Разјашњавање ћелијских механизама пародонтитиса са побољшаним животињским моделом

Истраживачи са Медицинског и стоматолошког универзитета у Токију (ТМДУ) развили су технику која им омогућава да детаљно анализирају развој пародонтитиса током времена.

Пародонтална болест, коју представља пародонтитис, је водећи узрок губитка зуба и погађа скоро једну од пет одраслих особа широм света. У већини случајева, ово стање се јавља као резултат инфламаторног одговора на бактеријску инфекцију ткива око зуба.

Како се стање погоршава, десни почињу да се повлаче, откривајући корене зуба и кости. Значајно је да се учесталост пародонтитиса повећава са годинама, а како становништво широм света продужава очекивани животни век, важно је добро разумети његове основне узроке и прогресију.

У студији објављеној у Натуре Цоммуницатионс, истраживачи ТМДУ пронашли су начин да постигну овај циљ побољшањем широко коришћеног животињског модела за проучавање пародонтитиса.

Директно проучавање пародонтитиса код људи је тешко. Као резултат тога, научници се често окрећу животињским моделима за претклиничка истраживања. На пример, „модел пародонтитиса изазван лигацијом мишева“ је од свог увођења 2012. Године омогућио истраживачима да проучавају ћелијске механизме који леже у основи овог стања.

Једноставно речено, у овом моделу, пародонтална болест је вештачки изазвана стављањем свилених шавова на моларе мишева, што узрокује накупљање плака. Иако је ова метода практична и ефикасна, она не покрива потпуну слику пародонтитиса.

Шематска илустрација профила експресије инфламаторних гена током пародонтитиса и улоге ИЛ-33/СТ2 осе у контроли акутне упале. Извор: Токијски медицински и стоматолошки универзитет.

„Иако се пародонтално ткиво састоји од гингиве, пародонталног лигамента, алвеоларне кости и цемента, анализа се обично ради искључиво на узорцима гингиве због техничких и квантитативних ограничења“, примећује главни аутор студије Анхао Лиу. „Ова стратегија узорковања ограничава закључке који се могу извући из ових студија, тако да су потребне методе које могу анализирати све компоненте ткива истовремено.“

Да би решио ово ограничење, истраживачки тим је развио модификовани модел пародонтитиса изазваног лигатуром. Уместо класичне појединачне лигатуре, користили су троструку лигатуру на горњем левом молару мужјака мишева. Ова стратегија је проширила област губитка кости без значајног разарања кости око другог молара, повећавајући број различитих типова пародонталног ткива.

"Изоловали смо три главна типа ткива и проценили принос РНК између два модела. Резултати су показали да је модел троструке лигације ефикасно повећао принос, постижући четири пута већу количину нормалног перирадикуларног ткива и подржавајући анализу високе резолуције различитих типова ткива “, објашњава старији др Микихито Хајаши.

Након што су потврдили ефикасност свог модификованог модела, истраживачи су почели да проучавају ефекте пародонтитиса на експресију гена међу различитим типовима ткива током времена, фокусирајући се на гене повезане са упалом и диференцијацијом остеокласта.

Један од њихових главних налаза био је да је експресија гена Ил1рл1 била значајно већа у перирадикуларном ткиву пет дана након лигације. Овај ген кодира СТ2 протеин у изоформама рецептора и мамаца, који се везује за цитокин зван ИЛ-33, који је укључен у инфламаторне и имунорегулаторне процесе.

Да би стекао даљи увид у улогу овог гена, тим је изазвао пародонтитис код генетски модификованих мишева којима су недостајали гени Ил1рл1 или Ил33. Ови мишеви су показали убрзано инфламаторно уништавање костију, наглашавајући заштитну улогу ИЛ-33/СТ2 пута. Даља анализа ћелија које садрже СТ2 протеин у облику рецептора, мСТ2, показала је да је већина изведена из макрофага.

"Макрофаги су генерално класификовани у два главна типа, проинфламаторни и антиинфламаторни, у зависности од њихове активације. Открили смо да су ћелије које експримирају мСТ2 јединствене по томе што истовремено изражавају неке маркере оба типа макрофага", коментарише виши аутор др Таканори Ивата. „Ове ћелије су биле присутне у перирадикуларном ткиву пре почетка упале, па смо их назвали „резидентни пародонтални макрофаги.“

Заједно, резултати ове студије показују моћ модификованог животињског модела да проучава пародонтитис на детаљнијем нивоу, све до биомолекуларног нивоа.

„Предлажемо могућност новог молекуларног пута, ИЛ-33/СТ2, који регулише упалу и деструкцију костију код пародонталне болести, заједно са специфичним макрофагима у перирадикуларном ткиву, које је дубоко укључено у пародонталну болест. Ово ће, надамо се, довести развоју нових стратегија лечења и метода превенције“, закључује старији аутор др Томоки Накашима.