Изследователите откриват нови механизми за загуба на костна маса при заболяване на венците

Изследователи от Токийския университет по земеделие и технологии съобщиха за ново откритие по отношение на механизмите за загуба на костна маса при заболяване на венците (пародонтит). Те открили, че двуверижните РНК молекули могат да активират отговора на имунната система, който води до влошаване на костите.

Те публикуваха своя документ в мартенския брой на Списание по биологична химия.

Сериозните инфекции на венците увреждат меките тъкани на устата като венците и постепенно ерозират подлежащите (алвеоларни) кости, които поддържат нашите зъби. Както костните джобове около основата на зъбите, така и връзките, закрепващи зъбите към челюстната кост, са податливи на счупване от бактериална инфекция. Тази пародонтална костна ерозия, оставена без контрол, може накрая да доведе до загуба на зъби.

Отдавна е установено, че концентрациите на бактериална плака, сгушена в зъбните джобове, са причина за пародонтоза. Основните компоненти на външните мембрани на бактериите, които причиняват заболяване на венците, са молекули, наречени липополизахариди. Липополизахаридите поддържат бактериалната клетка и предпазват от атака на имунни клетки, но също така са замесени в причиняването на възпаление на венците чрез включване на рецептори, подобни на toll (TLR4) върху имунните клетки, които след това разпознават бактериите като патогени.

Досега обаче не беше ясно дали „други патогени, включително двуверижна РНК (dsRNA), извлечена от бактерии или автоложни клетки, допринасят за прогресирането на пародонталната костна загуба“, обяснява авторът на изследването и професор Масаки Инада, DDSc и Ph.D. в катедрата по биотехнологии и науки за живота. Например, имунни клетки като неутрофили, натрупани във възпалителни тъкани, могат да освободят dsRNA в устата. Неотдавнашното проучване изследва dsRNA като заподозрян в прогресията на възпаление на костите по време на пародонтално заболяване.

При здрави кости стромалният остеобласт на външната повърхност на костта отлага нов костен материал, докато остеокластите, произхождащи от хематопоетични клетки, разграждат старата кост за резорбция на минерали; балансът между техните дейности поддържа костната маса. Протеин, наречен RANKL, играе роля в поддържането на този баланс и по този начин за успешното ремоделиране на костите. Хормоноподобният PGE2 (простагландин Е2) молекула, естествено произведена от остеобласти, регулира RANKL по време на възпаление на венците. Промени в производството на PGE2и следователно RANKL, биха повлияли на загубата и увеличаването на костната маса.

Използвайки остеобласти и клетки от костен мозък от мишки, плюс синтетична молекула, аналогична на dsRNA, авторите на изследването експериментират с излагане на клетките на dsRNA. Те наблюдават, че dsRNA ясно индуцира диференциацията на повече остеокласти, клетките, които разграждат костите. dsRNA кара остеобластите да произвеждат повече от хормоноподобния PGE2 което от своя страна регулира RANKL и стимулира остеокластите да се диференцират. И така, остеобластите, чрез взаимодействия с молекулите dsRNA, изпращат клетъчни сигнали, които увеличават производството на ерозиращи костите остеокласти. dsRNA също така кара зрелите остеокласти да оцелеят по-дълго.

Повече, по-дълго оцелели остеокласти водят до по-голяма адсорбция на костта, когато венците са възпалени от бактериално заболяване. Проучването разкрива неизвестен досега механизъм, чрез който заболяването на венците причинява разрушаване на костите. Инада казва: “Тези данни предполагат, че TLR3 сигнализирането в стромалния остеобласт контролира PGE2 производство и предизвиква последваща диференциация и оцеляване на зрели остеокласти.” Стромалните остеокласти водят до възпалителна резорбция на костите, закрепващи зъбите. Знаейки, че възпалението, водещо до увреждане на костите при пародонтит, може да бъде предизвикано от dsRNA, въведена чрез бактериите или натрупана имунна система клетки в тъканите е скок напред в борбата с последиците от заболяването на венците.

Гледайки напред, изследователите планират допълнително да проучат как dsRNA – чрез сигнализиране на рецепторите на имунната система върху стромалните остеобласти, за да произвеждат повече PGE2 – допринася за прогресирането на пародонтита с течение на времето. Разбирането на основните механизми е основата за ново разработване на лекарства за предотвратяване на загуба на костна тъкан от заболяване на венците.

Други автори на статията са Цукаса Томинари, Миюки Акита, Чихо Мацумото, Мичико Хирата, Шосей Йошиноучи, Юки Танака, Кенто Каруджи, Йошифуми Итох, Такаюки Маруя, Чисато Мияура и Юкихиро Нумабе.

Японското дружество за насърчаване на науката и Институтът за глобални иновационни изследвания в Токийския университет по земеделие и технологии финансираха това изследване.

Източник:

Токийския университет по земеделие и технологии

Справка в списанието:

Томинари, Т., et al. (2022) Ендозомното TLR3 сигнализиране в стромални остеобласти индуцира простагландин Е2-медиирана възпалителна пародонтална костна резорбция. Списание по биологична химия. doi.org/10.1016/j.jbc.2022.101603.

.

Add Comment