Efecto de la capsaicina sobre la
proliferación y ciclo celular de
fibroblastos pulpares humanos

1Gloria Cristina Moreno DDS, M.Sc.
1 Javier Caviedes DDS, M.Sc.
2John Mario González M.D., Ph.D.

Primer Puesto Premio "Rafael Torres Pinzón"
a la Investigación Odontológica.
XXII Congreso FOC. Cartagena, agosto 16 de 2002

1 Departamento del Sistema Dentario. Facultad de Odontología. Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
2 Departamento de Microbiología y Grupo de Inmunobiología, Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
Corresponding Author: John Mario González M.D., Ph.D.
Departament of Microbiology, School of Science, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia. Carrera 7 No. 43-82. Bogotá, Colombia. e-mail: jmgonzal@javeriana.edu.co Fax: 57 1 2850503 Phone: 57 1 3208320 Ext 4085.

Resumen

La capsaicina es un vanilloide natural que controla la inflamación neurogénica disminuyendo los neuropéptidos en la sinapsis neuronal. Nosotros determinamos el efecto de la capsaicina sobre la proliferación y el ciclo celular de fibroblastos pulpares humanos en cultivo (FPH). La dosis con la que se obtuvo el más alto porcentaje de células en proceso de división celular fue la capsaicina 10-16 M a las 24 y 96 horas. Sin embargo, con esta dosis también se observó una ruptura de la monocapa y una disminución significativa en el conteo de células, especialmente a las 24 horas. Estos mismos cambios, aunque en menor proporción, también fueron observados con capsaicina 10-8M.

Con relación al tiempo, hubo un aumento significativo en el número de células en fase S, a las 24 y 72 horas. Estos efectos sobre el receptor para vanilloides (VR1) dependientes del tiempo han sido descritos anteriormente en neuronas tratadas con capsaicina y se ha denominado taquifilaxis.

Palabras clave: ciclo celular, capsaicina, fibroblastos pulpares humanos.

Abstract

Capsaicin is a natural vainilloid that controls neurogenic inflammation decreasing neuropeptides at the neuronal synapsis. We assessed the effect of capsaicin on proliferation and the cell cycle of cultured human pulp fibroblasts (HPF). The higher percentage of cells under division was found with capsaicin 10-16 M at 24 and 96 hours. Nevertheless, it was also observed a disruption of the monolayer and a significant decrease in HPF counts, specially at 24 hours. These two changes but at low level were also observed with capsaicin 10-4 M and 10-8 M.

There was a progressive increase in cell number at 48 and 72 hours and the values remained stable at 96 hours with all the concentrations of capsaicin used. Equally, there was a significant increase of cells at phase S at 24 and 72 hours. These effects over the vainilloid receptor (VR) at different time have been described in neurons treated with capsaicin and it is denominated tachyphylaxis.

Key words: cell cycle, capsaicin, human pulp fibroblast.

Introducción

La respuesta inflamatoria del tejido pulpar es de origen neurogénico. La regulación del volumen en este tejido que se encuentra rodeado por paredes rígidas es difícil especialmente durante situaciones patológicas donde hay edema. Este tejido tiene un bajo nivel de adaptabilidad, de hecho, cuando la homeostasis se rompe, el tejido sufre procesos inflamatorios irreversibles o necrosis (1).

Una aproximación farmacológica para el control de la inflamación neurogénica pulpar, incluye el disminuir la liberación de neuropéptidos como la Sustancia P (SP) y el Péptido Relacionado con el Gen de la Calcitonina (CGRP) entre otros. La SP y el CGRP son producidos y liberados principalmente por las fibras tipo C en respuesta a estímulos térmicos, microbianos, mecánicos y químicos. Estos neuropéptidos inducen la inflamación local y el dolor (2).

En los últimos años, se ha propuesto a la capsaicina (8 methyl-N-vanillyl-6-nonenamide), un alcaloide natural que se obtiene del ají o del pimiento y es considerado un agente farmacológico contra el dolor y la inflamación en enfermedades como la artritis reumatoidea y osteoartritis con éxito clínico (3).

La acción de la capsaicina depende de su capacidad para depletar rápidamente la SP y el CGRP de las terminaciones nerviosas y posteriormente se disminuye su producción. La primera acción (depletar) es la responsable de la sensación de quemazón cuando la capsaicina se aplica tópicamente. En estudios sobre modelos neuronales, la capsaicina produce una despolarización de la membrana celular causada por el ingreso masivo de Ca++, y otros iones como el Na+ y el K+. Cuando la estimulación con capsaicina se suspende, la fribra nerviosa recupera su función (3, 4). Pero cuando es aplicada directamente sobre troncos nerviosos (bloqueo axonal) induce daños irreversibles en los nervios, por esto su uso es principalmente tópico (3, 4).

Aunque existe poca evidencia de la presencia de receptores para la capsaicina en tipos celulares diferentes a las neuronas, muchos estudios han mostrado la acción directa de este vanilloide sobre sinoviocitos, fibroblastos y células tumorales. Dentro de las acciones reportadas están incluidas la apoptosis, diferenciación y proliferación celular, producción de colagenasa y prostaglandina E2 (5, 8, 9, 10).

