We established a proof-of-concept model system for the biological healing of periapical lesions using stem cell spheroids. Mesenchymal stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) were cultured in a 2D monolayer and then as 3D multicellular spheroids. An image of a periapical lesion of an upper lateral incisor tooth was obtained by computed tomography and was used as a model for photopolymer resin 3D printing to generate a negative frame of the lesion. The negative model served to prepare a positive model of the periapical lesion cavity in an agarose gel. SHED that were cultured in monolayers or as spheroids were seeded in the positive lesion mold before or after osteoblastic differentiation. The results showed that compared to cells cultured in monolayers, spheroids exhibited uniform cellularity and a greater viability within the lesion cavity, which was accompanied by a temporal reduction in the expression of CD13, CD29, CD44, CD73, and CD90 mRNAs that are typically expressed by stem cells. Concomitantly, the expression of markers that characterize osteoblastic differentiation (RUNX2, ALP, and BGLAP) increased. These results provide a new perspective for regenerative endodontics with the use of SHED-derived spheroids to repair periapical lesions.
Estabelecemos um modelo de prova de conceito para o tratamento biológico de lesões periapicais utilizando esferoides de células-tronco. Uma linhagem de células- tronco mesenquimais isoladas da polpa dentária de dentes decíduos (células SHED) foi cultivada em monocamada 2D e posteriormente em esferoides multicelulares em 3D. Uma imagem de uma lesão periapical de um incisivo lateral superior foi obtida por tomografia micro computadorizada, a qual foi usada como modelo para impressão 3D de resina fotopolimérica, gerando um molde negativo da lesão. O modelo negativo foi utilizado para preparar um modelo positivo da cavidade da lesão periapical em gel de agarose. Células SHED cultivadas em monocamadas ou como esferoides foram semeadas no molde positivo da lesão antes ou após a diferenciação osteoblástica. Os resultados mostraram que, em comparação com células cultivadas em monocamadas, os esferoides apresentaram celularidade uniforme e maior viabilidade dentro da cavidade da lesão, acompanhada de redução temporal na expressão de RNAs mensageiros tipicamente expressos por células-tronco (CD13, CD29, CD44, CD73 e CD90). Concomitantemente, houve um aumento na expressão de marcadores proteicos que caracterizam a diferenciação osteoblástica (RUNX2, ALP e BGLAP). Esses resultados proporcionam uma nova perspectiva para a endodontia regenerativa com o uso de esferoides preparados com células SHED para reparar lesões periapicais.