estimular
o reparo tecidual que a dose de 3 J/cm², e através de seu efeito biomodulador.
Porém, há relatos na literatura que demonstram que a irradiação a laser em
determinados comprimentos de onda pode exercer efeito tanto inibitório (10 a 16
J/cm²) na viabilidade e proliferação celular com uma quantidade significante de
danos a membrana celular e ao DNA, quanto estimulatório (2,5 a 5 J/cm²) da
atividade mitocondrial, migração e proliferação de células, mantendo a viabilidade
celular sem causar danos adicionais à célula1. Entretanto, ressalta-se que a TLBP
possui grande importância na area da saude, destacando-se a medicina, odontologia
e fisioterapia. Vários autores frisam que a não padronização na escolha de
parâmetros (λ, pico de potência e densidade de energia) na aplicação clínica e em
estudos é um fator a ser investigado e estabelecido, visando melhorar o rendimento
das células em culturas e nos tecidos1-6.
Pelo fato de a TLBP apresentar uma literatutra escassa em relação a um
comprimento de onda específico referente aos seus efeitos em estudos in vivo e in
vitro1, o objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade celular, a influência da TLBP
sobre as estruturas celulares (citoesqueleto, retículo endoplasmático e núcleo) e a
modulação na expressão dos genes VEGF e IL6 em células fibroblásticas de
camundongo (L929) após irradiação com laser AlGaInP (660 nm) com doses de 1 e
5 J/cm2.
15
2. REVISÃO DE LITERATURA - CONTEXTUALIZAÇÃO
2.1 LASER
O laser originou-se do acrônimo de Light Amplification by Stimulated Emission
of Radiation (Luz Amplificada por Emissão Estimulada por Radiação)4,9,10, sendo
uma fonte de luz monocromática, intensa, coerente e colimada, cuja emissão de
radiação se faz pelo estímulo de campo externo10.
Embora Albert Einstein originalmente tenha esboçado os princípios básicos
da geração deste tipo de luz em 1917 em seu artigo "Zur Quantum Theories der
Strahlung"11, classificando os lasers como de "alta potência" (com efeito destrutivo) e
de "baixa potência" (sem efeito destrutivo)12, foi somente em 1960 que Theodore
Maiman produziu o primeiro disparo de luz laser de rubi nos Estados Unidos13.
Foi a partir de 1960 com Maiman que o laser começou a ser efetivamente
utilizado e, atualmente ele é usado em várias áreas da saúde (oftalmologia,
dermatologia, fisioterapia, odontologia1e biomedicina4)12. Ainda nesta década,
surgiram outros tipos de lasers, entre os mais conhecidos: o laser de rubi seguido
pelo laser de Hélio-Neônio em 1960, o laser de Diodo entre 1962 e 1963, ainda em
1963 surgiu o laser de Dióxido de Carbono. Já em 1964 surgiu o laser de Íons,
seguido pelo laser de Corante orgânico em 1966 e pelo laser de Onda Química
Contínua em 1969. Já na década de 70, foram inventados o laser Excimer em 1970
e o laser de Elétrons livres em 197612,15.
Os primeiros tratamentos experimentais em pacientes iniciaram-se na década
de 1970 após relatos de resultados positivos da irradiação com a terapia a laser de
baixa potência (TLBP) em culturas de células e em experimentos animais10,12.
Alguns dos lasers mais utilizados na medicina são: Laser de Dióxido de
Carbono (CO2) com comprimento de onda em 10.600 nm, Laser de Neodímio-Ítrio
Alumínio Garnet (NdYAG) em 1060 nm, Laser de Argônio (Ar Laser) em 488 nm,
Laser Hélio-Neônio (HeNe) com 632,8 nm e Laser Arseneto de Gálio Aluminio
(AsGaAl) em 780-830 nm13. Já na fisioterapia, os lasers mais utilizados na prática
clínica são: Laser Arseneto Gálio Índio-Fósforo (AlGaInP) e Laser Hélio-Neônio
(HeNe) na faixa de luz vermelha e o Laser Arseneto de Gálio (AsGa) na faixa de luz
invisível 14,16.
16
Figura 01 - Comprimentos de ondas do laser
Fonte: http://ctborracha.com/wp-content/uploads/2011/03/Fig-50---Espectro-da-
ondas-electromagneticas_MC.jpg
Inicialmente a irradiação a laser de baixa potência recebeu o nome de
fotobioestimulação. Mas, atualmente sabe-se que esse termo é inapropriado, pois os
lasers também tem o potencial de inibir os processos celulares. Sendo assim, a
terminologia mais adequada a ser utilizada é fotobiomodulação17.
Entre as principais características do laser estão: uma fonte de luz
monocromática, intensa, coerente e colimada10.
Segundo Genovese13, a luz monocromática é a emissão de uma radiação
com uma linha espectral muito estreita, ou uma emissão de uma radiação com um
comprimento de onda muito bem especifico. Já a coerência tem a idéia de estar
ligada ao "caminhamento" ordenado das ondas em relação ao tempo. Num mesmo
instante uma determinada emissão possui várias ondas justapostas, onde suas
amplitudes têm valores iguais, e a colimação se deve a luz laser emitindo em uma
única direção com uma baixa divergência dos raios.
O comprimento de onda (λ) é a característica mais importante do laser, sendo
definido como a distância percorrida pela onda em uma oscilação completa14,17. Sua
17
importância se deve ao fato de assegurar que a dose necessária penetre no tecido-
alvo.
Figura 02 - Penetração do laser no tecido
Fonte:http://g01.s.alicdn.com/kf/UT83b9cXCtaXXagOFbX7/196340795/UT83b9cXCt
aXXagOFbX7.jpg
Lasers com propriedade de luz invisível (λ entre 790 a 1300nm) como o
Arseneto de Gálio perdem 50% de energia em 4 mm de profundidade, já os lasers
com propriedade de luz visível (Hélio-Neônio, Arseneto de Gálio Índio-Fósforo,
Arseneto de Gálio Alumínio entre outros) perdem 50% de energia em 0,5 mm de
profundidade, tornando-o aplicável na biomodulação superficial, mas não para a
penetração profunda o suficiente para a terapia reumatológica e ortopédica11,12,17.
Os lasers podem ser classificados de várias formas, dentre eles a potência da
emissão de radiação, podendo ser de alta, média e baixa potência4,10,12,16. Ressalta-
se que os de baixa potência são usados na prática clínica para redução da dor e
edema e preservar estruturas adjacentes à lesão2,7-10,16.
18
2.2 LASER NA REABILITAÇÃO
As lesões musculares são muito comuns na área esportiva, afastando atletas
dos treinamentos e competições, sendo estas causadas, principalmente, por
contusões e excessivas forças musculares27. Sabe-se que diversas técnicas
terapêuticas são empregadas na prática clínica na tentativa de promover aceleração
e/ou melhora do processo de reparação óssea e muscular, dentre elas a TLBP28,
porém o maior desafio das pesquisas é definir os parâmetros ideais para uso do
laser29.
A TLBP encontra uma variedade de aplicações na prática clínica como: a)
estimulação da regeneração de diversos tipos de feridas; b) tratamento de várias
condições reumatológicas; c) tratamento de lesões de tecidos moles; d) alívio da
dor; e) redução de edema, entre outros11.
Baroni et al30 observaram a redução dos marcadores de lesão muscular após
a aplicação da TLBP antes do exercício excêntrico. Já Vieira et al.31 inferem uma
redução na fadiga muscular após treinamento de endurance associado à aplicação
da TLBP.
O processo de cicatrização é complexo e envolve três fases: a) a fase
inflamatória, onde ocorre a migração celular de leucócitos e plaquetas, b) a fase
proliferativa, onde há um aumento de células fibroblásticas e c) a fase de
remodelação, onde os fibroblastos participam do processo de reestruturação da
matriz extracelular e do depósito de colágeno. Porém, a dificuldade no processo de
cicatrização ocorre principalmente nos estágios iniciais do processo de reparo, onde
se observa uma acentuação do edema, diminuição da proliferação vascular e uma
redução significativa de leucócitos, macrófagos e fibroblastos32.
Pode-se afirmar que, dentre os recursos físicos existentes, a TLBP é mais
eficaz no que se refere ao estímulo à cicatrização14. Araújo et al.33 demonstraram
que a TLBP pode influenciar a produção de mediadores inflamatórios como as
citocinas, sendo importantes durante o processo de cura por ativar a proliferação
celular após a irradiação de 1 J/cm² com o laser de He-Ne (λ 632,8 nm) nos períodos
de 8, 15 e 22 dias.
Já Rocha Jr et al.3 observaram uma maior quantidade de fibroblastos em
19
células irradiadas, evidenciando um aumento significativo na proliferação
fibroblástica e diminuição de infiltrado inflamatório, concluindo que a TLBP acelera o
processo de reparo tecidual.
Alguns autores trazem o reparo tecidual como um estado dinâmico que
compreende diferentes processos, como: inflamação, proliferação celular e síntese
de elementos que constituem a matriz extracelular (como colágeno, elastina e fibras
reticulares). A síntese de colágeno é processo rápido e harmônico que tem seu
início com a lesão intersticial e se estende até o final da fase de cicatrização, quando
ocorre a remodelação dos tecidos12, 34, 35.
A inflamação representa a reação do tecido vivo vascularizado a uma
agressão local. Esta serve para destruir, diluir ou imobilizar o agente agressor pelo
desencadeamento de uma série de processos biológicos que, tanto quanto possível,
reconstituem o tecido lesado, estando intimamente relacionada com o processo de
reparo16.
Barbosa et al5 e Stein et al36 mostraram que TLBP nos comprimentos de onda
entre 632,8 e 670 nm estimularam o crescimento, a diferenciação e a proliferação de
diferentes tipos de células em cultura, incluindo queratinócitos, fibroblastos, células
endoteliais, mioblástos e osteoblástos, por exercer efeitos biomoduladores positivos.
