הבהרת המנגנונים התאיים של דלקת חניכיים באמצעות מודל חיה משופר

חוקרים מאוניברסיטת טוקיו לרפואה ורפואת שיניים (TMDU) פיתחו טכניקה המאפשרת ניתוח מפורט של התפתחות דלקת חניכיים לאורך זמן.

מחלת חניכיים, המכונה דלקת חניכיים, היא הגורם המוביל לאובדן שיניים ומשפיעה על כמעט אחד מכל חמישה מבוגרים ברחבי העולם. ברוב המקרים, המצב נובע מתגובה דלקתית לזיהום חיידקי של הרקמות סביב השיניים.

ככל שהמצב מחמיר, החניכיים מתחילות לסגת, וחושפות את שורשי השיניים והעצמות. ראוי לציין כי שכיחות דלקת חניכיים עולה עם הגיל, ועם אוכלוסיית העולם שחיה זמן רב יותר, חשוב להבין היטב את הגורמים הבסיסיים שלה ואת התקדמותה.

במחקר שפורסם בכתב העת Nature Communications, חוקרים מ-TMDU מצאו דרך להשיג מטרה זו על ידי שיפור מודל בעלי חיים נפוץ לחקר דלקת חניכיים.

קשה לחקור ישירות דלקת חניכיים בבני אדם. כתוצאה מכך, מדענים פונים לעתים קרובות למודלים של בעלי חיים למחקרים פרה-קליניים. לדוגמה, "מודל עכבר של דלקת חניכיים המושרה על ידי ליגטורה" אפשר לחוקרים לחקור את המנגנונים התאיים העומדים בבסיס המצב מאז הצגתו בשנת 2012.

במילים פשוטות, מודל זה גורם באופן מלאכותי למחלת חניכיים על ידי הנחת חוטי משי על השיניים הטוחנות של עכברים, מה שגורם להצטברות פלאק. למרות ששיטה זו נוחה ויעילה, היא אינה לוכדת את התמונה המלאה של דלקת חניכיים.

המחשה סכמטית של פרופילי ביטוי גנים דלקתיים במהלך דלקת חניכיים ותפקיד ציר IL-33/ST2 במאבק בדלקת חריפה. מקור: אוניברסיטת טוקיו לרפואה ורפואת שיניים.

"למרות שרקמת החניכיים מורכבת מחניכיים, רצועה פריודונטלית, עצם אלוואולרית וצמנטום, הניתוח מתבצע בדרך כלל אך ורק על דגימות חניכיים עקב מגבלות טכניות וכמותיות", מציין מחבר המחקר הראשי, אנהאו ליו. "אסטרטגיית דגימה זו מגבילה את המסקנות שניתן להסיק ממחקרים אלה, ולכן יש צורך בשיטות המאפשרות ניתוח סימולטני של כל רכיבי הרקמה."

כדי להתמודד עם מגבלה זו, צוות המחקר פיתח מודל שונה של דלקת חניכיים המושרה על ידי קשירה. במקום הקשירה היחידה הקלאסית, הם השתמשו בקשירה משולשת על השן הטוחנת השמאלית העליונה של עכברים זכרים. אסטרטגיה זו הרחיבה את אזור אובדן העצם מבלי להרוס באופן משמעותי את העצם סביב השן הטוחנת השנייה, ובכך הגדילה את מספר הסוגים השונים של רקמת חניכיים.

"בודדנו שלושה סוגי רקמות עיקריים והערכנו את תפוקת ה-RNA בין שני המודלים. התוצאות הראו כי המודל המשולש הגדיל ביעילות את התשואה, והשיג פי ארבעה כמות הרקמה הפרירדיקולרית הרגילה ותומך בניתוח ברזולוציה גבוהה של סוגי רקמות שונים", מסביר המחבר הבכיר ד"ר מיקיהיטו היאשי.

לאחר שאישרו את יעילות המודל המתוקן שלהם, החוקרים יצאו לחקור את השפעות דלקת החניכיים על ביטוי גנים בסוגי רקמות שונים לאורך זמן, תוך התמקדות בגנים הקשורים לדלקת והתמיינות אוסטאוקלסטים.

אחת הממצאים המרכזיים שלהם הייתה שביטוי הגן Il1rl1 היה גבוה משמעותית ברקמה הפרירדיקולרית חמישה ימים לאחר הקשירה. גן זה מקודד את חלבון ST2 באיזופורמים של קולטן ופיתיון, אשר נקשר לציטוקין בשם IL-33, המעורב בתהליכים דלקתיים ואימונו-רגולטוריים.

כדי לקבל תובנות נוספות לגבי תפקידו של גן זה, הצוות גרם לדלקת חניכיים בעכברים מהונדסים גנטית שחסרו את הגנים Il1rl1 או Il33. עכברים אלה הראו הרס עצם דלקתי מואץ, דבר המדגיש את התפקיד המגן של מסלול IL-33/ST2. ניתוח נוסף של תאים המכילים את חלבון ST2 בצורת הקולטן שלו, mST2, גילה שרובם מקורם במקרופאגים.

"מקרופאגים מסווגים בדרך כלל לשני סוגים עיקריים, פרו-דלקתיים ואנטי-דלקתיים, בהתאם להפעלתם. מצאנו שתאים המבטאים mST2 היו ייחודיים בכך שהם ביטאו בו זמנית סמנים מסוימים של שני סוגי המקרופאגים", העיר המחבר הבכיר ד"ר טקנורי איווטה. "תאים אלה היו נוכחים ברקמה הפרידואקולרית לפני תחילת הדלקת, ולכן קראנו להם 'מקרופאגים השוכנים ברקמת חניכיים'."

יחד, תוצאות מחקר זה מדגימות את כוחו של מודל בעלי חיים שעבר שינוי לחקור דלקת חניכיים בקנה מידה מפורט יותר, עד לרמה הביומולקולרית.

"אנו מציעים את האפשרות של מסלול מולקולרי חדש של IL-33/ST2 המווסת דלקת והרס עצם במחלת חניכיים, יחד עם מקרופאגים ספציפיים ברקמה הפרידואלית המעורבים עמוקות במחלת חניכיים. אנו מקווים שזה יוביל לפיתוח אסטרטגיות טיפול ושיטות מניעה חדשות", מסכם המחבר הבכיר ד"ר טומוקי נקשימה.