Efeitos diversos do colágeno tipo II na diferenciação osteogênica e adipogênica de células-tronco mesenquimatosas

O colágeno tipo II é conhecido por modular a condrogênese de células-tronco mesenquimatosas (CTMs). Neste estudo, CTMs de aspirados da medula óssea humana foram usados para investigar os efeitos moduladores do colágeno tipo II na diferenciação das CTMs durante os estágios iniciais de osteogênese e adipogênese. Com a indução osteogênica, as CTMs cultivadas em superfícies revestidas com colágeno tipo II mostraram um nível aumentado de deposição de cálcio com o aumento das expressões de mRNA de RUNX2, osteocalcina e fosfatase alcalina. Um peptídeo sintético de ligação a integrinas, que interage especificamente com o domínio I das integrinas α(1)β(1)/α(2)β(1), bloqueia significativamente o efeito de aumento da mineralização do colágeno tipo II. As CTMs aderidas em placas revestidas com colágeno tipo II exibiram morfologia celular expandida com aumento da área de espalhamento, e o pré-tratamento das células com anticorpo bloqueador de integrinas α(1)β(1) ou α(2)β(1) reduziu o efeito. Os níveis de fosforilação de FAK, ERK e JNK aumentaram significativamente nas CTMs que se aderiram nas placas revestidas com colágeno tipo II. Por outro lado, o efeito de aumento da mineralização do colágeno tipo II foi diminuído por inibidores de JNK e MEK. Além disso, o colágeno tipo II bloqueou a diferenciação adipogênica das CTMs, e esse efeito foi recuperado por inibidores de JNK e MEK. Em conclusão, o colágeno tipo II facilita a osteogênese e suprime a adipogênese durante a diferenciação inicial das CTMs. Esses efeitos são mediados pela ligação a integrinas e conduzidos através de cascatas de sinalização FAK-JNK e/ou FAK-ERK. Esses resultados inspiram uma nova estratégia envolvendo colágeno tipo II na engenharia de tecido ósseo.