Durante las etapas iniciales de la inflamación neurogénica pulpar, ante diferentes injurias que entre otras, incluye a los procesos cariosos y de tallado agresivo, en los cuales la dentina queda expuesta, es posible pensar que aprovechando su permeabilidad, la aplicación tópica de la capsaicina permitiría el control de la inflamación de la pulpa. Sin embargo, hasta el momento se desconoce el efecto de este fármaco sobre otros tipos de células que conforman el tejido pulpar.

El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la capsaicina sobre la proliferación y el ciclo celular de fibroblastos pulpares humanos en cultivo, para identificar algunos de los posibles efectos de su aplicación tópica sobre el principal componente celular del tejido pulpar, el fibroblasto, buscando la reparación del tejido inflamado.

Materiales y métodos

El Medio Modificado de Eagle (MEM), el Ac anti-vimentina humana (Isotipo IgM), el Ac anti-ratón IgM-FITC, la penicilina/estreptomicina y la capsaicina (8 methyl-N-vanillyl-6-nonenamide) fueron obtenidos de SIGMA (Saint Louis, MO). El Suero Fetal Bovino (SFB) y la Tripsina/EDTA fueron obtenidos de GIBCO BRL (Life Technologies, Grand Island NY). El Ac anti CD14 humano conjugado con PE y el CycleTEST TM PLUS DNA Kit fueron obtenidos de Becton Dickinson (San Jose, CA).

Cultivo y mantenimiento
de los FPH

La pulpa dental humana, fue obtenida de un donante, previo consentimiento informado. Se decidió usar cultivos originados de tejido de un solo donante, debido a la variabilidad descrita dependiendo del origen del tejido (11). Dos terceros molares fueron extraídos e inmediatamente colocados en el MEM suplementado con SFB al 10%, y antibióticos (medio completo). La pulpa fue cortada en pequeñas piezas y los explantes fueron colocados en frascos de cultivo de 25 cc y se esperaron 20 minutos para esperar que se adhirieran, para finalmente añadir 4 mL de medio completo. Los cultivos fueron incubados a 37 oC con 5% CO2 . El desprendimiento de las células, y los pases se logró usando tripsina al 0.25% y EDTA 1 mM. Todos los experimentos se hicieron con FPH en quinto pase.

Caracterización de los FPH

Los Fibroblastos Pulpares Humanos (FPH), fueron monitoreados usando microscopia de luz. Después del cuarto pase se caracterizaron usando un marcador citoplasmático (vimentina) y uno de superficie (CD14). Para la marcación citoplasmática, se utilizaron en total 1x105 células que se colocaron en un tubo de citometría para ser fijadas con PBS 1x pH 7.4 con paraformaldehído al 1%. Después se lavaron con PBS 1x , SFB al 1% , NaNO3 al 0.1%, las células fueron permeabilizadas con PBS 1x y saponina al 1%. Entonces se agregaron e incubaron en la oscuridad y por separado durante 30 minutos a temperatura ambiente, 10 ml de Ac anti-vimentina y 10 ml de una dilución 1/40 del Ac anti-ratón IgM FITC. Para el análisis del marcador de superficie se agregaron 5 ml del Ac anti-CD14 PE a 1x105 células y se incubó de la misma forma en que se describió anteriormente. Como control negativo para la vimentina, se usaron FPH permeabilizados e incubados con el anticuerpo secundario y para el CD14 se usó un control de isotipo conjugado con PE. Las células fueron lavadas y adquiridas en un FCAScalibur (Becton Dickinson, San Jose, CA) y analizadas usando el software Cell Quest.

Efectos de la capsaicina
sobre FPH

Para la proliferación y el análisis de ciclo celular se sembraron 2x104 FPH en placas de 24 pozos con 1.0 mL de medio completo. Las células fueron incubadas durante 3 ó 5 días a 37o C y 5% CO2. Las dosis utilizadas partieron de una solución de capsaicina 0.01 M diluida en etanol al 10%. Las diluciones finales se obtuvieron agregando medio completo hasta obtener concentraciones de 10-4 M, 10-8 M y 10-16 M, que a su vez corresponden a concentraciones finales de etanol al 0.1%, 0.05% y 0.025%, respectivamente. Como controles negativos se cultivaron células con medio completo sin capsaicina y medio completo con etanol al 0.1% . Todos los experimentos se hicieron por duplicado. Para recoger las células a las 24, 48, 72 y 96 horas, se agregaron 200 mL de Trypsina/EDTA a cada pozo y se incubaron por 5 minutos, la reacción de la enzima fue neutralizada con 1.0 mL de medio completo, finalmente las células fueron lavadas con PBS 1X y SFB al 1%. Los FPH fueron contados en cámara de Newbauer usando trypan azul. Las células, además fueron marcadas con yoduro de propidio (PI).