Esclarecimento dos mecanismos celulares da periodontite com um modelo animal melhorado

Pesquisadores da Universidade Médica e Odontológica de Tóquio (TMDU) desenvolveram uma técnica que permite uma análise detalhada do desenvolvimento da periodontite ao longo do tempo.

A doença periodontal, conhecida como periodontite, é a principal causa de perda dentária e afeta quase um em cada cinco adultos em todo o mundo. Na maioria dos casos, a condição resulta de uma resposta inflamatória a uma infecção bacteriana dos tecidos ao redor dos dentes.

À medida que a condição piora, a gengiva começa a retrair, expondo as raízes dos dentes e o osso. Notavelmente, a incidência de periodontite aumenta com a idade e, com a população mundial vivendo mais, é importante ter uma compreensão sólida de suas causas subjacentes e progressão.

Em um estudo publicado na revista Nature Communications, pesquisadores da TMDU encontraram uma maneira de atingir esse objetivo aprimorando um modelo animal amplamente utilizado para estudar periodontite.

Estudar diretamente a periodontite em humanos é difícil. Como resultado, os cientistas frequentemente recorrem a modelos animais para estudos pré-clínicos. Por exemplo, o "modelo murino de periodontite induzida por ligadura" tem permitido aos pesquisadores estudar os mecanismos celulares subjacentes à condição desde sua introdução em 2012.

Em termos simples, este modelo induz artificialmente a doença periodontal colocando fios de seda nos molares de camundongos, causando o acúmulo de placa bacteriana. Embora este método seja conveniente e eficaz, ele não captura o quadro completo da periodontite.

Ilustração esquemática dos perfis de expressão gênica inflamatória durante a periodontite e o papel do eixo IL-33/ST2 no combate à inflamação aguda. Fonte: Universidade Médica e Odontológica de Tóquio.

"Embora o tecido periodontal seja composto por gengiva, ligamento periodontal, osso alveolar e cemento, a análise é normalmente realizada apenas em amostras de gengiva devido a limitações técnicas e quantitativas", observa o autor principal do estudo, Anhao Liu. "Essa estratégia de amostragem limita as conclusões que podem ser tiradas desses estudos, portanto, métodos que permitam a análise simultânea de todos os componentes do tecido são necessários."

Para lidar com essa limitação, a equipe de pesquisa desenvolveu um modelo modificado de periodontite induzida por ligadura. Em vez da ligadura única clássica, eles utilizaram uma ligadura tripla no molar superior esquerdo de camundongos machos. Essa estratégia expandiu a área de perda óssea sem destruir significativamente o osso ao redor do segundo molar, aumentando o número de diferentes tipos de tecido periodontal.

"Isolamos três tipos principais de tecido e avaliamos o rendimento de RNA entre os dois modelos. Os resultados mostraram que o modelo com ligação tripla aumentou efetivamente o rendimento, alcançando quatro vezes a quantidade de tecido perirradicular normal e possibilitando análises de alta resolução de diferentes tipos de tecido", explica o autor sênior, Dr. Mikihito Hayashi.

Após confirmar a eficácia do modelo modificado, os pesquisadores começaram a estudar os efeitos da periodontite na expressão genética em diferentes tipos de tecido ao longo do tempo, com foco nos genes associados à inflamação e à diferenciação dos osteoclastos.

Uma de suas principais descobertas foi que a expressão do gene Il1rl1 foi significativamente maior no tecido perirradicular cinco dias após a ligadura. Esse gene codifica a proteína ST2 em isoformas receptoras e decoy, que se ligam a uma citocina chamada IL-33, envolvida em processos inflamatórios e imunorreguladores.

Para obter mais informações sobre o papel desse gene, a equipe induziu periodontite em camundongos geneticamente modificados que não possuíam os genes Il1rl1 ou Il33. Esses camundongos apresentaram destruição óssea inflamatória acelerada, destacando o papel protetor da via IL-33/ST2. Análises mais aprofundadas de células contendo a proteína ST2 em sua forma receptora, mST2, revelaram que a maioria delas se originou de macrófagos.

"Os macrófagos são geralmente classificados em dois tipos principais, pró-inflamatórios e anti-inflamatórios, dependendo de sua ativação. Descobrimos que as células que expressam mST2 eram únicas, pois expressavam simultaneamente alguns marcadores de ambos os tipos de macrófagos", comentou o autor sênior, Dr. Takanori Iwata. "Essas células estavam presentes no tecido perirradicular antes do início da inflamação, por isso as chamamos de 'macrófagos residentes no tecido periodontal'."

Juntos, os resultados deste estudo demonstram o poder de um modelo animal modificado para estudar a periodontite em uma escala mais detalhada, até o nível biomolecular.

"Propomos a possibilidade de uma nova via molecular IL-33/ST2 regular a inflamação e a destruição óssea na doença periodontal, juntamente com macrófagos específicos no tecido perirradicular, profundamente envolvidos na doença periodontal. Esperamos que isso leve ao desenvolvimento de novas estratégias de tratamento e métodos de prevenção", conclui o autor sênior, Dr. Tomoki Nakashima.