הבהרת המנגנונים התאיים של דלקת חניכיים עם מודל חיה משופר

חוקרים מאוניברסיטת טוקיו רפואית ודנטלית (TMDU) פיתחו טכניקה המאפשרת להם לנתח בפירוט את התפתחות דלקת חניכיים לאורך זמן.

מחלה תקופתית, המיוצגת על ידי פריודונטיטיס, היא הגורם המוביל לאובדן שיניים ומשפיעה על כמעט אחד מכל חמישה מבוגרים ברחבי העולם. ברוב המקרים, מצב זה מתרחש כתוצאה מתגובה דלקתית לזיהום חיידקי של הרקמות סביב השיניים.

ככל שהמצב מחמיר, החניכיים מתחילות לסגת, וחושפות את שורשי השיניים והעצם. יש לציין, שכיחות דלקת חניכיים עולה עם הגיל, וככל שאוכלוסיות ברחבי העולם עולות בתוחלת החיים, חשוב שתהיה הבנה מוצקה של הסיבות וההתקדמות שלה.

במחקר שפורסם ב-Nature Communications, חוקרי TMDU מצאו דרך להשיג מטרה זו על ידי שיפור מודל בעלי חיים בשימוש נרחב לחקר דלקת חניכיים.

חקירה ישירה של דלקת חניכיים בבני אדם היא קשה. כתוצאה מכך, מדענים פונים לעתים קרובות למודלים של בעלי חיים למחקר פרה-קליני. לדוגמה, "מודל החניכיים המושרה על ידי קשירת עכברים" אפשר, מאז הצגתו ב-2012, לחוקרים לחקור את המנגנונים התאיים העומדים בבסיס מצב זה.

בפשטות, במודל זה, מחלת חניכיים נגרמת באופן מלאכותי על ידי הנחת תפרי משי על הטוחנות של עכברים, מה שגורם להצטברות פלאק. למרות ששיטה זו נוחה ויעילה, היא אינה מכסה את התמונה השלמה של דלקת חניכיים.

המחשה סכמטית של פרופילי ביטוי גנים דלקתיים במהלך פריודונטיטיס ותפקידו של ציר IL-33/ST2 בשליטה בדלקת חריפה. מקור: Tokyo Medical and Dental University.

"למרות שרקמת חניכיים מורכבת מחניכיים, רצועות חניכיים, עצם מכתשית ומלט, ניתוח מבוצע בדרך כלל אך ורק על דגימות חניכיים עקב מגבלות טכניות וכמותיות", מציין מחבר המחקר Anhao Liu. "אסטרטגיית דגימה זו מגבילה את המסקנות שניתן להסיק ממחקרים אלה, ולכן יש צורך בשיטות שיכולות לנתח את כל מרכיבי הרקמה בו זמנית."

כדי לטפל במגבלה זו, צוות המחקר פיתח מודל שונה של דלקת חניכיים הנגרמת על ידי קשירה. במקום הקשירה הבודדת הקלאסית, הם השתמשו בקשירה משולשת על הטוחנה השמאלית העליונה של עכברים זכרים. אסטרטגיה זו הרחיבה את אזור אובדן העצם ללא הרס עצם משמעותי סביב הטוחנה השנייה, והגדילה את מספר סוגים שונים של רקמות חניכיים.

"בודדנו שלושה סוגי רקמות עיקריים והערכנו את תפוקת ה-RNA בין שני המודלים. התוצאות הראו שמודל הקשירה המשולשת הגדיל ביעילות את התפוקה, השיג פי 4 מכמות הרקמה הפריראדיקולרית הנורמלית ותמך בניתוח ברזולוציה גבוהה של סוגי רקמות שונים," מסביר האב מאת ד"ר מיקיהיטו היישי.

לאחר שאישרו את היעילות של המודל המותאם שלהם, החוקרים החלו לחקור את ההשפעות של דלקת חניכיים על ביטוי גנים בקרב סוגי רקמות שונים לאורך זמן, תוך התמקדות בגנים הקשורים לדלקת ולהתמיינות אוסטאוקלסטית.

אחד הממצאים העיקריים שלהם היה שביטוי הגן Il1rl1 היה גבוה יותר באופן משמעותי ברקמה הפריראדיקולרית חמישה ימים לאחר הקשירה. גן זה מקודד לחלבון ST2 באיזופורמים של קולטן ופיתוי, הנקשר לציטוקין הנקרא IL-33, המעורב בתהליכים דלקתיים ואימונו-רגולטוריים.

כדי לקבל תובנה נוספת לגבי תפקידו של גן זה, הצוות גרם לדלקת חניכיים בעכברים מהונדסים גנטית חסרי הגנים Il1rl1 או Il33. עכברים אלה הפגינו הרס עצם דלקתי מואץ, והדגישו את תפקידו המגן של מסלול IL-33/ST2. ניתוח נוסף של תאים המכילים את חלבון ST2 בצורת הקולטן שלו, mST2, הראה שרובם נגזרו מקרופאגים.

"מקרופגים מסווגים בדרך כלל לשני סוגים עיקריים, פרו-דלקתיים ואנטי-דלקתיים, בהתאם להפעלתם. מצאנו שתאים המבטאים mST2 הם ייחודיים בכך שהם מבטאים בו-זמנית כמה סמנים של שני סוגי המקרופאגים", מעיר. הסופר הבכיר ד"ר טקאנורי איוואטה. "תאים אלה היו נוכחים ברקמה הפריראדיקולרית לפני הופעת הדלקת, אז קראנו להם 'מקרופאגים חניכיים גרים'."

יחד, התוצאות של מחקר זה מדגימות את הכוח של מודל החיות המותאם לחקור דלקת חניכיים בקנה מידה מפורט יותר, עד לרמה הביו-מולקולרית.

"אנו מציעים אפשרות של מסלול מולקולרי חדש, IL-33/ST2, המווסת דלקת והרס העצם במחלות חניכיים, יחד עם מקרופאגים ספציפיים ברקמה הפריראדיקולרית, המעורבת עמוקות במחלות חניכיים. זה יוביל בתקווה לפיתוח אסטרטגיות טיפול חדשות ושיטות מניעה", מסכם הסופר הבכיר ד"ר טומוקי נקשימה.