Изясняване на клетъчните механизми на пародонтита с подобрен животински модел
Последно прегледани: 14.06.2024
Цялото съдържание на iLive е медицински прегледано или е проверено, за да се гарантира възможно най-голяма точност.
Имаме строги насоки за снабдяване и само свързваме реномирани медийни сайтове, академични изследователски институции и, когато е възможно, медицински проучвания, които се разглеждат от специалисти. Имайте предвид, че номерата в скоби ([1], [2] и т.н.) са линкове към тези проучвания.
Ако смятате, че някое от съдържанието ни е неточно, остаряло или под съмнение, моля, изберете го и натиснете Ctrl + Enter.
Изследователи от Токийския университет по медицина и дентална медицина (TMDU) са разработили техника, която им позволява да анализират подробно развитието на пародонтит във времето.
Пародонталното заболяване, представено от пародонтит, е водещата причина за загуба на зъби и засяга почти всеки пети възрастен по света. В повечето случаи това състояние възниква в резултат на възпалителен отговор на бактериална инфекция на тъканите около зъбите.
Когато състоянието се влошава, венците започват да се отдръпват, разкривайки корените на зъбите и костите. Трябва да се отбележи, че честотата на пародонтит се увеличава с възрастта и тъй като сред населението по света се увеличава продължителността на живота, важно е да имаме солидно разбиране за неговите основни причини и прогресия.
В проучване, публикувано в Nature Communications, изследователите на TMDU намериха начин да постигнат тази цел чрез подобряване на широко използван животински модел за изследване на пародонтит.
Директното изследване на пародонтит при хора е трудно. В резултат на това учените често се обръщат към животински модели за предклинични изследвания. Например, „моделът на периодонтит, предизвикан от лигиране на мишки“ от въвеждането му през 2012 г. Позволява на изследователите да изучават клетъчните механизми, които са в основата на това състояние.
Най-просто казано, в този модел пародонтозата е изкуствено предизвикана чрез поставяне на копринени конци върху кътниците на мишки, което причинява натрупване на плака. Въпреки че този метод е удобен и ефективен, той не покрива пълната картина на пародонтозата.
Схематична илюстрация на профили на експресия на възпалителни гени по време на пародонтит и ролята на оста IL-33/ST2 при контролиране на остро възпаление. Източник: Медицински и стоматологичен университет в Токио.
"Въпреки че пародонталната тъкан се състои от гингива, периодонтален лигамент, алвеоларна кост и цимент, анализът обикновено се извършва изключително върху проби от венците поради технически и количествени ограничения", отбелязва водещият автор на изследването Anhao Liu. „Тази стратегия за вземане на проби ограничава заключенията, които могат да бъдат направени от тези изследвания, така че са необходими методи, които могат да анализират всички тъканни компоненти едновременно.“
За да се справи с това ограничение, изследователският екип разработи модифициран модел на периодонтит, предизвикан от лигатура. Вместо класическата единична лигатура, те използваха тройна лигатура върху горния ляв кътник на мъжки мишки. Тази стратегия разшири зоната на костна загуба без значително костно разрушаване около втория молар, увеличавайки броя на различните типове пародонтална тъкан.
"Ние изолирахме три основни типа тъкани и оценихме добива на РНК между двата модела. Резултатите показаха, че моделът на тройно лигиране ефективно увеличава добива, постигайки четири пъти количеството на нормалната перирадикуларна тъкан и подкрепяйки анализ с висока разделителна способност на различни видове тъкани ”, обяснява старши от д-р Микихито Хаяши.
След като потвърдиха ефективността на техния модифициран модел, изследователите започнаха да изучават ефектите на пародонтита върху генната експресия сред различните видове тъкани с течение на времето, като се фокусираха върху гените, свързани с възпалението и диференциацията на остеокластите.
Едно от основните им открития е, че генната експресия на Il1rl1 е значително по-висока в перирадикуларната тъкан пет дни след лигирането. Този ген кодира ST2 протеина в рецепторни и примамващи изоформи, който се свързва с цитокин, наречен IL-33, който участва във възпалителни и имунорегулаторни процеси.
За да придобие допълнителна представа за ролята на този ген, екипът индуцира пародонтит в генетично модифицирани мишки, на които липсват гените Il1rl1 или Il33. Тези мишки демонстрират ускорено възпалително разрушаване на костите, подчертавайки защитната роля на IL-33/ST2 пътя. Допълнителен анализ на клетки, съдържащи ST2 протеина в неговата рецепторна форма, mST2, показа, че по-голямата част са получени от макрофаги.
„Макрофагите обикновено се класифицират в два основни типа, провъзпалителни и противовъзпалителни, в зависимост от тяхното активиране. Открихме, че mST2-експресиращите клетки са уникални по това, че едновременно експресират някои маркери и на двата вида макрофаги,“ коментира старши автор д-р Таканори Ивата. „Тези клетки присъстваха в перирадикуларната тъкан преди началото на възпалението, така че ги нарекохме „резидентни пародонтални макрофаги.“
Заедно резултатите от това проучване демонстрират силата на модифицирания животински модел за изследване на пародонтита в по-подробен мащаб, до биомолекулярно ниво.
„Ние предлагаме възможността за нов молекулярен път, IL-33/ST2, регулиращ възпалението и разрушаването на костите при пародонтално заболяване, заедно със специфични макрофаги в околокорневата тъкан, която е дълбоко свързана с пародонталното заболяване. Надяваме се, че това ще доведе към разработването на нови стратегии за лечение и методи за превенция", заключава старшият автор д-р Томоки Накашима.