Busnardo e Biondo-Simões37 avaliaram os efeitos da TLBP (λ = 632,8 nm) na
cicatrização de feridas realizando lesões cirúrgicas em animais e os irradiaram com
4 J/cm2 por 3, 7 e 14 dias. Os autores concluíram que a TLBP não modifica a
qualidade da reação inflamatória, mas diminui sua intensidade e aumenta a
deposição de colágeno no início do processo cicatricial, não interferindo na
maturação da cicatriz.
Embora várias pesquisas sobre os efeitos da TLBP tenham sido publicadas
nos últimos 20 anos, seus resultados ainda não são conclusivos sobre os efeitos da
terapia no reparo tecidual, merecendo uma investigação mais detalhada e
minuciosa1,2,4,5,18.
20
2.3 EFEITOS DA TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA SOBRE CULTURA E
TECIDOS BIOLÓGICOS
A terapia laser de baixa potência (TLBP) provoca modificações bioquímicas,
bioelétricas e bioenergéticas, atuando no aumento do metabolismo, na proliferação
e maturação celular14,16. O laser possui o potencial de acelerar reações bioquímicas,
liberando substâncias pré-formadoras como bradicinina, histamina e serotonina.
Segundo Karu et al18, a irradiação a laser aumenta a síntese de adenosina trifosfato
(ATP), a síntese e consumo de O2 e aumenta o potencial de membrana mitocondrial.
O efeito fotobiomodulador do laser sobre as mitocôndrias desencadeiam a
ativação da produção de ATP por meio de um aumento no processo mitótico devido
à excitação de respiração celular e porfirinas endógenas19. Com o aumento da
produção de ATP, a eficiência da bomba sódio e potássio é melhorada, mantendo
com maior eficácia a diferença do potencial elétrico existente entre o interior e
exterior da célula14,20.
Vários autores evidenciaram aumento da cicatrização das feridas após a
terapia com laser de 632,8 à 904 nm, 50 mJ à 8 J/cm², tanto em estudos in vivo
como in vitro, havendo aumento na atividade mitótica, número de fibroblastos,
síntese de colágeno, proliferação celular, e neovascularização dos tecidos
lesados12,20-23.
Como consequência dos fatores fisiológicos, a irradiação laser de baixa
potência proporciona os seguintes efeitos: estimulo à microcirculação, anti-
inflamatório, analgésico, antiedematoso e indutor da reparação tecidual1, acelerando
e organizando o processo de reparo tecidual4,9.
Segundo Andrade et al10, entende-se que o aumento da produção de
colágeno ocorre através de mecanismos de fotoestimulação, sobre os quais certas
potências/doses podem atuar, modulando assim a proliferação celular e elevando a
quantidade de fatores de crescimento de fibroblastos.
Estudos feito por Alfredo et al24 e Sakurai et al25 observaram uma melhora da
dor, amplitude de movimentos e funcionalidade, sugerindo como possíveis efeitos do
laser a ação anti-inflamatória e analgésica pela modulação endógena da dor via
serotonina, onde a ação anti-inflamatória pode ocorrer por alterações na via da
21
ciclooxigenase do metabolismo do ácido aracdônico, além de promover a
reabsorção de exsudatos inflamatórios, favorecendo, desta forma, a eliminação de
substâncias como bradicinina, histamina e acetilcolina.
Em nível vascular, Lins et al16 e Walsh et al26 observaram que a TLBP
estimula a proliferação das células endoteliais, resultando na formação de
numerosos vasos sanguíneos, assim como na produção aumentada do tecido de
granulação, estimulando o relaxamento da musculatura vascular lisa.
Uma melhora na microcirculação e estímulo nas células fibroblásticas, com
produção de fibras elásticas e colágenas mais ordenadamente, são fatores que
determinam um melhor padrão de cicatrização13.
A técnica de cultivo celular deriva de uma dispersão de células a partir de um
tecido original de uma linhagem celular, cultura primária ou pela degradação
enzimática ou mecânica. Inicialmente, existiam grandes dificuldades com a técnica,
porém foram progressivamente solucionadas com uso de materiais descartáveis e
estéreis, meios de cultura apropriados e métodos de manuseio seguros38.
Pires-Oliveira et al.39 relataram que a TLBP apresentou um efeito benéfico
sobre o crescimento de células fibroblásticas L929 irradiadas com laser 904 nm, 50
mJ e 6 J/cm², onde a taxa de crescimento foi maior em 50 mJ/cm² nos tempos 24 e
48 h.
Houreld et al.40 observaram um aumento significativo na expressão dos genes
envolvidos na produção de colágeno (COL14A1, COL4A1, COL4A3 e COL5A3), de
adesão celular e crescimento (ITGA2, ITGA5, ITGB1, e Atg5), de enzimas de
remodelação (CTSG, CTSL2, F13A1, F3, FGA, MMP7 e MMP9), de proteínas do
citoesqueleto (ACTC1 e RAC1), citocinas inflamatórias e quimiocinas (CD40LG,
CXCL11, CXCL2, IFNg, IL10, IL2 e IL4) utilizando a TLBP (λ 660 nm) com 5 J/cm²
no período de 48 horas após a irradiação.
Diversos estudos têm examinado os efeitos da TLBP em uma variedade de
linhagens celulares e células explantadas para estabelecer as bases fisiológicas do
uso clínico, especialmente para a promoção de regeneração de lesões. Nestes
estudos, têm sido usados possíveis indicadores para avaliar os efeitos
fotobiomoduladores da TLBP, incluindo proliferação celular41, produção de colágeno
e alterações estruturais42.
As alterações nas estruturas celulares e das organelas podem ser
22
evidenciadas por meio da microscopia de fluorescência. Segundo Huang et al.43 esta
técnica tem facilitado na obtenção de informações não só nas estruturas
moleculares do DNA, mas também sobre a organização e a dinâmica das estruturas
celulares como o citoesqueleto das células, especialmente microtúbulos (filamentos
de actina e queratina e neurofilamentos), organelas (retículo endoplasmático,
lisossomo e vesículas) e mitocôndrias.
Para a marcação dos filamentos intermediários do citoesqueleto pode ser
utilizado a Rodamina-Faloidina para a observação da organização e dinâmica do
citoesqueleto. A marcação fluorescente de actina é uma importante ferramenta para
a investigação da dinâmica do citoesqueleto in vitro44.
A condensação da cromatina e a fragmentação do núcleo são estudadas por
meio da coloração de DAPI (4', 6' - diamidino, 2' phenylindole - 5 μM) que é um
marcador fluorescente específico para o núcleo, possibilitando a visualização do
processo mitótico45.
O Iodeto de 3,3'-dihexyloxacarbocyanine (DIOC6) é um corante fluorescente
utilizado para marcação do retículo endoplasmático, membranas de vesículas e
mitocôndrias46.
Vale ressaltar que, devido a importância da TLBP no reparo de feridas,
as células mais utilizadas são os fibroblastos e os macrófagos11. As células
fibroblásticas são as células mais importantes do tecido conjuntivo, sendo
responsáveis pela produção e manutenção da matriz extracelular. Apresentam forma
estrelada e com vários prolongamentos celulares, com grande basofilia devido ao
tamanho de seu núcleo, retículo endoplasmático granular e complexo de Golgi
desenvolvidos, indicando uma produção ativa dos componentes da matriz
extracelular42. São células não vasculares, não-epiteliais e não-inflamatórias do
tecido conjuntivo, sendo incorporadas no interior da matriz fibrilar do tecido conectivo
e, em grande parte, responsável pela sua síntese44.
Entre as funções mais importantes dos fibroblastos estão a deposição de
matriz extracelular (MEC), regulação da diferenciação epitelial, regulação da
inflamação, e envolvimento na cicatrização48. Este tipo celular realiza a síntese de
muitos componentes da matriz extracelular fibrilar, como colágeno tipo I, tipo III e
tipo V (responsáveis por formarem uma rede de fibrilas) e fibronectina, contribuindo
para a formação de membranas basais através da secreção do colágeno tipo IV e
23
laminina. Os fibroblastos são também uma fonte muito importante de proteases
degradadoras de MEC, tais como metaloproteinases de matriz (MMP), que são
importantes para a manutenção da homeostase da MEC, regulando seu volume48.
Além das fases inflamatórias e de proliferação de fibroblastos com
consequente síntese de colágeno, ocorre também a neovascularização que é um
processo de formação de novos vasos sanguíneos, sendo necessária para manter o
ambiente de cicatrização. Em todas as feridas, o suprimento sanguíneo dos
fibroblastos responsáveis pela síntese de colágeno provém de um intenso
crescimento de novos vasos, caracterizando a cicatrização em segunda intenção e o
tecido de granulação. Os novos vasos formam-se a partir de brotos endoteliais
sólidos, que migram da periferia para o centro, sobre uma malha de fibrina
depositada no leito da ferida49. Este processo é promovido pela expressão do gene
de Fator de Crescimento Endotelial Vascular (VEGF), estimulando a proliferação e
migração de células endoteliais50.
2.4 TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA E A EXPRESSÃO GÊNICA
Nos últimos anos, estudos12,37 têm sido conduzidos a fim de compreender o
processo de cicatrização de feridas, suas complexidades e diversidades7, onde há
relatos de um grande número de proteínas desempenhando funções importantes no
processo de proliferação celular estimuladas pela TLBP, entre elas se destacam o
colágeno tipo 1 (COL1) e o fator de crescimento vascular endotelial (VEGF)7, 50, 51.
Um estudo realizado por Safavi et al.52 que avaliou a expressão gênica de
mediadores na gengiva de ratos e tecidos da mucosa após a irradiação com TLBP (λ
632,8 nm) com dose de 7,5 J/cm², mostrou que a expressão dos genes IL-1β e IFN-
γ foi significativamente diminuída enquanto a expressão dos genes PDGF e TGF-β
foi significativamente aumentada, sugerindo que a TLBP diminui a quantidade de
inflamação e acelera o processo de cicatrização de feridas, alterando a expressão
dos genes responsáveis pela produção de citocinas inflamatórias.
