Periodontito ląstelių mechanizmų išaiškinimas naudojant patobulintą gyvūnų modelį

Tokjo medicinos ir odontologijos universiteto (TMDU) mokslininkai sukūrė metodą, leidžiantį išsamiai analizuoti periodontito vystymąsi laikui bėgant.

Periodonto liga, vadinama periodontitu, yra pagrindinė dantų netekimo priežastis ir paveikia beveik vieną iš penkių suaugusiųjų visame pasaulyje. Daugeliu atvejų ši būklė atsiranda dėl uždegiminio atsako į aplink dantis esančių audinių bakterinę infekciją.

Būklei blogėjant, dantenos pradeda atsitraukti, atidengdamos dantų ir kaulų šaknis. Pažymėtina, kad sergamumas periodontitu didėja su amžiumi, o gyventojų visame pasaulyje ilgėjant gyvenimo trukmei, svarbu gerai suprasti pagrindines jo priežastis ir progresavimą.

Tyrime, paskelbtame Nature Communications, TMDU mokslininkai rado būdą, kaip pasiekti šį tikslą patobulindami plačiai naudojamą gyvūnų modelį periodontitui tirti.

Tiesioginis periodontito tyrimas žmonėms yra sudėtingas. Todėl ikiklinikiniams tyrimams mokslininkai dažnai kreipiasi į gyvūnų modelius. Pavyzdžiui, „pelių perrišimo sukelto periodontito modelis“ nuo pat jo įvedimo 2012 m. Leido tyrėjams tyrinėti šios būklės ląstelinius mechanizmus.

Paprasčiau tariant, šiame modelyje periodonto liga dirbtinai sukeliama uždedant šilko siūlus ant pelių krūminių dantų, o tai sukelia apnašų kaupimąsi. Nors šis metodas yra patogus ir efektyvus, jis neapima viso periodontito vaizdo.

Scheminis uždegiminių genų ekspresijos profilių iliustravimas periodontito metu ir IL-33 / ST2 ašies vaidmuo kontroliuojant ūminį uždegimą. Šaltinis: Tokijo medicinos ir odontologijos universitetas.

Nors periodonto audinį sudaro dantenos, periodonto raištis, alveolinis kaulas ir cementas, dėl techninių ir kiekybinių apribojimų paprastai atliekama tik dantenų mėginių analizė“, – pažymi tyrimo vadovas Anhao Liu. "Ši mėginių ėmimo strategija riboja išvadas, kurias galima padaryti iš šių tyrimų, todėl reikalingi metodai, kurie vienu metu galėtų analizuoti visus audinių komponentus."

Siekdama pašalinti šį apribojimą, tyrimo grupė sukūrė modifikuotą ligatūros sukelto periodontito modelį. Vietoj klasikinės vienos ligatūros jie naudojo trigubą ligatūrą viršutiniame kairiajame pelių patinų krūminiame dantyje. Ši strategija išplėtė kaulo nykimo sritį be reikšmingo kaulo sunaikinimo aplink antrąjį krūminį dantuką, padidindama skirtingų tipų periodonto audinių skaičių.

"Išskyrėme tris pagrindinius audinių tipus ir įvertinome RNR išeigą tarp dviejų modelių. Rezultatai parodė, kad trigubo ligavimo modelis efektyviai padidino derlių, keturis kartus daugiau nei normalus periradikulinis audinys ir palaiko didelės skiriamosios gebos skirtingų audinių tipų analizę. “, – aiškina dr. Mikihito Hayashi vyresnysis.

Patvirtinus modifikuoto modelio veiksmingumą, mokslininkai pradėjo tirti periodontito poveikį genų ekspresijai tarp skirtingų audinių tipų laikui bėgant, daugiausia dėmesio skirdami genams, susijusiems su uždegimu ir osteoklastų diferenciacija.

Vienas iš pagrindinių jų išvadų buvo tai, kad Il1rl1 geno ekspresija buvo žymiai didesnė periradikuliniame audinyje praėjus penkioms dienoms po surišimo. Šis genas koduoja ST2 baltymą receptorių ir jaukų izoformose, kuris jungiasi su citokinu, vadinamu IL-33, kuris dalyvauja uždegiminiuose ir imunoreguliacijos procesuose.

Siekdama daugiau suprasti šio geno vaidmenį, komanda sukėlė periodontitą genetiškai modifikuotoms pelėms, kurioms trūko Il1rl1 arba Il33 genų. Šios pelės parodė pagreitintą uždegiminį kaulų sunaikinimą, pabrėždamos apsauginį IL-33 / ST2 kelio vaidmenį. Tolesnė ląstelių, turinčių ST2 baltymo receptoriaus formoje, mST2, analizė parodė, kad dauguma jų buvo gautos iš makrofagų.

"Makrofagai paprastai skirstomi į du pagrindinius tipus – priešuždegiminius ir priešuždegiminius, atsižvelgiant į jų aktyvavimą. Mes nustatėme, kad mST2 ekspresuojančios ląstelės yra unikalios tuo, kad jos vienu metu išreiškia kai kuriuos abiejų tipų makrofagų žymenis", – komentuoja. Vyresnysis autorius dr. Takanori Iwata. „Šios ląstelės buvo periradikuliniame audinyje prieš prasidedant uždegimui, todėl mes jas vadinome „rezidentiniais periodonto makrofagais“.

Šio tyrimo rezultatai kartu parodo modifikuoto gyvūnų modelio galią tirti periodontitą detalesniu mastu iki biomolekulinio lygio.

"Siūlome galimybę sukurti naują molekulinį kelią, IL-33/ST2, reguliuojantį uždegimą ir kaulų destrukciją sergant periodonto liga, kartu su specifiniais makrofagais periradikuliniame audinyje, kuris yra labai susijęs su periodonto liga. Tikimasi, kad tai padės. Naujų gydymo strategijų ir prevencijos metodų kūrimui“, – daro išvadą vyresnysis autorius dr. Tomoki Nakashima.