Objasnění buněčných mechanismů parodontitidy pomocí vylepšeného zvířecího modelu
Naposledy posuzováno: 14.06.2024
Veškerý obsah iLive je lékařsky zkontrolován nebo zkontrolován, aby byla zajištěna co největší věcná přesnost.
Máme přísné pokyny pro získávání zdrojů a pouze odkaz na seriózní mediální stránky, akademické výzkumné instituce a, kdykoli je to možné, i klinicky ověřené studie. Všimněte si, že čísla v závorkách ([1], [2] atd.) Jsou odkazy na tyto studie, na které lze kliknout.
Pokud máte pocit, že některý z našich obsahů je nepřesný, neaktuální nebo jinak sporný, vyberte jej a stiskněte klávesu Ctrl + Enter.
Výzkumníci z Tokyo Medical and Dental University (TMDU) vyvinuli techniku, která jim umožňuje podrobně analyzovat vývoj parodontitidy v průběhu času.
Parodontitida, reprezentovaná parodontitidou, je hlavní příčinou ztráty zubů a postihuje téměř každého pátého dospělého na celém světě. Ve většině případů k tomuto stavu dochází v důsledku zánětlivé reakce na bakteriální infekci tkání kolem zubů.
Jak se stav zhoršuje, dásně začnou ustupovat a odhalují se kořeny zubů a kosti. Výskyt parodontitidy se zvyšuje s věkem, a protože populace na celém světě prodlužuje průměrnou délku života, je důležité dobře porozumět jejím základním příčinám a progresi.
Ve studii publikované v Nature Communications výzkumníci TMDU našli způsob, jak tohoto cíle dosáhnout vylepšením široce používaného zvířecího modelu pro studium parodontitidy.
Přímé studium parodontitidy u lidí je obtížné. V důsledku toho se vědci často obracejí na zvířecí modely pro preklinický výzkum. Například „model parodontitidy vyvolané ligací myší“ od svého zavedení v roce 2012 umožňuje výzkumníkům studovat buněčné mechanismy, které jsou základem tohoto onemocnění.
Jednoduše řečeno, v tomto modelu je periodontální onemocnění uměle vyvoláno umístěním hedvábných stehů na stoličky myší, což způsobuje hromadění plaku. Přestože je tato metoda pohodlná a účinná, nepokrývá úplný obraz parodontitidy.
Schématická ilustrace profilů exprese zánětlivých genů během parodontitidy a role osy IL-33/ST2 při kontrole akutního zánětu. Zdroj: Tokyo Medical and Dental University.
„Přestože se periodontální tkáň skládá z gingivy, periodontálního vazu, alveolární kosti a cementu, analýza se obvykle provádí výhradně na gingiválních vzorcích kvůli technickým a kvantitativním omezením,“ poznamenává hlavní autor studie Anhao Liu. "Tato strategie odběru vzorků omezuje závěry, které lze z těchto studií vyvodit, takže jsou zapotřebí metody, které dokážou analyzovat všechny složky tkáně současně."
K vyřešení tohoto omezení vyvinul výzkumný tým modifikovaný model parodontitidy vyvolané ligaturou. Místo klasické jednoduché ligatury použili trojitou ligaturu na levý horní molár myších samců. Tato strategie rozšířila oblast ztráty kostní hmoty bez významné destrukce kosti kolem druhého moláru, čímž se zvýšil počet různých typů periodontální tkáně.
"Izolovali jsme tři hlavní typy tkání a hodnotili výtěžnost RNA mezi těmito dvěma modely. Výsledky ukázaly, že model trojité ligace účinně zvýšil výtěžek, dosáhl čtyřnásobku množství normální periradikulární tkáně a podpořil analýzu různých typů tkání s vysokým rozlišením,“ vysvětluje Sr. Dr. Mikihito Hayashi.
Po potvrzení účinnosti jejich modifikovaného modelu začali vědci studovat účinky parodontitidy na genovou expresi mezi různými typy tkání v průběhu času, se zaměřením na geny spojené se zánětem a diferenciací osteoklastů.
Jedním z jejich hlavních zjištění bylo, že exprese genu Il1rl1 byla významně vyšší v periradikulární tkáni pět dní po ligaci. Tento gen kóduje protein ST2 v izoformách receptoru a návnady, který se váže na cytokin zvaný IL-33, který se účastní zánětlivých a imunoregulačních procesů.
Aby získal další vhled do role tohoto genu, tým vyvolal parodontitidu u geneticky modifikovaných myší, které postrádaly geny Il1rl1 nebo Il33. Tyto myši prokázaly zrychlenou zánětlivou kostní destrukci, což zvýrazňuje ochrannou roli dráhy IL-33/ST2. Další analýza buněk obsahujících protein ST2 v jeho receptorové formě, mST2, ukázala, že většina pocházela z makrofágů.
"Makrofágy se obecně dělí na dva hlavní typy, prozánětlivé a protizánětlivé, v závislosti na jejich aktivaci. Zjistili jsme, že buňky exprimující mST2 jsou jedinečné v tom, že současně exprimují některé markery obou typů makrofágů," komentuje hlavní autor Dr. Takanori Iwata. "Tyto buňky byly přítomny v periradikulární tkáni před začátkem zánětu, takže jsme je nazvali 'rezidentní periodontální makrofágy'."
Výsledky této studie společně demonstrují sílu upraveného zvířecího modelu studovat parodontitidu v podrobnějším měřítku, až na biomolekulární úrovni.
"Navrhujeme možnost nové molekulární dráhy, IL-33/ST2, regulující zánět a destrukci kostí u onemocnění parodontu, spolu se specifickými makrofágy v periradikulární tkáni, která je hluboce zapojena do onemocnění parodontu. To snad povede k vývoji nových léčebných strategií a metod prevence,“ uzavírá hlavní autor Dr. Tomoki Nakashima.