Bosh et al.53 investigaram os efeitos da TLBP (λ 660 nm) na modulação dos
mediadores pró-inflamatórios e anti-inflamatórios em ratos com pleurisia (inflamação
das pleuras) com doses de 0,9; 2,1 e 4,2 J/cm² e observaram que houve uma
24
redução significativa do volume de exsudato induzindo um efeito inflamatório
caracterizado pela inibição total ou diferencial do influxo de leucócitos, exsudação,
proteínas totais, NO, IL-6, MCP-1, IL-10 e TNFα dose-dependente.
Chen et al. 54 irradiaram células fibroblásticas derivadas do tendão de Aquiles
de porcos com TLBP (λ 635 e 820 nm) nas doses de 1, 2 e 3 J/cm², mostrando que
houve um aumento na expressão do mRNA do gene COL1 após 24 horas de uma
única irradiação em ambos comprimentos de ondas e em todas as doses através da
indução na produção de fatores de crescimento.
Já Cury et al.51 investigaram os efeitos da TLBP (λ 660 e 780 nm) em células
de ratos com doses de 30 e 40 J/cm² na expressão dos genes VEGF, HIF1 e MMP2
que são importantes mediadores angiogênicos. Ambos comprimentos de onda foram
capazes de alterar a expressão do gene VEGF, proporcionando um aumento na
quantidade de novos vasos sanguíneos6.
Embora a bioestimulação promovida pela TLBP ainda não apresentar
parâmetros definidos, a literatura pertinente ao tema parece indicar claramente a
ocorrência de múltiplos efeitos bioestimuladores, entre eles os eventos celulares
(proliferação epitelial, endotelial e fibroblástica, elevada síntese colagênica,
diferenciação dos fibroblastos em miofibroblastos, movimentação celular dos
leucócitos, fibroblastos e células epiteliais e aumento da atividade fagocitária dos
macrófagos) e vasculares (angiogênese e vasodilatação), desempenhando
importante papel na aceleração do processo de reparo de tecidos e
consequenterelevância de seu uso na prática clínica 5,7,10,16.
25
3. OBJETIVOS
3.1 GERAL
Verificar os efeitos biológicos da Terapia Laser de Baixa Potência (λ 660 nm)
nas dosagens de 1 e 5 J/cm² em linhagem celular de fibroblastos L929.
3.2 ESPECÍFICOS
Avaliar os efeitos da Terapia Laser de Baixa Potência sobre a viabilidade
celular de células fibroblásticas L929;
Investigar a influência da Terapia Laser de Baixa Potência sobre estruturas
celulares (citoesqueleto, retículo endoplasmático e núcleo) de fibroblastos
L929;
Determinar o efeito da Terapia Laser de Baixa Potência nas dosagens 1 e 5
J/cm2 na modulação da expressão dos genes relacionados com
neovascularização (VEGF) e inflamação (IL6) em células fibroblásticas L929.
26
ARTIGO
EFEITO DA TERAPIA LASER DE BAIXA POTÊNCIA NA BIOMODULAÇÃO E
EXPRESSÃO DOS GENES VEGF E IL6 EM CÉLULAS FIBROBLÁSTICAS (L929)
(Para submissão na revista Lasers in Medical Science)
Szezerbaty SKF¹, Oliveira RF², Pires-Oliveira DAA², Pacheco-Soares C³, Poli-
Frederico RC².
¹Mestranda em Ciências da Reabilitação, Programa Associado UEL-UNOPAR, Londrina (PR).
²Doutor(a), Docente Mestrado em Ciências da Reabilitação Programa Associado UEL-UNOPAR, Londrina (PR).
³Doutora, Docente do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento da Universidade Vale do Paraíba UNIVAP, São José dos Campos (SP)
Regina Célia Poli Frederico Laboratório de Biologia Molecular, Universidade Norte do Paraná (UNOPAR) Av. Paris 675, Jd Piza, CEP 86041-140. Cx. P. 401, Londrina, PR, Telefone: 43-3371-7820 Fax: 43-3371-7741 E-mail: [email protected]; [email protected]
27
RESUMO
A Terapia Laser de Baixa Potência (TLBP) é um recurso muito utilizado na prática clínica por apresentar benefícios durante o processo de reparo em lesões. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da TLBP (660 nm) nas doses de 1 e 5 J/cm² na viabilidade celular e expressão dos genes fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e interleucina (IL6) em células fibroblásticas de camundongo. As células foram cultivadas em garrafas com meio MEM e mantidas em estufa com CO2 e irradiadas a cada 24 horas, totalizando três aplicações e divididas em 3 grupos: G1- Grupo não irradiado, G2- 1 J/cm² e G3- 5 J/cm². A análise de proliferação celular foi realizada pelo método de MTT (brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol)- 2,5-difeniltetrazólio]) e os efeitos da TLBP no citoesqueleto e retículo endoplasmático foram avaliados pelo uso de sondas fluorescentes e com a microscopia de fluorescência, e para a análise da expressão gênica foi realizado o método qRT-PCR, todos em triplicata. Foi observado que o grupo G3 apresentou um aumento estatisticamente significantivo na proliferação celular comparado ao G2 no tempo 48 horas (p<0,01) e quando comparado ao G1 no tempo 72 horas (p=0,03). No tempo de 72 horas foi verificado uma maior distribuição dos filamentos do citoesqueleto e retículo endolpasmático mais evidente, indicando um aumento na síntese proteíca quando comparado com o grupo controle. Na expressão do gene VEGF foi observado um aumento significativo de 1,98 vezes (p<0,05) e no gene IL6 uma diminuição dos transcritos em 4,05 vezes (p<0,05), ambos no tempo 72 horas. A TLBP (660 nm) na dose de 5 J/cm² modula tanto a proliferação celular quanto a expressão dos genes VEGF e IL6 em cultura de células fibroblásticas L929. Palavras chave: Expressão gênica. Terapia laser de baixa potência. Viabilidade celular. VEGF. IL6.
28
ABSTRACT
Laser Low Power Therapy (LLLT) is a resource widely used in clinical practice to present benefits during the repair process in injury. The aim of this study was to analyze the effects of LLLT (660 nm) at doses of 1 and 5 J / cm² on cell viability and expression of vascular endothelial growth factor gene (VEGF) and interleukin (IL-6) in mouse fibroblast cells. The cells were cultured in flasks with MEM and maintained in oven with CO2 and irradiated every 24 hours, with three applications and divided into 3 groups: Group unirradiated G1, G2 1 J / cm² and G3 5 J / cm² . Cell proliferation analysis was performed by the MTT method (bromide [3- (4,5-dimethylthiazol) - 2,5-diphenyltetrazolium bromide]) and the effects of LLLT the cytoskeleton and the endoplasmic reticulum were evaluated by the use of fluorescent probes and with fluorescence microscopy, and for the analysis of gene expression was performed qRT-PCR method, all in triplicate. It was observed that G3 group had a statistically significantivo increase in cell proliferation compared to G2 at time 48 hours (p <0.01) and compared to the G1 time 72 hours (p = 0.03). At time of 72 hours was observed a greater distribution of cytoskeletal filaments and more evident endolpasmático reticulum, indicating an increase in protein synthesis when compared with the control group. In the expression of the VEGF gene was observed a significant increase of 1.98 times (p <0.05) and IL-6 gene transcripts in a decrease of 4.05 times (p <0.05), both in time 72 hours. The LLLT (660 nm) at a dose of 5 J / cm² modulates both cell proliferation for expression of the VEGF gene and IL6 gene in cultured fibroblast L929 cells. Key words: Gene expression. Low-power laser therapy. Cell viability. VEGF. IL6.
29
INTRODUÇÃO A Terapia Laser de Baixa Potência (TLBP) tem sido um recurso muito
utilizado na prática clínica para acelerar a reparação de tecidos moles e duros,
modulando vários processos biológicos em modelos animais e em humanos[¹].
Estudos sugerem que a fotoestimulação pelo laser pode ocorrer durante as fases
inflamatórias e proliferativas da cicatrização[2-4], pelo fato de que a TLBP promove a
proliferação celular através da neovascularização e redução da quantidade de
infiltrado inflamatório.[3]
Segundo Karu et al [4], a irradiação a laser de baixa potência aumenta a
síntese de adenosina trifosfato (ATP), a síntese e consumo de O2 e eleva o potencial
de membrana mitocondrial. O efeito fotobiomodulador do laser sobre as
mitocôndrias desencadeia a ativação da produção de ATP por meio de um aumento
no processo mitótico devido à excitação de respiração celular e porfirinas
endógenas[5]. Com a elevada produção de ATP, a eficiência da bomba sódio e
potássio aumenta, mantendo com maior eficácia a diferença do potencial elétrico
existente entre o interior e exterior da célula [6]. Em nível vascular, Lins et al [7] e
Walsh et al [8] observaram que a TLBP estimula a proliferação das células
endoteliais, a produção do tecido de granulação, promovendo o relaxamento da
musculatura vascular lisa.
Frigo et al[9] realizaram um estudo in vitro com TLBP (λ 660 nm) com doses de
3 e 21 J/cm² em células fibroblásticas humanas por um período de 72 horas, onde o
grupo irradiado com 3 J/cm³ apresentou uma proliferação celular significativa e o
grupo irradiado com 21 J/cm² apresentou um nível de morte celular significativo. Já
Damante et al [10] ao irradiarem células fibroblásticas humanas (λ 660 nm) duas
vezes com um intervalo de 6 horas entre elas, com doses de 3 e 5 J/cm² observaram
um aumento significativo na produção de fator de crescimento de fibroblasto básico
(bFGF).
