Pojašnjavanje staničnih mehanizama parodontitisa s poboljšanim životinjskim modelom
Posljednji pregledao: 14.06.2024
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Istraživači s Tokyo Medical and Dental University (TMDU) razvili su tehniku koja im omogućuje detaljnu analizu razvoja parodontitisa tijekom vremena.
Parodontna bolest, koju predstavlja parodontitis, vodeći je uzrok gubitka zuba i pogađa gotovo jednu od pet odraslih osoba u svijetu. U većini slučajeva ovo stanje nastaje kao posljedica upalnog odgovora na bakterijsku infekciju tkiva oko zuba.
Kako se stanje pogoršava, desni se počinju povlačiti, otkrivajući korijene zuba i kosti. Primjetno je da se učestalost parodontitisa povećava s godinama, a kako stanovništvo diljem svijeta produljuje životni vijek, važno je dobro razumjeti njegove temeljne uzroke i napredovanje.
U studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications, istraživači TMDU-a pronašli su način za postizanje ovog cilja poboljšanjem naširoko korištenog životinjskog modela za proučavanje parodontitisa.
Izravno proučavanje parodontitisa kod ljudi je teško. Kao rezultat toga, znanstvenici se često okreću životinjskim modelima za predklinička istraživanja. Na primjer, "model parodontitisa izazvanog podvezivanjem kod miševa" je od svog predstavljanja 2012. Omogućio istraživačima da prouče stanične mehanizme koji su u osnovi ovog stanja.
Jednostavno rečeno, u ovom modelu parodontna bolest je umjetno izazvana postavljanjem svilenih šavova na kutnjake miševa, što uzrokuje nakupljanje plaka. Iako je ova metoda praktična i učinkovita, ne pokriva potpunu sliku parodontitisa.
Shematski prikaz profila ekspresije gena upale tijekom parodontitisa i uloge osi IL-33/ST2 u kontroli akutne upale. Izvor: Medicinsko i stomatološko sveučilište u Tokiju.
"Iako se parodontno tkivo sastoji od gingive, parodontalnog ligamenta, alveolarne kosti i cementa, analiza se obično izvodi isključivo na uzorcima gingive zbog tehničkih i kvantitativnih ograničenja", napominje vodeći autor studije Anhao Liu. "Ova strategija uzorkovanja ograničava zaključke koji se mogu izvući iz ovih studija, stoga su potrebne metode koje mogu analizirati sve komponente tkiva istovremeno."
Kako bi riješio ovo ograničenje, istraživački tim razvio je modificirani model parodontitisa izazvanog ligaturom. Umjesto klasične jednostruke ligature, upotrijebili su trostruku ligaturu na gornjem lijevom kutnjaku muških miševa. Ova je strategija proširila područje gubitka koštane mase bez značajnog razaranja kosti oko drugog kutnjaka, povećavajući broj različitih tipova parodontnog tkiva.
"Izolirali smo tri glavna tipa tkiva i procijenili prinos RNA između dva modela. Rezultati su pokazali da je model trostruke ligacije učinkovito povećao prinos, postigavši četiri puta veću količinu normalnog periradikularnog tkiva i podržavajući analizu visoke rezolucije različitih tipova tkiva," objašnjava stariji dr. Mikihito Hayashi.
Nakon što su potvrdili učinkovitost svog modificiranog modela, istraživači su počeli proučavati učinke parodontitisa na ekspresiju gena među različitim tipovima tkiva tijekom vremena, usredotočujući se na gene povezane s upalom i diferencijacijom osteoklasta.
Jedno od njihovih glavnih otkrića bilo je da je ekspresija gena Il1rl1 bila značajno veća u periradikularnom tkivu pet dana nakon ligacije. Ovaj gen kodira protein ST2 u izoformama receptora i mamaca, koji se veže na citokin nazvan IL-33, koji je uključen u upalne i imunoregulacijske procese.
Kako bi dobili daljnji uvid u ulogu ovog gena, tim je izazvao parodontitis kod genetski modificiranih miševa kojima su nedostajali geni Il1rl1 ili Il33. Ovi miševi su pokazali ubrzano upalno uništavanje kostiju, naglašavajući zaštitnu ulogu puta IL-33/ST2. Daljnja analiza stanica koje sadrže protein ST2 u njegovom obliku receptora, mST2, pokazala je da većina potječe iz makrofaga.
"Makrofagi se općenito klasificiraju u dvije glavne vrste, proupalne i protuupalne, ovisno o njihovoj aktivaciji. Otkrili smo da su stanice koje izražavaju mST2 jedinstvene po tome što istovremeno izražavaju neke markere obje vrste makrofaga," komentira viši autor dr. Takanori Iwata. "Ove su stanice bile prisutne u periradikularnom tkivu prije početka upale, pa smo ih nazvali 'rezidentni parodontni makrofagi'."
Zajedno, rezultati ove studije pokazuju snagu modificiranog životinjskog modela za proučavanje parodontitisa na detaljnijoj razini, sve do biomolekularne razine.
"Predlažemo mogućnost novog molekularnog puta, IL-33/ST2, koji regulira upalu i uništavanje kosti u parodontnoj bolesti, zajedno sa specifičnim makrofagima u periradikularnom tkivu, koje je duboko uključeno u parodontnu bolest. To će, nadamo se, dovesti razvoju novih strategija liječenja i metoda prevencije", zaključuje stariji autor dr. Tomoki Nakashima.