Clarificarea mecanismelor celulare ale parodontitei cu un model animal îmbunătățit

Cercetătorii de la Universitatea Medicală și Stomatologică din Tokyo (TMDU) au dezvoltat o tehnică care le permite să analizeze în detaliu dezvoltarea parodontozei în timp.

Boala parodontala, reprezentata de parodontita, este cauza principala a pierderii dintilor si afecteaza aproape unul din cinci adulti din intreaga lume. În cele mai multe cazuri, această afecțiune apare ca urmare a unui răspuns inflamator la o infecție bacteriană a țesuturilor din jurul dinților.

Pe măsură ce starea se înrăutățește, gingiile încep să se retragă, expunând rădăcinile dinților și ale oaselor. În special, incidența parodontitei crește odată cu vârsta și, pe măsură ce populațiile din întreaga lume cresc speranța de viață, este important să avem o înțelegere solidă a cauzelor și progresiei acesteia.

Într-un studiu publicat în Nature Communications, cercetătorii TMDU au găsit o modalitate de a atinge acest obiectiv prin îmbunătățirea unui model animal utilizat pe scară largă pentru studiul parodontozei.

Studiul direct al parodontitei la om este dificil. Drept urmare, oamenii de știință apelează adesea la modele animale pentru cercetări preclinice. De exemplu, „modelul de parodontoză indusă de ligaturarea șoarecilor” a permis, de la introducerea sa în 2012, cercetătorilor să studieze mecanismele celulare care stau la baza acestei afecțiuni.

Pur simplu spus, în acest model, boala parodontală este indusă artificial prin plasarea de suturi de mătase pe molarii șoarecilor, ceea ce determină acumularea plăcii. Deși această metodă este convenabilă și eficientă, nu acoperă imaginea completă a parodontitei.

Ilustrarea schematică a profilurilor de expresie a genelor inflamatorii în timpul parodontitei și rolul axei IL-33/ST2 în controlul inflamației acute. Sursa: Universitatea de Medicină și Stomatologie din Tokyo.

„Deși țesutul parodontal este compus din gingie, ligament parodontal, os alveolar și ciment, analiza este de obicei efectuată exclusiv pe probe gingivale din cauza limitărilor tehnice și cantitative”, notează autorul principal al studiului, Anhao Liu. „Această strategie de eșantionare limitează concluziile care pot fi trase din aceste studii, așa că sunt necesare metode care să poată analiza simultan toate componentele țesutului.”

Pentru a aborda această limitare, echipa de cercetare a dezvoltat un model modificat de parodontoză indusă de ligatură. În locul ligaturii simple clasice, au folosit o ligatură triplă pe molarul stâng superior al șoarecilor masculi. Această strategie a extins zona de pierdere osoasă fără distrugere osoasă semnificativă în jurul celui de-al doilea molar, crescând numărul de tipuri diferite de țesut parodontal.

„Am izolat trei tipuri majore de țesut și am evaluat randamentul de ARN între cele două modele. Rezultatele au arătat că modelul de triplă ligatură a crescut efectiv randamentul, obținând de patru ori cantitatea de țesut periradicular normal și susținând analiza de înaltă rezoluție a diferitelor tipuri de țesut. ”, explică Sr. De Dr. Mikihito Hayashi.

După ce au confirmat eficacitatea modelului lor modificat, cercetătorii au început să studieze efectele parodontitei asupra expresiei genelor între diferite tipuri de țesuturi de-a lungul timpului, concentrându-se pe genele asociate cu inflamația și diferențierea osteoclastelor.

Una dintre principalele lor constatări a fost că expresia genei Il1rl1 a fost semnificativ mai mare în țesutul periradicular la cinci zile după ligatură. Această genă codifică proteina ST2 în izoformele de receptor și momeală, care se leagă de o citokină numită IL-33, care este implicată în procesele inflamatorii și imunoreglatoare.

Pentru a obține mai multe informații despre rolul acestei gene, echipa a indus parodontită la șoareci modificați genetic cărora le lipseau genele Il1rl1 sau Il33. Acești șoareci au demonstrat distrugerea osoasă inflamatorie accelerată, evidențiind rolul protector al căii IL-33/ST2. O analiză ulterioară a celulelor care conțin proteina ST2 în forma sa de receptor, mST2, a arătat că majoritatea au fost derivate din macrofage.

„Macrofagele sunt în general clasificate în două tipuri principale, proinflamatorii și antiinflamatorii, în funcție de activarea lor. Am descoperit că celulele care exprimă mST2 sunt unice prin faptul că exprimă simultan unii markeri ai ambelor tipuri de macrofage”, comentează. Autor principal Dr. Takanori Iwata. „Aceste celule erau prezente în țesutul periradicular înainte de apariția inflamației, așa că le-am numit „macrofage parodontale rezidente”.

Împreună, rezultatele acestui studiu demonstrează puterea modelului animal modificat de a studia parodontoza la o scară mai detaliată, până la nivel biomolecular.

„Propunem posibilitatea unei noi căi moleculare, IL-33/ST2, care reglează inflamația și distrugerea osoasă în boala parodontală, împreună cu macrofage specifice din țesutul periradicular, care este profund implicat în boala parodontală. La dezvoltarea de noi strategii de tratament și metode de prevenire”, conchide autorul principal Dr. Tomoki Nakashima.