Direct inhibitory effect of caffeine on viability, synthesis activity and gene expression in cultures of chondrocytes extracted from the articular cartilage of rats

English. ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the effect of concentrations of caffeine on the viability, synthesis activity and gene expression in cultures of chondrocytes. Extracted articular cartilage from the femurs and tibias of 15 Wistar rats at three days old to isolate chondrocytes. Chondrocytes were cultured in chondrogenic medium (control) or supplemented with caffeine (0.5, 1.0, 2.0mM). Cell viability, alkaline phosphatase activity and collagen synthesis were assessed using colorimetric assays at 7, 14, 21 days. The chondrocyte cultures of all groups grown under coverslips were stained with hematoxylin-eosin to determine the percentage of cells/field and with PAS, safranin O, alcian blue to determine the percentage of matrix chondrogenic/field at 21 days. The expressions of gene transcripts for aggrecan, collagen-II, Sox-9, Runx-2 and alkaline phosphatase were also evaluated by RT-PCR at 21 days. The means were compared using Student-Newman-Keuls. Caffeine significantly reduced the conversion of MTT to formazan, percentage of cells/field, collagen synthesis, alkaline phosphatase activity, synthesis of PAS+, safranin O+ and alcian blue+ chondrogenic matrix, and the expression of aggrecan, Sox-9 and II collagen. It is concluded that caffeine at concentrations of 0.5, 1.0, 2.0mM has a direct inhibitory effect on chondrogenesis in cultures of chondrocytes from rats.

Portuguese. RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito direto de concentrações de cafeína sobre a viabilidade, atividade de síntese e expressão gênica em culturas de condrócitos de ratos. As cartilagens dos fêmures e tíbias de 15 ratos Wistar com três dias foram extraídas para isolamento de condrócitos. Os condrócitos foram cultivados em meio condrogênico (controle) ou em meio acrescido de diferentes concentrações de cafeína (0,5, 1,0, 2,0mM). Foram avaliadas a viabilidade celular, a atividade da fosfatase alcalina e a síntese de colágeno por ensaios colorimétricos aos sete, 14 e 21 dias. Condrócitos cultivados sob lamínulas foram corados pela hematoxilina e eosina, para se determinar a porcentagem de células/campo, e pelo PAS, safranina O, alcian Blue, para se determinar a porcentagem de matriz condrogênica/campo aos 21 dias. Foi avaliada a expressão de transcriptos gênicos para Sox-9, Runx-2, agrecano, colágeno-II e fosfatase alcalina por qRT-PCR, aos 21 dias. As médias foram comparadas pelo Student-Newman-Keuls. A cafeína reduziu significativamente o MTT em cristais de formazan, a porcentagem de células/campo, a síntese de colágeno, a atividade da fosfatase alcalina e a síntese de matriz condrogênica PAS+, safranina O+, alcian blue+ e expressão de Sox-9 e colágeno-II. Conclui-se que a cafeína, nas concentrações de 0,5, 1,0, 2,0mM, apresenta efeito inibidor direto sobre a condrogênese em culturas de condrócitos de ratos.