Studie blockiert entzündlichen Knochenverlust bei Zahnfleischerkrankungen | 2020

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Anonim

Eine neue Studie, die von Forschern der University of Pennsylvania School of Dental Medicine durchgeführt wurde, zeigt, dass ein Protein namens Del-1 den mit Parodontitis verbundenen Knochenverlust hemmen kann. Sie fanden auch heraus, dass das Protein die Aktivität von Osteoklasten, Zellen, die Knochengewebe absorbieren, hemmt. Dies führte zu einer mechanistischen Erklärung, wie Del-1 den parodontalen Knochenverlust verhindern kann.

Der Befund ebnet den Weg für therapeutische Interventionen zur Behandlung von Parodontitis und möglicherweise anderen Erkrankungen.

"Dies ist nicht nur für Parodontitis wichtig", sagte George Hajishengallis, leitender Autor der Arbeit und hundertjähriger Professor von Thomas W. Evans in der Abteilung für Mikrobiologie der Penn Dental Medicine. "Es könnte auch Auswirkungen auf andere entzündliche Erkrankungen haben, bei denen es um Knochenschwund geht, wie Osteoporose und rheumatoide Arthritis."

Weitere Mitarbeiter von Penn Dental Medicine waren Co-Lead-Autoren Jieun Shin und Tomoki Maekawa sowie die Co-Autoren Toshiharu Abe, Evlambia Hajishengallis, Kavita Hosur und Kalyani Pyaram. Das Penn-Team arbeitete mit Triantafyllos Chavakis und Ioannis Mitroulis von der Technischen Universität Dresden zusammen.

"Die Ergebnisse unterstreichen das therapeutische Potenzial dieses endogenen entzündungshemmenden Faktors, Del-1, bei weiteren Erkrankungen des Menschen, bei denen die Del-1-Spiegel reduziert sind", sagte Chavakis.

Das Papier erscheint im Tagebuch Wissenschaftliche translationale Medizin .

Frühere Studien von Hajishengallis und Kollegen haben gezeigt, dass Del-1 eine wichtige Rolle bei der Hemmung der Bewegung und Akkumulation von Neutrophilen im Zahnfleisch von Mäusen spielt, und sie haben herausgefunden, dass ein ähnlicher Mechanismus zur Verringerung von Entzündungen im Zentralnervensystem auftritt. In beiden Szenarien kann Del-1 die Rekrutierung von Neutrophilen hemmen, wodurch schädliche Entzündungen verhindert werden. Die Penn-Wissenschaftler zeigten, dass die Anwendung von Del-1 auf das Zahnfleisch Entzündungen und Knochenschwund in einem Mausmodell der Parodontitis hemmen kann.

Beweise aus diesen Studien legen jedoch auch nahe, dass die Wirkung von Del-1 auf den Knochenverlust nicht allein auf die Hemmung der Rekrutierung von Neutrophilen zurückzuführen ist.

"Als wir Del-1 nebeneinander mit einem niedermolekularen Inhibitor der Neutrophilenrekrutierung verglichen, stellten wir fest, dass Del-1 den Knochenverlust viel wirksamer hemmt", sagte Hajishengallis. "Das hat uns nahegelegt, dass Del-1 einen zusätzlichen Mechanismus zur Hemmung des Knochenverlusts haben könnte, vielleicht indem es direkt auf die Osteoklasten einwirkt."

Es ist bekannt, dass Del-1 auf verschiedenen Weichteilen wie Zahnfleisch, Gehirn und Lunge exprimiert wird. Um jedoch den Verdacht zu bestätigen, dass es auch für den Knochenerhalt von Bedeutung sein könnte, färbte das Forscherteam Knochengewebe für das Molekül. Sie fanden Hinweise auf Del-1 in den gleichen Bereichen wie die Osteoklastenaktivität, dann wurden in vitro menschliche und Maus-Osteoklasten erzeugt und Del-1-mRNA und -Protein in hohen Konzentrationen exprimiert.

Osteoklasten von Mäusen, denen Del-1 fehlte, oder von Zelllinien, denen das Protein fehlte, konnten schneller und stärker unterschieden werden.

"Tatsächlich blockiert Del-1 nicht die Bildung von Osteoklasten, aber es bremst den Prozess", sagte Hajishengallis.

Weitere Experimente in vitro mit menschlichen Osteoklasten und in vivo in Mäusen ergaben einen Teil des Del-1-Proteins, der für die Eindämmung der Osteoklastenaktivität besonders wichtig war, obwohl zusätzliche Teile des Moleküls für die wirksamste Hemmung von Entzündungen und Knochenschwund erforderlich waren. In weiteren mechanistischen Experimenten mit verschiedenen Teilen des Proteins konnten die Forscher die entzündungshemmende Wirkung von Del-1 von seiner anti-osteoklastogenen Wirkung trennen.

"Selbst wenn wir Del-1 nach der Rekrutierung von Neutrophilen verabreichten, konnten wir den Knochenverlust signifikant hemmen", sagte Hajishengallis.

Mit diesem neuen Verständnis, wie Del-1 den parodontalen Knochenverlust hemmen kann - sowohl durch Verringerung der Entzündung als auch durch Einschränkung der Aktivität von Osteoklasten, die Knochengewebe resorbieren - haben die Forscher es in einem präklinischen Modell der Parodontitis getestet, wobei Del-1 signifikant beobachtet wurde reduzierte Entzündungen und Gewebeschäden und dass es signifikant weniger Knochenverlust gab.

Hajishengallis und Kollegen haben Del-1 in andere entzündliche Erkrankungen, einschließlich Multipler Sklerose, verwickelt und beginnen, seine mögliche Beteiligung an rheumatoider Arthritis und Osteoporose zu untersuchen. Im Gegensatz zu einigen Medikamenten, die zur Behandlung dieser Krankheiten verwendet werden, ist Del-1 ein Protein, das der menschliche Körper bereits produziert. Daher wäre die Verabreichung eines Medikaments auf Del-1-Basis wahrscheinlich sicherer als einige der Alternativen, insbesondere bei lokalen entzündlichen Erkrankungen.

"Ich bin überzeugt, dass dies ein Medikament ist, das beim Menschen wirken könnte", sagte Hajishengallis.