Роз’яснення клітинних механізмів пародонтиту за допомогою вдосконаленої тваринної моделі
Останній перегляд: 14.06.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Дослідники з Токійського медичного та стоматологічного університету (TMDU) розробили методику, яка дозволяє детально аналізувати розвиток пародонтиту з часом.
Пародонтоз, представлений пародонтитом, є основною причиною втрати зубів і вражає майже кожного п’ятого дорослого у всьому світі. У більшості випадків цей стан виникає в результаті запальної реакції на бактеріальну інфекцію тканин навколо зубів.
Коли стан погіршується, ясна починають відступати, оголюючи коріння зубів і кістку. Примітно, що захворюваність на пародонтит зростає з віком, і оскільки тривалість життя населення в усьому світі збільшується, важливо чітко розуміти його основні причини та прогресування.
У дослідженні, опублікованому в Nature Communications, дослідники TMDU знайшли спосіб досягти цієї мети, вдосконаливши тваринну модель, яка широко використовується для вивчення пародонтиту.
Пряме дослідження пародонтиту у людей складно. У результаті вчені часто звертаються до моделей тварин для доклінічних досліджень. Наприклад, «модель періодонтиту, спричиненого лігуванням мишей» з моменту її появи в 2012 році дозволила дослідникам вивчити клітинні механізми, що лежать в основі цього захворювання.
Простіше кажучи, у цій моделі пародонтоз штучно викликають шляхом накладання шовкових швів на корінні зуби мишей, що спричиняє накопичення зубного нальоту. Незважаючи на те, що цей метод зручний і ефективний, він не висвітлює повної картини пародонтозу.
Схематична ілюстрація профілів експресії генів запалення під час періодонтиту та ролі осі IL-33/ST2 у контролі гострого запалення. Джерело: Токійський медичний і стоматологічний університет.
Хоча тканина пародонту складається з ясен, періодонтальної зв’язки, альвеолярної кістки та цементу, аналіз зазвичай виконується виключно на зразках ясен через технічні та кількісні обмеження», – зазначає провідний автор дослідження Анхао Лю. «Ця стратегія відбору проб обмежує висновки, які можна зробити з цих досліджень, тому потрібні методи, які можуть аналізувати всі компоненти тканини одночасно».
Щоб усунути це обмеження, дослідницька група розробила модифіковану модель періодонтиту, спричиненого лігатурою. Замість класичної одинарної лігатури вони використовували потрійну лігатуру на верхньому лівому молярі самців мишей. Ця стратегія розширила зону втрати кісткової маси без значного руйнування кістки навколо другого моляра, збільшивши кількість різних типів пародонтальної тканини.
"Ми виділили три основні типи тканин і оцінили вихід РНК між двома моделями. Результати показали, що модель потрійного лігування ефективно збільшила вихід, досягнувши вчетверо більшої кількості нормальної перирадикулярної тканини та підтримуючи аналіз із високою роздільною здатністю різних типів тканин ", - пояснює старший доктор Мікіхіто Хаясі.
Після підтвердження ефективності своєї модифікованої моделі дослідники почали вивчати вплив періодонтиту на експресію генів серед різних типів тканин з часом, зосереджуючись на генах, пов’язаних із запаленням і диференціацією остеокластів.
Одним із їхніх головних висновків було те, що експресія гена Il1rl1 була значно вищою в перирадикулярній тканині через п’ять днів після лігування. Цей ген кодує білок ST2 в ізоформі рецептора та приманки, який зв’язується з цитокіном під назвою IL-33, який бере участь у запальних та імунорегуляторних процесах.
Щоб отримати більше розуміння ролі цього гена, команда викликала пародонтит у генетично модифікованих мишей, у яких були відсутні гени Il1rl1 або Il33. Ці миші продемонстрували прискорене запальне руйнування кісток, підкреслюючи захисну роль шляху IL-33/ST2. Подальший аналіз клітин, що містять білок ST2 у його рецепторній формі, mST2, показав, що більшість походить від макрофагів.
"Макрофаги зазвичай класифікуються на два основних типи, прозапальні та протизапальні, залежно від їх активації. Ми виявили, що клітини, які експресують mST2, унікальні тим, що вони одночасно експресують деякі маркери обох типів макрофагів", - коментує старший автор доктор Таканорі Івата. «Ці клітини були присутні в перирадикулярній тканині до початку запалення, тому ми назвали їх «резидентними пародонтальними макрофагами».
Разом результати цього дослідження демонструють потужність модифікованої тваринної моделі для більш детального вивчення пародонтиту, аж до біомолекулярного рівня.
«Ми пропонуємо можливість нового молекулярного шляху, IL-33/ST2, регулюючого запалення та руйнування кістки при пародонтозі разом зі специфічними макрофагами в перирадикулярній тканині, яка глибоко залучена до пародонтозу. Сподіваємось, це призведе до розробки нових стратегій лікування та методів профілактики", - підсумовує старший автор доктор Томокі Накасіма.