Esclarecer os mecanismos celulares subjacentes à periodontite com um modelo animal melhorado

Num estudo recentemente publicado na Nature Communications a 28 de março de 2024, investigadores da Universidade Médica e Dentária de Tóquio (TMDU) encontraram uma forma de o conseguir, melhorando um modelo animal amplamente utilizado para estudar a periodontite.
Estudar a periodontite diretamente em humanos é um desafio. Como resultado, os cientistas recorrem frequentemente a modelos animais para a investigação pré-clínica. Por exemplo, o “modelo de periodontite induzida por ligadura de rato”, desde a sua criação em 2012, permitiu aos investigadores estudar os mecanismos celulares subjacentes a esta condição. Simplificando, com este modelo, a doença periodontal é induzida artificialmente pela ligação de fios de seda nos molares dos modelos de ratinhos, o que induz a acumulação de placa. Embora conveniente e eficaz, este modelo, no entanto, não consegue captar o quadro completo da periodontite. “Mesmo que o tecido periodontal seja composto por gengiva, ligamento periodontal, osso alveolar e cemento, as análises são geralmente realizadas exclusivamente em amostras gengivais devido a limitações técnicas e quantitativas”, comenta o autor principal, Mr. “Esta estratégia de amostragem limita as conclusões que se podem retirar destes estudos, pelo que são necessários métodos que permitam a análise simultânea de todos os componentes do tecido”.
Para resolver esta limitação, a equipa de investigação desenvolveu um modelo modificado de periodontite induzida por ligadura. Em vez da clássica ligadura única, utilizaram uma abordagem de ligadura tripla no molar superior esquerdo de ratinhos machos. Esta estratégia alargou a gama de perda óssea sem causar uma destruição óssea severa em torno do segundo molar, aumentando o rendimento dos diferentes tipos de tecido periodontal. "Isolamos os três principais tipos de tecido e avaliámos o rendimento de RNA entre os dois modelos. Os resultados mostraram que o modelo de ligadura tripla aumentou efetivamente o rendimento, alcançando quatro vezes o rendimento do tecido peri-radicular normal e apoiando a análise de alta resolução de diferentes tipos de tecidos", explica o autor sénior, Dr. Mikihito Hayashi.
Depois de confirmarem a eficácia do seu modelo modificado, os investigadores investigaram os efeitos da periodontite na expressão genética entre os diferentes tipos de tecidos ao longo do tempo, concentrando-se nos genes relacionados com a inflamação e a diferenciação dos osteoclastos. Uma das suas principais descobertas foi que a expressão do gene Il1rl1 foi marcadamente maior no tecido peri-radicular cinco dias após a ligadura. Este gene codifica a proteína ST2 tanto na isoforma recetora como na isoforma chamariz, que se liga a uma citocina denominada IL-33, que está envolvida em processos inflamatórios e de imunorregulação.
Para obter mais informações sobre o papel deste gene, a equipa induziu a periodontite em ratinhos geneticamente modificados que não possuíam os genes Il1rl1 ou Il33. Estes ratinhos exibiram uma destruição óssea inflamatória acelerada, destacando o papel protetor da via IL-33/ST2. Uma análise mais aprofundada das células que continham a proteína ST2 na sua forma recetora, mST2, revelou que a maioria delas era de linhagem macrófaga. “Os macrófagos são normalmente classificados em dois tipos principais, pró-inflamatórios e anti-inflamatórios, com base no seu processo de ativação. Verificámos que as células que expressam mST2 eram únicas, uma vez que expressavam alguns marcadores de ambos os tipos de macrófagos em simultâneo”, comenta o autor sénior. "Estas células estavam presentes no tecido peri-radicular antes do início da inflamação, por isso é que lhes chamamos 'macrófagos residentes no tecido periodontal'".
Em conjunto, as descobertas deste estudo mostram o poder deste modelo animal modificado para estudar todo o âmbito da periodontite com mais detalhe, até ao nível biomolecular. "Sugerimos a possibilidade de que uma nova via molecular IL-33/ST2 que regula a inflamação e a destruição óssea na doença periodontal, juntamente com macrófagos específicos no tecido peri-radicular, esteja profundamente envolvida na doença periodontal. Esperançosamente, isto levará ao desenvolvimento de um novo tratamento estratégias e métodos de prevenção", conclui o autor sénior, Dr. Tomoki Nakashima.

 

 

Fonte: Tokyo Medical and Dental University / Science Daily
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