A TLBP é um recurso muito utilizado na prática clínica em vários tipos de
lesões por apresentar capacidade bioestimuladora do reparo tecidual, sendo um
recurso rápido, não-invasivo e efetivo [11]. Pesquisadores têm voltado suas atenções
às vias de sinalização celulares envolvidas nos efeitos biológicos da TLBP [12],
assim como, investigam os melhores parâmetros (dose, densidade de energia e
30
comprimento de onda) para sua utilização na prática clinica. Deste modo, o objetivo
deste estudo foi comparar os efeitos da TLBP sobre a viabilidade celular e a
expressão de genes envolvidos em processos de inflamação e neovascularização
no comprimento de onda de 660 nm nas doses de 1 e 5 J/cm² utilizando a linhagem
celular de fibroblastos L929.
MATERIAIS E MÉTODOS
As análises realizadas no presente estudo empregaram como material
biológico as células L929 (Mouse conjunctive tissue - ATCC CCL-1 NCTC) (Instituto
Adolfo Lutz - SP, Brasil). O estudo recebeu aprovação do Comitê de Ética da
Universidade Norte do Paraná (UNOPAR), sob o protocolo de nº 462.478/2013.
CULTURA CELULAR
As células fibroblásticas foram cultivadas em garrafas de 25 cm2 (TPP,
Switzerland, Europe) utilizando meio MEM (Minimum Essencial Medium) (GibcoTM -
Invitrogen Corporation, Grand Island, USA) suplementadas com 5% FBS (Fetal
Bovine Serum) (Cultilab, Brazil) e 1% de antibiótico e antimicótico, mantidos em uma
estufa de CO2 em atmosfera 5% a 37ºC. As células utilizadas foram subcultivadas
sempre que atingiam uma confluência de 80-100%. Células do tecido conjuntivo de
camundongo foram utilizadas neste experimento, conforme a norma ISO 10993-5
que recomenda a utilização desta linhagem de célula in vitro para testes de
citotoxicidade.
IRRADIAÇÃO A LASER
Foi utilizado o laser AlGaInP (Arseneto Gálio Índio-Fósforo) no comprimento
de onda de 660 nm e potência de saída de 35mW da marca e modelo Endophoton –
KLD, modelo LLTO 0107, devidamente calibrado pelo fabricante.
A irradiação das células foi realizada em 24, 48 e 72 horas após o
plaqueamento em placas de 12 poços com densidade de 5x105 células/mL. No
intuito de avaliar a faixa biomoduladora do laser, foram divididos 3 grupos: G1:
31
controle (não houve irradiação), G2: irradiado a 1J/cm2 e G3: irradiado a 5J/cm2. A
irradiação foi realizada em ambiente escuro com a caneta do laser em contato direto
com a tampa da placa. Cada poço foi dividido em 4 quadrantes devido a área do
poço, para que todas as células recebam a mesma dose; no G2 cada quadrante foi
irradiado por 1 segundo (no total de 4 segundos por poço). Já no G3, cada
quadrante foi irradiado por 8 segundos (no total de 32 segundos cada poço). O
experimento foi realizado em triplicata.
TESTE DE CITOTOXICIDADE CELULAR (MTT)
Os experimentos de citotoxicidade foram avaliados pelo método de MTT
Brometo de [3-(4,5-dimetiltiazol)- 2,5-difeniltetrazólio]. Este método quantitativo é
utilizado para avaliar citotoxicidade, proliferação e ativação de células viáveis com
precisão [13]. As culturas de células L929 receberam irradiação laser nos intervalos
de 24, 48 e 72 horas, sendo que após 24 horas de cada irradiação foi realizado teste
de MTT de acordo com ensaio a seguir: foi retirado o meio de cultura de cada poço,
adicionado 50 l MTT e incubado por 01 hora a 37C em atmosfera de 5% de CO2.
Em seguida foi retirado o MTT e foram adicionados 50 l de DMSO (Dimetil
sulfóxido) em cada poço. As placas foram mantidas em agitação por 15 minutos
para solubilização dos cristais de formazana e sua concentração quantificada
espectroscopicamente por meio de um leitor de microplacas (Leitor ELISA –
SpectraCount – Packards Instrument, Offeburg – Alemanha), em comprimento de
onda de 546 nm.
MICROSCOPIA DE FLUORESCÊNCIA
Para acompanhar os efeitos da irradiação TLBP por meio de fluorescência, as
células L929 foram subcultivadas sobre lamínulas à densidade de 5 x 105 células/ml,
em placas de 12 poços; 24 horas após a irradiação. Todos os corantes fluorescentes
usados nos estudos fluorimêtricos foram adquiridos da Invitrogen®. As células foram
marcadas com corantes fluorescentes por incubação em meio de cultura contendo
os corantes em temperatura ambiente: Rodamina Faloidina para citoesqueleto, DAPI
– Fluoreshild para núcleo e DioC6 para o retículo endoplasmático. Para completa
32
aderência dos marcadores foi utilizado o fixador PA (Paraformaldeído). Todas as
lamínulas foram marcadas com DAPI e DioC6, porém uma parte recebeu a
marcação com Rodamina Faloidina. Sendo que apenas para as lamínulas marcadas
com Rodamina Faloidina foi necessária a utilização de um fixador especial – Triton x
100 a 0,1%. As lamínulas foram analisadas ao microscópio de fluorescência,
equipado com sistema fotográfico Leica MPS-30.
EXTRAÇÃO DE RNA E SÍNTESE DE cDNA
Para a extração do RNA total foi utilizado o PureLink® RNA Mini Kit
(Invitrogen, Life Technologies) de acordo com as instruções do fabricante. Após sua
extração, o RNA foi quantificado em o espectrofotômetro NanoDrop Lite (Thermo
Scientific). O cDNA foi sintetizado a partir de 1 ug do RNA total extraído. O volume
final da reação foi de 20 μL, composto por 10% de tampão de reação (200 mM Tris-
HCl (pH 8.4), 500 mM KCl – Invitrogen), 1,5 mM de MgCl2 (Invitrogen), 0,5 mM de
dNTPs (Invitrogen), 80 pmol de Oligo dT12-18 (Invitrogen), 100 pmol de Random
Primers (Invitrogen), 10 unidades da enzima SuperScript III (Invitrogen) e 2 unidades
da enzima RNase Out (Invitrogen).
Para minimizar variações de desempenho da transcriptase reversa e a
possibilidade do efeito Monte Carlo, três reações distintas de síntese de cDNA foram
realizadas para cada experimento, cujos produtos foram incorporados para obtenção
de uma única mistura referente a cada amostra em sua respectiva condição de
cultivo. Os cDNAs sintetizados também foram quantificados para identificação de
possíveis variações da eficiência de reação da transcriptase reversa entre as
diferentes condições de tratamento, e também verificados quanto à sua qualidade
por espectrofotometria. A concentração final de todas as amostras foi ajustada para
50 ng/μL.
PCR EM TEMPO REAL
As reações em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real foram realizadas
em um termociclador StepOne Plus System (Applied Biosystems) nas seguintes
condições: 10 minutos a 95ºC, 40 ciclos de 15 segundos a 95ºC e 60 segundos a
33
60ºC seguido pela curva de melting nas seguintes condições: 95ºC por 15 segundos,
60ºC por 60 segundos e para finalizar 95ºC por 15 segundos. A reação final de 20
μL continha 10 μL do TaqMan Universal Master Mix II (Applied Biosystems), 1 μL
do TaqMan Gene Expression Assays (Applied Biosystems), 8 μL de H2O ultra pura
e 1 μL do cDNA.
Para determinação da expressão relativa dos genes de interesse nas
diferentes condições avaliadas foi utilizado o programa REST – versão 2009
(Relative expression software tool) (QIAGEN), desenvolvido por Pfaffl et al. (2002)
baseado em seu próprio modelo matemático de quantificação relativa de dados
obtidos por PCR em tempo real, com correção de eficiência. Os valores obtidos na
situação controle (ausência de tratamento) foram utilizados como referência para
comparação, e os cálculos foram normalizados a partir do gene de referência β-
Actina. Foram considerados apenas valores de Cq (quantification cycle) com uma
variação de ± 0,5 entre as triplicatas de reação.
ANÁLISE ESTATÍSTICA
Os resultados foram expressos em valores de média e desvio padrão, com
avaliação da normalidade verificada pelo teste de Shapiro-Wilk. Para comparação e
verificação das diferenças estatisticamente significantes entre os grupos, utilizou-se
a Análise de Variância (ANOVA) e o teste post hoc de Tukey HSD e, para a
comparação entre as avaliações, ANOVA de Medidas Repetidas. Para análise da
expressão gênica, os dados foram expressos segundo o método Pfaffl13 e
calculados com auxílio do Software Reset 200914, considerando valores de desvio
padrão para o teste estatístico "Pair wise fixed reallocation". Foram considerados
diferencialmente expressos quando comparados à situação controle os genes cuja
alteração foi significativamente diferente considerando o valor de p≤0,001 ou
alterações maiores que 1,5 vezes considerando valor de p<0,05. O intervalo de
confiança adotado foi de 95% e valores de p < 0,05 foram considerados
estatisticamente significativos. Na análise estatística utilizou-se o programa
GraphPadPrism 6.0(GraphPad Software, San Diego, CA, EUA)
34
RESULTADOS
A análise comparativa dos valores de células viáveis pelo teste MTT nos
grupos G1 (Controle), G2 (1 J/cm²) e G3 (5 J/cm²) em relação ao tempo de
irradiação (24, 48 e 72 horas) não apresentou diferença estatística (p = 0.16) como
demonstrado na Tabela 01. Entretanto foi observada uma diferença estatisticamente
significativa no tempo 48 horas quando comparado o G2 (1J/cm²) versus G3 (5
J/cm²) (p=<0.01) e no tempo 72 horas quando comparado o G1 e G3 (p=0.03) (Fig.
