Light-Based Therapies for Metabolic Modulation of Mesenchymal Stem Cells in Regenerative Dentistry.

چکیده اصلی

Periodontal diseases and temporomandibular disorders are characterized by chronic inflammation and progressive destruction of supporting tissues, leading to functional and aesthetic impairments. In this context, regenerative dentistry has increasingly focused on minimally invasive strategies capable of restoring tissue structure and function. Mesenchymal stem cells (MSCs) have emerged as central elements of regenerative approaches due to their multilineage differentiation potential, immunomodulatory properties, and paracrine activity. Concurrently, low-level laser therapy (LLLT), also known as photobiomodulation (PBM), has gained relevance as a non-invasive modality capable of modulating cellular behavior, inflammation, and tissue repair. This scoping review synthesizes current evidence on the combined application of MSCs and light-based therapies, emphasizing how laser-mediated metabolic modulation influences MSC fate and regenerative outcomes. Overall, the findings demonstrate that PBM enhances MSC proliferation, viability, migration, and lineage-specific differentiation, osteogenic, chondrogenic, angiogenic, and adipogenic, in a wavelength-, energy-, and dose-dependent manner. Emerging evidence indicates that the mitochondrial function represents a critical mechanistic link between laser irradiation and MSC responses. Photobiomodulation modulates mitochondrial bioenergetics primarily through activation of cytochrome c oxidase, resulting in increased ATP production, controlled reactive oxygen species signaling, and regulation of key transcription factors such as RUNX2, Sox9, and PPARγ. These mitochondrial-mediated effects act as metabolic checkpoints that integrate microenvironmental cues with lineage commitment and tissue-specific regeneration. Collectively, the data support the concept that precise modulation of mitochondrial activity by PBM optimizes the regenerative potential of MSCs. A deeper understanding of the interplay between laser strategies and parameters, mitochondrial metabolism, MSC source, and the cellular microenvironment is essential for the development of safe, effective, and reproducible regenerative protocols in dentistry and regenerative medicine.

ترجمه فارسی چکیده

بیماری‌های پریودنتال و اختلالات مفصل فک و جمجمه با التهاب مزمن و تخریب تدریجی بافت‌های حمایتی مشخص می‌شوند که منجر به اختلالات عملکردی و زیبایی می‌شوند. در این زمینه، دندان‌پزشکی بازسازی‌گر به تدریج بر روی استراتژی‌های کم‌تهاجمی تمرکز کرده است که قادر به بازگرداندن ساختار و عملکرد بافت هستند. سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSC) به عنوان عناصر مرکزی رویکردهای بازسازی‌گر ظهور کرده‌اند به دلیل پتانسیل تفاوت‌دهی چندخطی، خواص ایمن‌ساز و فعالیت پاراکرین خود. همزمان، درمان لیزر سطح پایین (LLLT)، که همچنین به عنوان بیوفیدبومودولاسیون (PBM) شناخته می‌شود، به عنوان یک روش غیرتهاجمی که می‌تواند رفتار سلولی، التهاب و ترمیم بافت را تنظیم کند، اهمیت یافته است. این مرور جامع شواهد فعلی در مورد کاربرد مشترک MSC و درمان‌های مبتنی بر نور را با تأکید بر اینکه چگونه تنظیم متابولیسم mediated by laser بر سرنوشت MSC و نتایج بازسازی تأثیر می‌گذارد، خلاصه می‌کند. در مجموع، یافته‌ها نشان می‌دهند که PBM تکثیر، زنده‌مانی، مهاجرت و تفاوت‌دهی خاص خط سلولی، از جمله استئوژنیک، کوندروژنیک، آنژیوژنیک و آدیپوژنیک، در MSC را در یک وابستگی به طول موج، انرژی و دوز افزایش می‌دهد. شواهد در حال ظهور نشان می‌دهد که عملکرد میتوکندری یک پیوند مکانیکی حیاتی بین تابش لیزر و پاسخ‌های MSC است. بیوفیدبومودولاسیون متابولیسم بیوانرژی میتوکندری را از طریق فعال‌سازی سیتوکروم c اکسیداز تنظیم می‌کند که منجر به تولید ATP بیشتر، سیگنال‌دهی کنترل‌شده رادیکال‌های اکسیژن واکنش‌پذیر و تنظیم عوامل ترنسکریپت کلیدی مانند RUNX2، Sox9 و PPARγ می‌شود. این اثرات mediated by میتوکندری به عنوان چک‌پوینت‌های متابولیکی عمل می‌کنند که سیگنال‌های محیط میکرو را با تعهد خط سلولی و بازسازی خاص بافت ادغام می‌کنند. در مجموع، داده‌ها مفهوم را پشتیبانی می‌کنند که تنظیم دقیق فعالیت میتوکندری توسط PBM پتانسیل بازسازی MSC را بهینه می‌کند. درک عمیق‌تر تعامل بین استراتژی‌ها و پارامترهای لیزر، متابولیسم میتوکندری، منبع MSC و محیط سلولی برای توسعه پروتکل‌های بازسازی ایمن، مؤثر و قابل تکرار در دندان‌پزشکی و پزشکی بازسازی ضروری است.

متن کامل اصلی