Evaluation of vascular endothelial growth factor (VEGF) in interradicular bone marrow in olpadronate treated animals

Pujadas Bigi, María M.

Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a protein that increases vascular permeability and induces the proliferation, migration and survival of endothelial cells. Bisphosphonates (BPs) are antiresorptive drugs that are widely used in the treatment of bone metabolism diseases and bone metastases. Since 2003, cases of bisphosphonate-related osteonecrosis of the jaw (BRONJ) have been reported. Few papers explain the mechanisms that induce BRONJ; some authors mention alterations in bone remodelling and a certain antiangiogenic effect of BPs. The aim of this study is to evaluate the expression of VEGF in bone marrow cells and the number of blood vessels and area occupied by them in animals treated with the BP sodium olpadronate (OPD). We used 16 Wistar rats, 60 days old, divided into two groups, experimental (OPD) and control. The OPD group received 0.3 mg/kg/week intraperitoneal OPD for 5 weeks. The control group received an equivalent intraperitoneal volume of physiological saline solution. After euthanasia, hemimandibles were processed and mesio-distal histological sections of the first molar were prepared. Sections were stained with hematoxylin-eosin (HE), immunohistochemical detection of VEGF was performed (sc- 7269) and the following histomorphometric parameters were evaluated: In HE-stained sections - number of blood vessels per sq. mm. and percentage (%) of area occupied by blood vessels in relation to total area evaluated; in sections with immunohistochemical detection of VEGF – number of VEGF+ bone marrow cells per sq. mm. Data underwent statistical analysis. Number of blood vessels/mm2 was significantly lower in the OPD group (OPD: 92 ± 16; Control: 140 ± 31; p<0.05) and % vascular area/ total area evaluated showed no significant difference (OPD: 15.6 ± 6.1; Control: 10.2 ± 4.2). Number of VEGF+ cells/mm2 was lower in the OPD group than in the control group, with statistically significant differences (OPD: 7804.8 ± 597; Control: 13187.6 ± 894; p<0.001). The results of this study suggest that monosodium olpadronate has an antiangiogenic effect. Further studies are needed to reveal its potential as an antitumor agent and its connection with the onset of BRONJ.

El factor de crecimiento vascular (VEGF) es una proteina que incrementa la permeabilidad vascular, induce la proliferacion, migracion y supervivencia de las celulas endoteliales. Los bifosfonatos (BFs) son drogas antirresortivas ampliamente utilizadas en el tratamiento de enfermedades que alteran el metabolismo oseo y de metastasis oseas. Desde el 2003 se han reportado casos de osteonecrosis de maxilar asociada al uso de BFs (ONAB). Escasas publicaciones explican los mecanismos que inducen la ONAB, algunos autores mencionan las alteraciones en la remodelacion osea y un cierto efecto antiangiogenico de los BFs. El objetivo del presente trabajo es evaluar la expresion de VEGF en celulas de la medula osea y el numero y el area ocupada por vasos sanguineos en animales tratados con el BF olpadronato monosodico (OPD). Se utilizaron 16 ratas Wistar de 60 dias divididas en dos grupos, experimental (OPD) y control. El grupo OPD, recibio 0,3 mg/kg/sem de OPD via IP, durante 5 semanas. El grupo control, recibio un volumen equivalente via IP de solucion fisiologica. Luego de practicada la eutanasia se obtuvieron las hemimandibulas y se procesaron para obtener cortes histologicos mesio-distales del primer molar. Se realizo la coloracion hematoxilina-eosina (HE) y la deteccion inmunohistoquimica de VEGF (sc-7269) y se evaluaron los siguientes parametros histomorfometricos: En cortes con H&E: Numero de vasos sanguineos por mm2 y porcentaje (%) de area ocupada por los vasos sanguineos en relacion al area total evaluada; en cortes con la deteccion inmunohistoquimica de VEGF: Numero de celulas medulares VEGF+ por mm2. Los datos fueron estadisticamente analizados. El N° vasos sanguineos/mm2 fue significativamente menor en el grupo OPD (OPD: 92 ± 16; control: 140 ± 31; p<0,05) y el % area vascular/area total evaluada no mostro diferencias significativas (OPD: 15,6 ± 6.1; Control: 10.2 ± 4.2). El N° de celulas VEGF+/mm2 en el grupo OPD fue menor que en el grupo control con diferencias estadisticamente significativas (OPD: 7804,8 ± 597; Control: 13187,6 ± 894; p<0,001). Los resultados de este estudio sugieren que el olpadronato monosodico tiene un efecto antiangiogenico. Futuros estudios revelaran su potencial como agente antitumoral asi como tambien su relacion con la aparicion de ONAB.