01). No tempo 24 horas, não foi observado diferença estatisticamente significativa
(p>0,05). (Tabela 02)
Na análise da marcação de citoesqueleto (Rodamina-Faloidina) e retículo
endoplasmático (DioC6) foi observado no tempo 24 horas no Grupo Controle (Fig. 2A
seta) uma maior distribuição do retículo endoplasmático por todo o citoplasma. Já
no grupo irradiado a 5 J/cm², o retículo endoplasmático (Fig. 2B seta) mostrou um
crescimento e uma maior distribuição citoplasmática do citoesqueleto (Fig. 2B
asterisco) demonstrando um discreto efeito biomodulatório quando comparado com
o Grupo Controle. No tempo 48 horas, foi observado no grupo irradiado a 5 J/cm²
que o retículo endoplasmático (Fig. 2C seta) e o citoesqueleto (Fig. 2C asterisco)
continuaram apresentando um discreto aumento em suas atividades. No tempo 72
horas foi constatado um aumento significativo no número destas vesículas,
indicando um aumento na síntese proteíca (Fig. 2D seta) e uma atividade mais
evidente do citoesqueleto (Fig. 2D asterisco) quando comparado com o Grupo
Controle (Fig. 2A asterisco).
Já na análise da expressão gênica foi possível identificar uma diferença
estatisticamente significativa na expressão dos genes estudados entre os grupos
Controle, 1 e 5 J/cm². As células irradiadas apresentaram um aumento de 1,98
vezes nos transcritos do gene VEGF e diminuição de 4,05 vezes nos transcritos do
gene IL-6 na dose de 5 J/cm² no tempo de 72 horas quando comparados com o
Grupo Controle (G1).
35
DISCUSSÃO
A TLBP é utilizada para acelerar os processos reparativos dos tecidos devido
aos efeitos biomoduladores através de pelo menos dois parâmetros: dose e
comprimento de onda¹, e que as múltiplas combinações destes parâmetros dificulta
sua padronização à serem utilizados na prática clínica[2,14], assim o objetivo deste
estudo foi identificar entre as doses estudadas, qual seria a mais adequada no
aumento da proliferação celular, favorecendo então o processo de reparo tecidual,
verificar o efeito da TLBP sobre as estruturas celulares e a modulação dos genes
relacionados com a neovascularização e inflamação.
Nossos resultados mostraram um aumento significativo na proliferação celular
no grupo irradiado com TLBP (λ 660 nm) na dose de 5 J/cm² no tempo 72 horas.
Eduardo et al [15] encontraram resultados semelhantes ao realizaram um estudo in
vitro irradiando células-tronco humanas (λ 660 nm) com doses de 1, 3 e 5 J/cm² por
um período de 72 horas e observaram um aumento na atividade mitocondrial nas
doses de 3 e 5 J/cm² no tempo 48 horas, porém no tempo 72 horas, o grupo
irradiado à 5 J/cm² apresentou um aumento significativo desta atividade.
Kim et al [16] investigaram a proliferação celular com fibroblastos em linhagens
L929 e HGF-1 submetidas a TLBP em 660 nm com doses de 2,5; 5,5 e 8,5 J/cm²,
expondo-as por um período de 5, 10 e 15 minutos. Após 24 horas de irradiação
houve um aumento significativo na proliferação celular nos dois grupos irradiados,
sendo que nas células HGF-1 a melhor dose foi 2,55 J/cm² e para as células L929 a
melhor dose foi 6,6 J/cm².
Marques et al. [17] irradiaram células fibroblásticas L929 (λ 660 nm) com doses
de 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 20, e 30 J / cm² por um período de 24 horas e
mostraram que entre as doses de 0,1 e 3 J/cm² houve efeito inibitório e acima de 5
J/cm² um efeito estimulatório das células, onde o efeito inibitório foi evidenciado pela
diminuição da densidade de células intactas e o efeito estimulatório se deu devido a
um intenso agrupamento de mitocôndrias na região perinuclear.
Segundo Zanotti et al. [18], as doses excitatórias (até 8 J/cm²) são indicadas
quando o objetivo da intervenção for potencialização da bomba sódio/potássio,
estimular a produção de ATP, reestabelecer o potencial de membrana e aumentar o
metabolismo e proliferação celular. Já as doses mais altas (acima de 8 J/cm²)
36
provocam o efeito inverso, inibindo a produção de colágeno[19]. Já Rocha Júnior et
al. [20] afirmam que a TLBP evidencia um aumento na neovascularização e
proliferação fibroblástica e uma redução da quantidade de infiltrado inflamatório nas
lesões cirúrgicas.
Para melhor entendimento dos efeitos da irradiação do laser sobre as
estruturas celulares, a microscopia de fluorescência foi empregada para investigar o
citoesqueleto celular e o retículo endoplasmático, sendo essas estruturas
importantes para o processo de proliferação celular. No tempo de 72 horas foi
constatado uma maior distribuição dos filamentos do citoesqu veleto e retículo
endoplasplático mais evidente, indicando um aumento na síntese proteíca quando
comparado com o grupo controle. Aumento na proliferação e metabolismo celular
também foi relatado por Carnevalli et al. [21]
No presente estudo também foi observado um aumento na expressão de
transcritos do gene VEGF na dose 5 J/cm² no tempo 72 horas. Pesquisas realizadas
por Cury et al. [22] com TLBP (λ 660 e 780 nm) em ratos com doses de 30 e 40
J/cm², demonstraram um aumento significativo na expressão do gene VEGF após 4
dias de irradiação em todos os grupos avaliados e em ambos os comprimentos de
onda usados, independentemente das densidades de energia.
Chiarotto et al. [23] encontraram resultados semelhantes ao irradiarem lesões
dos ratos com laser λ 660 com doses de 4,48 e 4,93 J/cm², constatando que o laser
influênciou significativa na expressão do gene VEGF, na angiogênese e proliferaão
de novas células fibroblásticas quando comparado com o grupo com o grupo não
irradiado, não encontrando também diferença significativa entre os grupos tratados.
Nossos resultados demonstram uma inibição na expressão do gene IL6 na
dose de 5 J/cm² no tempo de 72 horas. Esses dados estão de acordo com os
achados de Houreld e Abrahamse [24] que ao utilizarem o laser em λ 660 nm e com
dose de 5 J/cm², encontraram uma inibição significativa na expressão da IL-6 em
fibroblastos de pele humana (WS1) quando comparado com o grupo controle.
Após induzirem um processo inflamatório com injeção de carragenina em
ratos, Albertini et al. [25] irradiaram o tecido com TLBP (λ 660 e 684 nm) na dose de
7,5 J/cm², onde ambos os grupos apresentaram uma expressão diminuída em 30 a
40% dos genes TNFα, IL1β e IL6 3 horas após a irradiação quando comparados
com o grupo controle. Resultados semelhantes ao de Boshi et al. [26] que após
37
injeção de carragenina e irradiação com laser (λ 660 nm) 1, 2 e 3 horas com doses
de 0,9, 2,1, e 4,2 J/cm², os grupos foram avaliados 4 horas após a ultima irradiação
onde foi observado que os genes TNFα, IL6, MCP1 e IL10 tiveram sua expressão
diminuída nas doses 0,9 e 4,2 J/cm², porém com maior significância na dose 2,1
J/cm².
O gene VEGF é uma chave reguladora da remodelação de vasos sanguineos
em processos fisiológicos e patológicos, e a irradiação com TLBP ativa a quinase
regulada por sinal extracelular/proteína específica 1 (ERK/Sp1) induzindo sua
expressão e a proliferação de células endoteliais vasculares [28].
Apesar de a bioestimulação promovida pela TLBP ainda não apresentar
eficácia comprovada em comprimentos de onda específicos, estudos e experimentos
realizados mostram a ocorrência de seus múltiplos efeitos positivos como acelerar a
proliferação tecidual, estímulo à neovascularização local, formação de um tecido de
granulação mais organizado [7,21] e na indução de um efeito anti-inflamatório [25,26],
corroborando com os resultados do presente estudo fornece evidências de que a
expressão de RNAm dos genes IL6 e VEGF foi modulada pela laserterapia de baixa
potência (λ 660 nm da dose de 5 J/cm²). Os resultados do presente estudo sugerem
que a TLBP pode ser uma terapia alternativa que inibe o processo inflamatório e
estimula a formação de novos vasos sanguíneos.
CONCLUSÃO
O presente estudo concluiu que a TLBP no comprimento de onda de 660 nm
apresentou um efeito bioestimulatório no tempo 72 horas utilizando a dose de
5J/cm², onde se verificou um aumento da atividade reticular, melhor organização e
distribuição do citoesqueletono citoplasma e maior descondensação da cromatina.
Adicionalmente, estes parâmetros mostram-se mais eficazes no aumento da
expressão do gene Fator de Crescimento Endotelial (VEGF) e diminuição dos
transcritos do gene Interleucina 6 (IL6). Estes efeitos estão relacionados com as
primeiras fases do reparo tecidual, confirmando o efeito fotobiomodulador e assim
indicando sua relevância clínica para o tratamento de lesões teciduais.
38
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41
Tabela 01 - Análise comparativa de tempo e dose nas amostras irradiadas com laser.
Intensidade 24 h 48 h 72 h
G1 (Controle) 107.0± 0.0 108.0 ± 1.0 106.0 ± 1.0
G2 (1 J/cm²) 107.0± 3.4 99.3 ± 7.2 111.3 ± 13.0
G3 (5 J/cm²) 114.3± 5.5 122.3 ± 6.71 125.3 ± 7.1
Valores apresentados em média e desvio-padrão (±).
Tabela 02 - Análise comparativa entre os grupos nos tempo avaliados.
