Esclarecendo os mecanismos celulares da periodontite com um modelo animal melhorado

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

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

À medida que a condição piora, as gengivas começam a retrair, expondo as raízes dos dentes e dos ossos. Notavelmente, a incidência da periodontite aumenta com a idade e, à medida que a esperança de vida das populações em todo o mundo aumenta, é importante ter uma compreensão sólida das suas causas subjacentes e da sua progressão.

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

O estudo direto da periodontite em humanos é difícil. Como resultado, os cientistas recorrem frequentemente a modelos animais para pesquisas pré-clínicas. Por exemplo, o "modelo de periodontite induzida por ligadura em ratos", desde a sua introdução em 2012, permitiu aos investigadores estudar os mecanismos celulares subjacentes a esta condição.

Simplificando, neste modelo, a doença periodontal é induzida artificialmente pela colocação de suturas de seda nos molares dos camundongos, o que causa o acúmulo de placa. Embora este método seja conveniente e eficaz, ele não cobre 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 controle da inflamação aguda. Fonte: Universidade Médica e Odontológica de Tóquio.

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

Para resolver esta limitação, a equipe de pesquisa desenvolveu um modelo modificado de periodontite induzida por ligadura. Em vez da clássica ligadura única, eles usaram uma ligadura tripla no molar superior esquerdo de camundongos machos. Esta estratégia expandiu a área de perda óssea sem destruição óssea significativa ao redor do segundo molar, aumentando o número de diferentes tipos de tecido periodontal.

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

Depois de confirmar a eficácia do modelo modificado, os pesquisadores começaram a estudar os efeitos da periodontite na expressão genética entre diferentes tipos de tecidos ao longo do tempo, concentrando-se 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. Este gene codifica a proteína ST2 em isoformas de receptor e chamariz, que se liga a uma citocina chamada IL-33, que está envolvida em processos inflamatórios e imunorreguladores.

Para obter mais informações sobre o papel deste gene, a equipe induziu a periodontite em camundongos geneticamente modificados que não possuíam os genes Il1rl1 ou Il33. Esses camundongos demonstraram destruição óssea inflamatória acelerada, destacando o papel protetor da via IL-33/ST2. Análises adicionais de células contendo a proteína ST2 em sua forma receptora, mST2, mostraram que a maioria era derivada de macrófagos.

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

Juntos, os resultados deste estudo demonstram o poder do 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, que regula a inflamação e a destruição óssea na doença periodontal, juntamente com macrófagos específicos no tecido perirradicular, que está profundamente envolvido na doença periodontal. Esperamos que isso leve a para o desenvolvimento de novas estratégias de tratamento e métodos de prevenção", conclui o autor sênior, Dr. Tomoki Nakashima.