Efficacy of Stanozolol on bone regeneration: in vitro and in vivo study

Abstract

La ricerca di nuove strategie per la rigenerazione ossea rappresenta un focus di interesse centrale per migliorare la gestione di casi clinici complessi nell’ambito della chirurgia orale e maxillo-facciale. Uno degli approcci più utilizzati in tale contesto si basa sull’utilizzo di molecole con proprietà osteoinduttive e molte sostanze sono state fino ad oggi sperimentate. E’ noto in letteratura che gli androgeni svolgono un ruolo chiave nella regolazione della morfogenesi ossea e nel mantenimento della sua omeostasi durante il corso della vita. Questo lavoro di tesi nasce dall’ipotesi che la somministrazione locale di tali ormoni, eventualmente combinata a materiali da innesto, possa favorire la guarigione di difetti ossei. Stando a questa premessa, sono stati valutati gli effetti dello steroide sintetico Stanozololo sulla rigenerazione ossea in diversi settings sperimentali. La tesi è strutturata secondo un percorso che segue le fasi della ricerca, attraverso sperimentazioni in vitro e in vivo; ogni capitolo può essere approcciato come uno studio a sé stante, corrispondente ad una determinata tappa dell’iter sperimentale. Sulla base di questi intenti, viene fornito inizialmente un quadro d’insieme circa gli effetti degli androgeni sull’osso. A seguire, è presentata una sperimentazione in vitro nella linea cellulare SaOS-2. Infine, è proposta un’innovativa metodologia di analisi per lo studio della rigenerazione ossea nel modello di ratto, ove viene testata la somministrazione locale di Stanozololo combinato a materiale da innesto.

The study of new strategies for bone regeneration represents the main goal to improve the management of demanding clinical situations in oral and maxillofacial surgery. In such a context, the combination of osteoinductive molecules with grafting biomaterials is a field of growing interest and many agents have been tested so far. It is widely known that sex steroid hormones play a significant role in regulating morphogenesis and in maintaining homeostasis of bone throughout life. This thesis work arises from the hypothesis local androgen administration, possibly in combination with grafting materials, may favor the healing of bone defects. Following this idea, the effects of the synthetic androgen Stanozolol on bone regeneration have been evaluated in different experimental settings. The present work is structured along a pathway which goes from in vitro to in vivo investigations; each chapter can be approached as an independent study, which corresponds to a distinct experimental phase. Based on this idea, an overview about androgen effects on bone, is initially provided. Then, and the subsequent in vitro investigation SaOS-2 cell line is described. Lastly, an innovative analysis methodology to study bone regeneration in a rat- model is proposed and local Stanozolol administration combined to a grafting biomaterial is tested in bone defects.