Tempo (h) G1 vs. G2 G1 vs.G3 G2 vs. G3
24 1.00 0.87 0.87
48 0.75 0.19 <0.01*
72 0.97 0.03* 0.21
G1 (Controle); G2 (1 J/cm²); G3 (5 J/cm²). Valores representam o nível de significância da Anova de dois fatores, pós-teste de Tukey. * Diferença estatisticamente significativa.
Figura 01 - Comparação da proliferação celular entre os grupos nos momentos avaliados.
*p=<0,01 (48 horas - 1 vs 5 J/cm²) e *p=0,03 (72 horas - Controle vs. 5 J/cm²)
42
Figura 02 - Análise da marcação da fluorescência com Rodamina-Faloidina (Citoesqueleto - asterisco) e DioC6 (Retículo Endoplasmático - seta) nos tempo avaliados (A- Grupo não irradiado; B- Grupo 5 J/cm² 24 horas; C- Grupo 5 J/cm² 48 horas e D Grupo 5 J/cm² 72 horas).
43
CONCLUSÃO GERAL
Com a realização deste estudo, podemos concluir que:
A TLBP apresentou um efeito bioestimulatório na cultura celular de
fibroblastos nas doses de 1 e 5 J/cm² dos tempos 48 e 72 horas quando
comparados com o grupo não irradiado, sendo maior na dose de 5 J/cm²;
As estruturas celulares observadas (retículo endoplasmático, citoesqueleto e
núcleo) apresentaram uma maior atividade na dose de 5 J/cm² do tempo 72
horas com aumento do número de vesículas, aumento da atividade do
citoesqueleto e maior condensação de cromatina, respectivamente;
Aumento na quantidade de transcritos do gene VEGF de 1,98 vezes e
diminuição na quantidade de transcritos do gene IL6 de 4,05 vezes na dose
de 5 J/cm² no tempo de 72 horas.
44
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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53. Boschi ES, Leite CE, Saciura VC, Caberlon E, Lunardelli A, Bitencourt S, et al. Anti-Inflammatory Effects of Low-Level Laser Therapy (660 nm) in the Early Phase in Carrageenan-Induced Pleurisy in Rat. Lasers Surg Med. 2008; 40:500-8.
54. Chen CH, Wang YH, Lee CL, Chen JK, Huang MH. Low-Level Laser Irradiation Promotes Cell Proliferation and mRNA Expression of Type I Collagen and Decorin in Porcine Achilles Tendon Fibroblasts In Vitro. J Orthop Res. 2009; 27(5):646-50.
51
Medicine
Medicine | Lasers in Medical Science – incl. option to publish open access
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SUBDISCIPLINES JOURNALS BOOKS SERIES TEXTBOOKS REFERENCE W ORKS
Lasers in Medical Science
Editor-in-Chief: Keyvan Nouri
ISSN: 0268-8921 (print version)
ISSN: 1435-604X (electronic version)
Journal no. 10103
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52
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FAQ & Policy
ABOUT THIS JOURNAL EDITORIAL BOARD NEWS AND SOCIETIES ETHICS & DISCLOSURES
INSTRUCTIONS FOR AUTHORS
Instructions for Authors
TYPES OF PAPERS
Original Article – limited to 4000 words, 45 references, no more than 5 figures
Review Article – limited to 5000 words, 50 references, no more than 5 figures
Brief Report - limited to 2000 words, 25 references, no more than 4 figures - Case Reports
will not be accepted!
Letter to the Editor – up to 600 words
MANUSCRIPT SUBMISSION
Manuscript Submission
Submission of a manuscript implies: that the work described has not been published before; that
it is not under consideration for publication anywhere else; that its publication has been
approved by all co-authors, if any, as well as by the responsible authorities – tacitly or explicitly –
at the institute where the work has been carried out. The publisher will not be held legally
responsible should there be any claims for compensation.
elsewhere are required to obtain permission from the copyright owner(s) for both the print and
online format and to include evidence that such permission has been granted when submitting
their papers. Any material received without such evidence will be assumed to originate from the
authors.
Online Submission
Please follow the hyperlink “Submit online” on the right and upload all of your manuscript files
following the instructions given on the screen.
TITLE PAGE
Title Page
The title page should include:
The name(s) of the author(s)
A concise and informative title
The affiliation(s) and address(es) of the author(s)
The e-mail address, telephone and fax numbers of the corresponding author
Abstract
Please provide an abstract of 150 to 250 words. The abstract should not contain any undefined
abbreviations or unspecified references.
53
Keywords
Please provide 4 to 6 keywords which can be used for indexing purposes.
TEXT
Text Formatting
Manuscripts should be submitted in Word.
Use a normal, plain font (e.g., 10-point Times Roman) for text.
Use italics for emphasis.
Use the automatic page numbering function to number the pages.
Do not use field functions.
Use tab stops or other commands for indents, not the space bar.
Use the table function, not spreadsheets, to make tables.
Use the equation editor or MathType for equations.
Save your file in docx format (Word 2007 or higher) or doc format (older Word
versions).
Manuscripts with mathematical content can also be submitted in LaTeX.
LaTeX macro package (zip, 182 kB)
Headings
Please use no more than three levels of displayed headings.
Abbreviations
Abbreviations should be defined at first mention and used consistently thereafter.
Footnotes
Footnotes can be used to give additional information, which may include the citation of a
54
and they should never include the bibliographic details of a reference. They should also not
contain any figures or tables.
Footnotes to the text are numbered consecutively; those to tables should be indicated by
superscript lower-case letters (or asterisks for significance values and other statistical data).
Footnotes to the title or the authors of the article are not given reference symbols.
Always use footnotes instead of endnotes.
Acknowledgments
Acknowledgments of people, grants, funds, etc. should be placed in a separate section on the
title page. The names of funding organizations should be written in full.
SCIENTIFIC STYLE
Generic names of drugs and pesticides are preferred; if trade names are used, the generic name
should be given at first mention.
Units and abbreviations
Please adhere to internationally agreed standards such as those adopted by the
commission of the International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) or
defined by the International Organization of Standardization (ISO). Metric SI units
should be used throughout except where non-SI units are more common [e.g. litre (l)
for volume].
Abbreviations (not standardized) should be defined at first mention in the abstract
and again in the main body of the text and used consistently thereafter.
Drugs
When drugs are mentioned, the international (generic) name should be used. The
proprietary name, chemical composition, and manufacturer should be stated in full in
Materials and methods.
REFERENCES
Citation
Reference citations in the text should be identified by numbers in square brackets. Some
examples:
1. Negotiation research spans many disciplines [3].
2. This result was later contradicted by Becker and Seligman [5].
3. This effect has been widely studied [1-3, 7].
Reference list
The list of references should only include works that are cited in the text and that have been
published or accepted for publication. Personal communications and unpublished works should
only be mentioned in the text. Do not use footnotes or endnotes as a substitute for a reference
list.
The entries in the list should be numbered consecutively.
Journal article
Gamelin FX, Baquet G, Berthoin S, Thevenet D, Nourry C, Nottin S, Bosquet L
(2009) Effect of high intensity intermittent training on heart rate variability in
prepubescent children. Eur J Appl Physiol 105:731-738. doi:
10.1007/s00421-008-0955-8
Ideally, the names of all authors should be provided, but the usage of “et al” in long
author lists will also be accepted:
Smith J, Jones M Jr, Houghton L et al (1999) Future of health insurance. N Engl J
55
Med 965:325–329
Article by DOI
Slifka MK, Whitton JL (2000) Clinical implications of dysregulated cytokine
production. J Mol Med. doi:10.1007/s001090000086
Book
South J, Blass B (2001) The future of modern genomics. Blackwell, London
Book chapter
Brown B, Aaron M (2001) The politics of nature. In: Smith J (ed) The rise of modern
genomics, 3rd edn. Wiley, New York, pp 230-257
Online document
Cartwright J (2007) Big stars have weather too. IOP Publishing PhysicsWeb.
http://physicsweb.org/articles/news/11/6/16/1. Accessed 26 June 2007
Dissertation
Trent JW (1975) Experimental acute renal failure. Dissertation, University of
California
Always use the standard abbreviation of a journal’s name according to the ISSN List of Title
Word Abbreviations, see
ISSN.org LTWA
If you are unsure, please use the full journal title.
For authors using EndNote, Springer provides an output style that supports the formatting of
in-text citations and reference list.
EndNote style (zip, 2 kB)
Authors preparing their manuscript in LaTeX can use the bibtex file spbasic.bst which is included
in Springer’s LaTeX macro package.
TABLES
All tables are to be numbered using Arabic numerals.
Tables should always be cited in text in consecutive numerical order.
For each table, please supply a table caption (title) explaining the components of the
table.
Identify any previously published material by giving the original source in the form of
a reference at the end of the table caption.
Footnotes to tables should be indicated by superscript lower-case letters (or
asterisks for significance values and other statistical data) and included beneath the
table body.
ARTW ORK AND ILLUSTRATIONS GUIDELINES
Electronic Figure Submission
Supply all figures electronically.
Indicate what graphics program was used to create the artwork.
For vector graphics, the preferred format is EPS; for halftones, please use TIFF
format. MSOffice files are also acceptable.
Vector graphics containing fonts must have the fonts embedded in the files.
Name your figure files with "Fig" and the figure number, e.g., Fig1.eps.
56
Line Art
Definition: Black and white graphic with no shading.
Do not use faint lines and/or lettering and check that all lines and lettering within the
figures are legible at final size.
All lines should be at least 0.1 mm (0.3 pt) wide.
Scanned line drawings and line drawings in bitmap format should have a minimum
resolution of 1200 dpi.
Vector graphics containing fonts must have the fonts embedded in the files.
Halftone Art
Definition: Photographs, drawings, or paintings with fine shading,
etc.
If any magnification is used in the photographs, indicate this by using
scale bars within the figures themselves.
Halftones should have a minimum resolution of 300 dpi.
