توضيح الآليات الخلوية لالتهاب اللثة بنموذج حيواني محسن

طوّر باحثون من جامعة طوكيو للطب وطب الأسنان (TMDU) تقنية تسمح لهم بالتحليل التفصيلي لتطور التهاب اللثة مع مرور الوقت.

تعد أمراض اللثة، والتي تتمثل في التهاب اللثة، السبب الرئيسي لفقدان الأسنان وتؤثر على واحد من كل خمسة بالغين تقريبًا في جميع أنحاء العالم. في معظم الحالات، تحدث هذه الحالة نتيجة لاستجابة التهابية لعدوى بكتيرية في الأنسجة المحيطة بالأسنان.

ومع تفاقم الحالة، تبدأ اللثة في الانحسار، مما يؤدي إلى كشف جذور الأسنان والعظام. ومن الجدير بالذكر أن معدل الإصابة بالتهاب اللثة يزداد مع تقدم العمر، ومع زيادة متوسط العمر المتوقع للسكان حول العالم، من المهم أن يكون لدينا فهم قوي لأسبابه الأساسية وتطوره.

في دراسة نشرت في Nature Communications، وجد باحثو TMDU طريقة لتحقيق هذا الهدف من خلال تحسين نموذج حيواني مستخدم على نطاق واسع لدراسة التهاب اللثة.

الدراسة المباشرة لالتهاب اللثة عند البشر أمر صعب. ونتيجة لذلك، يلجأ العلماء غالبًا إلى النماذج الحيوانية لإجراء الأبحاث قبل السريرية. على سبيل المثال، سمح "نموذج التهاب اللثة الناجم عن ربط الفئران" منذ طرحه في عام 2012 للباحثين بدراسة الآليات الخلوية الكامنة وراء هذه الحالة.

ببساطة، في هذا النموذج، يتم إحداث أمراض اللثة بشكل مصطنع عن طريق وضع خيوط حريرية على أضراس الفئران، مما يسبب تراكم البلاك. وعلى الرغم من أن هذه الطريقة مريحة وفعالة، إلا أنها لا تغطي الصورة الكاملة لالتهاب اللثة.

رسم تخطيطي لملامح التعبير الجيني الالتهابي أثناء التهاب اللثة ودور محور IL-33/ST2 في السيطرة على الالتهاب الحاد. المصدر: جامعة طوكيو للطب وطب الأسنان.

"على الرغم من أن أنسجة اللثة تتكون من اللثة والأربطة الداعمة والعظم السنخي والملاط، إلا أن التحليل عادة ما يتم إجراؤه حصريًا على عينات اللثة بسبب القيود التقنية والكمية"، كما يشير مؤلف الدراسة الرئيسي أنهاو ليو. "إن استراتيجية أخذ العينات هذه تحد من الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من هذه الدراسات، لذلك هناك حاجة إلى أساليب يمكنها تحليل جميع مكونات الأنسجة في وقت واحد."

لمعالجة هذا القيد، قام فريق البحث بتطوير نموذج معدل لالتهاب اللثة الناجم عن الأربطة. بدلاً من الرباط الفردي الكلاسيكي، استخدموا رباطًا ثلاثيًا على الضرس العلوي الأيسر لدى ذكور الفئران. تعمل هذه الإستراتيجية على توسيع مساحة فقدان العظام دون تدمير كبير للعظام حول الضرس الثاني، مما يزيد من عدد الأنواع المختلفة من أنسجة اللثة.

"لقد عزلنا ثلاثة أنواع رئيسية من الأنسجة وقمنا بتقييم إنتاجية الحمض النووي الريبي (RNA) بين النموذجين. وأظهرت النتائج أن نموذج الارتباط الثلاثي زاد بشكل فعال من الإنتاجية، محققًا أربعة أضعاف كمية الأنسجة المحيطة بالجذر الطبيعي ودعم التحليل عالي الدقة لأنواع الأنسجة المختلفة "، يوضح الأب للدكتور ميكيهيتو هاياشي.

بعد التأكد من فعالية نموذجهم المعدل، بدأ الباحثون في دراسة آثار التهاب اللثة على التعبير الجيني بين أنواع الأنسجة المختلفة مع مرور الوقت، مع التركيز على الجينات المرتبطة بالالتهاب وتمايز الخلايا العظمية.

كانت إحدى النتائج الرئيسية التي توصلوا إليها هي أن التعبير الجيني Il1rl1 كان أعلى بشكل ملحوظ في الأنسجة المحيطة بالذرية بعد خمسة أيام من الربط. يقوم هذا الجين بتشفير بروتين ST2 في المستقبلات والأشكال الإسوية الخادعة، التي ترتبط بسيتوكين يُسمى IL-33، والذي يشارك في العمليات الالتهابية والتنظيمية المناعية.

لاكتساب مزيد من المعرفة حول دور هذا الجين، قام الفريق بتحريض التهاب اللثة في الفئران المعدلة وراثيا التي تفتقر إلى جينات Il1rl1 أو Il33. أظهرت هذه الفئران تدميرًا سريعًا للعظام الالتهابية، مما يسلط الضوء على الدور الوقائي لمسار IL-33/ST2. أظهر التحليل الإضافي للخلايا التي تحتوي على بروتين ST2 في شكله المستقبلي، mST2، أن الأغلبية مشتقة من الخلايا البلعمية.

"يتم تصنيف الخلايا البلعمية عمومًا إلى نوعين رئيسيين، مؤيدة للالتهابات ومضادة للالتهابات، اعتمادًا على تنشيطها. لقد وجدنا أن الخلايا المعبرة عن mST2 فريدة من نوعها من حيث أنها تعبر في الوقت نفسه عن بعض علامات كلا النوعين من الخلايا البلعمية،" المؤلف الكبير الدكتور تاكانوري ايواتا. "كانت هذه الخلايا موجودة في الأنسجة المحيطة بالجذر قبل ظهور الالتهاب، لذلك أطلقنا عليها اسم "البلاعم اللثوية المقيمة"."

تُظهر نتائج هذه الدراسة معًا قوة النموذج الحيواني المعدل لدراسة التهاب اللثة على نطاق أكثر تفصيلاً، وصولاً إلى المستوى الجزيئي الحيوي.

"نحن نقترح إمكانية وجود مسار جزيئي جديد، IL-33/ST2، ينظم الالتهاب وتدمير العظام في أمراض اللثة، إلى جانب بلاعم محددة في الأنسجة المحيطة بالجذر، والتي تشارك بشكل كبير في أمراض اللثة. ونأمل أن يؤدي هذا إلى لتطوير استراتيجيات علاجية وطرق وقائية جديدة"، يخلص المؤلف الكبير الدكتور توموكي ناكاشيما.