Combination Art
57
Definition: a combination of halftone and line art, e.g., halftones containing line
drawing, extensive lettering, color diagrams, etc.
Combination artwork should have a minimum resolution of 600 dpi.
Color Art
Color art is free of charge for online publication.
If black and white will be shown in the print version, make sure that the main
information will still be visible. Many colors are not distinguishable from one another
when converted to black and white. A simple way to check this is to make a
xerographic copy to see if the necessary distinctions between the different colors are
still apparent.
If the figures will be printed in black and white, do not refer to color in the captions.
Color illustrations should be submitted as RGB (8 bits per channel).
Figure Lettering
To add lettering, it is best to use Helvetica or Arial (sans serif fonts).
Keep lettering consistently sized throughout your final-sized artwork, usually about
2–3 mm (8–12 pt).
Variance of type size within an illustration should be minimal, e.g., do not use 8-pt
type on an axis and 20-pt type for the axis label.
Avoid effects such as shading, outline letters, etc.
Do not include titles or captions within your illustrations.
Figure Numbering
All figures are to be numbered using Arabic numerals.
Figures should always be cited in text in consecutive numerical order.
Figure parts should be denoted by lowercase letters (a, b, c, etc.).
If an appendix appears in your article and it contains one or more figures, continue
the consecutive numbering of the main text. Do not number the appendix figures,
"A1, A2, A3, etc." Figures in online appendices (Electronic Supplementary Material)
should, however, be numbered separately.
58
Each figure should have a concise caption describing accurately what the figure
depicts. Include the captions in the text file of the manuscript, not in the figure file.
Figure captions begin with the term Fig. in bold type, followed by the figure number,
also in bold type.
No punctuation is to be included after the number, nor is any punctuation to be
placed at the end of the caption.
Identify all elements found in the figure in the figure caption; and use boxes, circles,
etc., as coordinate points in graphs.
Identify previously published material by giving the original source in the form of a
reference citation at the end of the figure caption.
Figure Placement and Size
Figures should be submitted separately from the text, if possible.
When preparing your figures, size figures to fit in the column width.
For most journals the figures should be 39 mm, 84 mm, 129 mm, or 174 mm wide and
not higher than 234 mm.
For books and book-sized journals, the figures should be 80 mm or 122 mm wide and
not higher than 198 mm.
Permissions
If you include figures that have already been published elsewhere, you must obtain permission
from the copyright owner(s) for both the print and online format. Please be aware that some
publishers do not grant electronic rights for free and that Springer will not be able to refund any
costs that may have occurred to receive these permissions. In such cases, material from other
sources should be used.
Accessibility
In order to give people of all abilities and disabilities access to the content of your figures, please
make sure that
All figures have descriptive captions (blind users could then use a text-to-speech
software or a text-to-Braille hardware)
Patterns are used instead of or in addition to colors for conveying information
(colorblind users would then be able to distinguish the visual elements)
Any figure lettering has a contrast ratio of at least 4.5:1
ELECTRONIC SUPPLEMENTARY MATERIAL
Springer accepts electronic multimedia files (animations, movies, audio, etc.) and other
supplementary files to be published online along with an article or a book chapter. T his feature
can add dimension to the author's article, as certain information cannot be printed or is more
convenient in electronic form.
Submission
Supply all supplementary material in standard file formats.
Please include in each file the following information: article title, journal name, author
names; affiliation and e-mail address of the corresponding author.
To accommodate user downloads, please keep in mind that larger-sized files may
require very long download times and that some users may experience other
problems during downloading.
Audio, Video, and Animations
Resolution: 16:9 or 4:3
59
Minimum video duration: 1 sec
Supported file formats: avi, wmv, mp4, mov, m2p, mp2, mpg, mpeg, flv, mxf, mts, m4v,
3gp
Text and Presentations
Submit your material in PDF format; .doc or .ppt files are not suitable for long-term
viability.
A collection of figures may also be combined in a PDF file.
Spreadsheets
Spreadsheets should be converted to PDF if no interaction with the data is intended.
If the readers should be encouraged to make their own calculations, spreadsheets
should be submitted as .xls files (MS Excel).
Specialized Formats
Specialized format such as .pdb (chemical), .wrl (VRML), .nb (Mathematica
notebook), and .tex can also be supplied.
Collecting Multiple Files
It is possible to collect multiple files in a .zip or .gz file.
Numbering
If supplying any supplementary material, the text must make specific mention of the
material as a citation, similar to that of figures and tables.
Refer to the supplementary files as “Online Resource”, e.g., "... as shown in the
animation (Online Resource 3)", “ ... additional data are given in Online Resource 4” .
Name the files consecutively, e.g. “ ESM_3.mpg” , “ ESM_4.pdf” .
Captions
For each supplementary material, please supply a concise caption describing the
content of the file.
Processing of supplementary files
Electronic supplementary material will be published as received from the author
without any conversion, editing, or reformatting.
Accessibility
In order to give people of all abilities and disabilities access to the content of your supplementary
files, please make sure that
The manuscript contains a descriptive caption for each supplementary material
Video files do not contain anything that flashes more than three times per second (so
that users prone to seizures caused by such effects are not put at risk)
INTEGRITY OF RESEARCH AND REPORTING
Ethical standards
Manuscripts submitted for publication must contain a statement to the effect that all human and
animal studies have been approved by the appropriate ethics committee and have therefore
been performed in accordance with the ethical standards laid down in the 1964 Declaration of
Helsinki and its later amendments.
60
their inclusion in the study. Details that might disclose the identity of the subjects under study
should be omitted.
These statements should be added in a separate section before the reference list. If these
statements are not applicable, authors should state: The manuscript does not contain clinical
studies or patient data.
The editors reserve the right to reject manuscripts that do not comply with the above-mentioned
requirements. The author will be held responsible for false statements or failure to fulfill the
above-mentioned requirements
Conflict of interest
All benefits in any form from a commercial party related directly or indirectly to the subject of this
manuscript or any of the authors must be acknowledged. For each source of funds, both the
research funder and the grant number should be given. This note should be added in a separate
section before the reference list.
If no conflict exists, authors should state: The authors declare that they have no conflict of
interest.
ETHICAL RESPONSIBILITIES OF AUTHORS
This journal is committed to upholding the integrity of the scientific record. As a member of the
Committee on Publication Ethics (COPE) the journal will follow the COPE guidelines on how to
deal with potential acts of misconduct.
Authors should refrain from misrepresenting research results which could damage the trust in
the journal, the professionalism of scientific authorship, and ultimately the entire scientific
endeavour. Maintaining integrity of the research and its presentation can be achieved by
following the rules of good scientific practice, which include:
The manuscript has not been submitted to more than one journal for simultaneous
consideration.
The manuscript has not been published previously (partly or in full), unless the new
work concerns an expansion of previous work (please provide transparency on the
re-use of material to avoid the hint of text-recycling (“self-plagiarism”)).
A single study is not split up into several parts to increase the quantity of
submissions and submitted to various journals or to one journal over time (e.g.
“ salami-publishing” ).
No data have been fabricated or manipulated (including images) to support your
conclusions
No data, text, or theories by others are presented as if they were the author’s own
(“plagiarism” ). Proper acknowledgements to other works must be given (this includes
material that is closely copied (near verbatim), summarized and/or paraphrased),
quotation marks are used for verbatim copying of material, and permissions are
secured for material that is copyrighted.
Important note: the journal may use software to screen for plagiarism.
Consent to submit has been received explicitly from all co-authors, as well as from
the responsible authorities - tacitly or explicitly - at the institute/organization where
the work has been carried out, before the work is submitted.
Authors whose names appear on the submission have contributed sufficiently to the
scientific work and therefore share collective responsibility and accountability for the
results.
In addition:
Changes of authorship or in the order of authors are not accepted after acceptance
of a manuscript.
61
publication is a serious matter and may be considered when justifiably warranted.
Justification for changes in authorship must be compelling and may be considered
only after receipt of written approval from all authors and a convincing, detailed
explanation about the role/deletion of the new/deleted author. In case of changes at
revision stage, a letter must accompany the revised manuscript. In case of changes
after acceptance or publication, the request and documentation must be sent via the
Publisher to the Editor-in-Chief. In all cases, further documentation may be required
to support your request. The decision on accepting the change rests with the Editor-
in-Chief of the journal and may be turned down. Therefore authors are strongly
advised to ensure the correct author group, corresponding author, and order of
authors at submission.
Upon request authors should be prepared to send relevant documentation or data in
order to verify the validity of the results. This could be in the form of raw data,
samples, records, etc.
If there is a suspicion of misconduct, the journal will carry out an investigation following the
COPE guidelines. If, after investigation, the allegation seems to raise valid concerns, the
accused author will be contacted and given an opportunity to address the issue. If misconduct
has been established beyond reasonable doubt, this may result in the Editor-in-Chief’s
implementation of the following measures, including, but not limited to:
If the article is still under consideration, it may be rejected and returned to the author.
If the article has already been published online, depending on the nature and
severity of the infraction, either an erratum will be placed with the article or in severe
cases complete retraction of the article will occur. The reason must be given in the
published erratum or retraction note.
The author’s institution may be informed.
COMPLIANCE WITH ETHICAL STANDARDS
To ensure objectivity and transparency in research and to ensure that accepted principles of
ethical and professional conduct have been followed, authors should include information
regarding sources of funding, potential conflicts of interest (financial or non-financial), informed
consent if the research involved human participants, and a statement on welfare of animals if the
research involved animals.
Authors should include the following statements (if applicable) in a separate section entitled
“ Compliance with Ethical Standards” when submitting a paper:
Disclosure of potential conflicts of interest
Research involving Human Participants and/or Animals
Informed consent
Please note that standards could vary slightly per journal dependent on their peer review
policies (i.e. single or double blind peer review) as well as per journal subject discipline. Before
submitting your article check the instructions following this section carefully.
The corresponding author should be prepared to collect documentation of compliance with
ethical standards and send if requested during peer review or after publication.
The Editors reserve the right to reject manuscripts that do not comply with the above-mentioned
guidelines. The author will be held responsible for false statements or failure to fulfill the above-
mentioned guidelines.
DISCLOSURE OF POTENTIAL CONFLICTS OF INTEREST
Authors must disclose all relationships or interests that could have direct or potential influence or
impart bias on the work. Although an author may not feel there is any conflict, disclosure of
relationships and interests provides a more complete and transparent process, leading to an
accurate and objective assessment of the work. Awareness of a real or perceived conflicts of
interest is a perspective to which the readers are entitled. This is not meant to imply that a
62
financial relationship with an organization that sponsored the research or compensation received
for consultancy work is inappropriate. Examples of potential conflicts of interests that are
directly or indirectly related to the research may include but are not limited to the following:
Research grants from funding agencies (please give the research funder and the
grant number)
Honoraria for speaking at symposia
Financial support for attending symposia
Financial support for educational programs
Employment or consultation
Support from a project sponsor
Position on advisory board or board of directors or other type of management
relationships
Multiple affiliations
Financial relationships, for example equity ownership or investment interest
Intellectual property rights (e.g. patents, copyrights and royalties from such rights)
Holdings of spouse and/or children that may have financial interest in the work
In addition, interests that go beyond financial interests and compensation (non-financial
interests) that may be important to readers should be disclosed. These may include but are not
limited to personal relationships or competing interests directly or indirectly tied to this research,
or professional interests or personal beliefs that may influence your research.
The corresponding author collects the conflict of interest disclosure forms from all authors. In
author collaborations where formal agreements for representation allow it, it is sufficient for the
corresponding author to sign the disclosure form on behalf of all authors. Examples of forms can
be found
here:
The corresponding author will include a summary statement in the text of the manuscript in a
separate section before the reference list, that reflects what is recorded in the potential conflict
of interest disclosure form(s).
See below examples of disclosures:
Funding: This study was funded by X (grant number X).
Conflict of Interest: Author A has received research grants from Company A. Author B has
received a speaker honorarium from Company X and owns stock in Company Y. Author C is a
member of committee Z.
If no conflict exists, the authors should state:
Conflict of Interest: The authors declare that they have no conflict of interest.
RESEARCH INVOLVING HUMAN PARTICIPANTS AND/OR ANIMALS
1) Statement of human rights
When reporting studies that involve human participants, authors should include a statement that
the studies have been approved by the appropriate institutional and/or national research ethics
committee and have been performed in accordance with the ethical standards as laid down in
the 1964 Declaration of Helsinki and its later amendments or comparable ethical standards.
If doubt exists whether the research was conducted in accordance with the 1964 Helsinki
Declaration or comparable standards, the authors must explain the reasons for their approach,
and demonstrate that the independent ethics committee or institutional review board explicitly
approved the doubtful aspects of the study.
The following statements should be included in the text before the References section:
63
Ethical approval: “ All procedures performed in studies involving human participants were in
accordance with the ethical standards of the institutional and/or national research committee and
with the 1964 Helsinki declaration and its later amendments or comparable ethical standards.”
For retrospective studies, please add the following sentence:
“ For this type of study formal consent is not required.”
2) Statement on the welfare of animals
The welfare of animals used for research must be respected. When reporting experiments on
animals, authors should indicate whether the international, national, and/or institutional
guidelines for the care and use of animals have been followed, and that the studies have been
approved by a research ethics committee at the institution or practice at which the studies were
conducted (where such a committee exists).
For studies with animals, the following statement should be included in the text before the
References section:
Ethical approval: “ All applicable international, national, and/or institutional guidelines for the
care and use of animals were followed.”
If applicable (where such a committee exists): “All procedures performed in studies involving
animals were in accordance with the ethical standards of the institution or practice at which the
studies were conducted.”
If articles do not contain studies with human participants or animals by any of the authors,
please select one of the following statements:
“ This article does not contain any studies with human participants performed by any of the
authors.”
“ This article does not contain any studies with animals performed by any of the authors.”
“ This article does not contain any studies with human participants or animals performed by any
of the authors.”
INFORMED CONSENT
All individuals have individual rights that are not to be infringed. Individual participants in studies
have, for example, the right to decide what happens to the (identifiable) personal data gathered,
to what they have said during a study or an interview, as well as to any photograph that was
taken. Hence it is important that all participants gave their informed consent in writing prior to
inclusion in the study. Identifying details (names, dates of birth, identity numbers and other
information) of the participants that were studied should not be published in written descriptions,
photographs, and genetic profiles unless the information is essential for scientific purposes and
the participant (or parent or guardian if the participant is incapable) gave written informed
consent for publication. Complete anonymity is difficult to achieve in some cases, and informed
consent should be obtained if there is any doubt. For example, masking the eye region in
photographs of participants is inadequate protection of anonymity. If identifying characteristics
are altered to protect anonymity, such as in genetic profiles, authors should provide assurance
that alterations do not distort scientific meaning.
The following statement should be included:
Informed consent: “ Informed consent was obtained from all individual participants included in
the study.”
If identifying information about participants is available in the article, the following statement
should be included:
“ Additional informed consent was obtained from all individual participants for whom identifying
information is included in this article.”
AFTER ACCEPTANCE
64
Upon acceptance of your article you will receive a link to the special Author Query Application at
Springer’s web page where you can sign the Copyright Transfer Statement online and indicate
whether you wish to order OpenChoice and offprints.
Once the Author Query Application has been completed, your article will be processed and you
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access to that article is granted to customers who have purchased a subscription), Springer now
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receives all the benefits of a regular subscription-based article, but in addition is made available
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Springer Open Choice
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and dissemination of information under copyright laws.
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author. In opting for open access, the author(s) agree to publish the article under the Creative
Commons Attribution License..
Offprints
Offprints can be ordered by the corresponding author.
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Publication of color illustrations is free of charge.
Proof reading
The purpose of the proof is to check for typesetting or conversion errors and the completeness
and accuracy of the text, tables and figures. Substantial changes in content, e.g., new results,
corrected values, title and authorship, are not allowed without the approval of the Editor.
After online publication, further changes can only be made in the form of an Erratum, which will
be hyperlinked to the article.
Online First
The article will be published online after receipt of the corrected proofs. This is the official first
publication citable with the DOI. After release of the printed version, the paper can also be cited
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UNIVERSIDADE NORTE DO PARANÁ - UNOPAR
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PARECER CONSUBSTANCIADO DO CEP
DADOS DO PROJETO DE PESQUISA
Título da Pesquisa: Influência dos meios fisicos em cultura celular.
Pesquisador: Rodrigo Franco de Oliveira
Área Temática:
Versão: 1
CAAE: 21458013.4.0000.0108
Instituição Proponente: Universidade Norte do Paraná - UNOPAR
Patrocinador Principal: Universidade Norte do Paraná - UNOPAR
DADOS DO PARECER
Número do Parecer: 462.478
Data da Relatoria: 30/09/2013
Apresentação do Projeto:
Estudos in vitro e in vivo têm demonstrado que a Terapia Laser de Baixa Potência e Ultrassom Pulsado de
Baixa Intensidade exercem uma influência significativa sobre função celular e expressão gênica dos genes
do colágeno e receptor de crescimento endotelial vascular. A proposta do projeto é comparar a expressão
gênica, juntamente com a viabilidade celular, sob ação do laser e do ultrassom em cultura celular
fibroblástica. As culturas fibroblásticas humanas serão submetidas à irradiação laser de baixa potência e
ultrassom pulsado de baixa intensidade. As análises serão realizadas através de
microscopia óptica, MTT método 3 - (4,5-dimethylthiazol-2-il) -2,5 diphenyl tetrazolium bromide, avaliação da
expressão gênica do colágeno e neovascularização por meio da qRT-PCR, 24 horas após cada irradiação,
respeitando os tempos de incubação de 24, 48 e 72 horas. Será observada a morfologia celular juntamente
com suas organelas e atividade celular correspondente a cada tempo de irradiação. Os resultados desse
projeto nortearão para o incremento do processo de estimulação e proliferação de células fibroblásticas a
partir da terapia laser e irradiação ultra-sônica, correlacionando com o processo de cicatrização,
neovascularização e reparo. através de um modelo simples e informativo sob os aspectos significativos do
uso da terapia física no sistema in vivo.
Endereço: Av. Paris 675
Bairro:
UF: PR
Jardim Piza Município:
LONDRINA
CEP: 86.041-140
Telefone: (43)3371-7834 E-mail: [email protected]
UNIVERSIDADE NORTE DO PARANÁ - UNOPAR
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Continuação do Parecer: 462.478
Objetivo da Pesquisa:
Analisar a influência da irradiação ultra-sônica de baixa intensidade, da terapia laser de baixa potência em
cultura celular fibroblástica.
Avaliação dos Riscos e Benefícios:
Riscos: não se aplica uma vez que será utilizado sistema in vitro.
Benefícios: mediante a aplicação dos recursos físicos, torna-se necessário conhecer os seus efeitos quando
aplicados aos diversos tecidos, bem como definir uma dosimetria adequada para gerar efeitos benéficos ao
tecido.
Comentários e Considerações sobre a Pesquisa:
A pesquisa é relevante ao propor a análise in vitro de recursos utilizados para estimular a reparação celular
in vivo.
Considerações sobre os Termos de apresentação obrigatória:
A autorização institucional está adequada.
O projeto propõe uma pesquisa in vitro, não havendo sujeitos envolvidos, sendo dispensado o TCLE.
Recomendações:
Sem recomendações adicionais.
Conclusões ou Pendências e Lista de Inadequações:
Sem pendências.
Situação do Parecer:
Aprovado
Necessita Apreciação da CONEP:
Não
Considerações Finais a critério do CEP:
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