Periostina, un nuovo fattore determinante per l’integrità parodontale

Che cosa fa la periostina nella matrice extracellulare?

La periostina interagisce con le molecole strutturali extracellulari, come il Collagene Tipo I, e le proteine di membrana cellulare, quali le integrine αvβ3 e αvβ5. Si è detto che queste interazioni matricellulari influenzano sia il comportamento della cellula che la fibrillogenesi del collagene6. Il diametro della fibra di collagene si riduce in assenza di periostina, generando un decremento nel modulo di elasticità nel KO. Inoltre, l’interazione tra periostina e αvβ5 attiva la trasduzione del segnale per la sopravvivenza cellulare. Il nostro gruppo ha dimostrato che la periostina è strettamente legata ai fasci di fibre del PDL provenienti dal cemento della superficie della radice all’osso alveolare che sostengono l’apparato di supporto del dente. Quindi, nel caso di eliminazione della periostina il parodonto si deteriora rapidamente nel tempo e non è in grado di sostenere lo stimolo meccanico fisiologico. Riassumendo, questa dimostrazione mostra il ruolo critico della proteina adattatrice matricellulare periostina come potenziale modulatore di importanti proprietà meccaniche del tessuto parodontale. È stato riportato che importanti cambiamenti molecolari avvengono durante la progressione della malattia periodontale. Livelli alterati di Transforming Growth Factorβ (TGF-β) appaiono coinvolti nella progressione della malattia parodontale42-45. Livelli ridotti di TGF- β-1nelle malattie parodontali in stato avanzato sono stati associati con attività alterate di metalloproteinasi (MMP’s) e interleuchina-1β (IL1-β)42,44. I livelli di TGF-β-1 aumentano sotto tensione meccanica e regolano l’espressione della periostina26,41,46. Queste molecole sono espresse in diversi stadi della guarigione della ferita. Riportiamo in seguito le nuove scoperte riguardanti la sua rilevanza nella funzione del PDL40,41. I nostri dati suggeriscono che il TGF-β potrebbe influenzare l’integrità del parodonto attraverso la regolazione dell’espressione e della funzione della periostina. Il rilievo della periostina in altri tessuti specializzati, come il cuore, evidenzia chiaramente la sua importanza nella riparazione, rigenerazione e guarigione dopo l’infarto miocardico. La periostina è normalmente secreta da fibroblasti del PDL in risposta a lesioni e interagisce con i ricettori di integrine su cellule target per modulare il rimodellamento cellulare e della matrice. Recentemente, con i progressi nella tecnologia e la disponibilità di modelli animali, è risultato possibile ricostruire un modello meccanicistico di patogenesi della malattia parodontale. A partire dalla eliminazione convenzionale dei geni parodontopatici “specifici”, abbiamo identificato fattori chiave che sembrano determinare la stabilità funzionale e strutturale dei tessuti di supporto del dente. I topi a cui manca l’integrina transmembrana αvβ6, una molecola espressa nell’epitelio giunzionale sano, perdono rapidamente attacco e mostrano una significativa migrazione apicale dell’epitelio sulculare, favorendo la formazione di tasche parodontali47. Questi cambiamenti sono associati a una segnalazione alterata di TGFβ-1, molecola coinvolta in numerose funzioni di regolazione, inclusi la riparazione del tessuto e il sistema immunitario. TGFβ-1 è secreto dalla cellula come un precursore latente del complesso ed è legato alla matrice extracellulare attraverso una proteina di legame detta TGFβ-1 latente(LTBP1)48. Il legame tra integrina αvβ6 e il peptide latente associato è stato implicato nell’attivazione e nel rilascio del αvβ-1 latente49,50 che invece favorisce la formazione e la maturazione della matrice extracellulare (ECM) attraverso la regolazione di MMP-8 e MMP-1342,51. L’esame dei tessuti prelevati da pazienti con malattia parodontale avanzata mostrano consistenti cambiamenti caratterizzati da un lato dalla diminuzione di TGFβ-1 e integrina αvβ 6 e dall’altro da maggiori livelli di collagenasi tissutale, gelatinasi e citochine proinfiammatorie quali IL1-β44,47,52,53. L’epitelio giunzionale durante la malattia parodontale è la prima barriera critica di tessuto che viene rotta dai batteri orali. La sua invasione stimola una robusta reazione di difesa immunologica dei leucociti all’interno dei tessuti gengivali. Tale reazione infiammatoria può essere contenuta entro questo livello oppure, in caso di individui predisposti, può progredire fino a compromettere l’integrità del PDL e dell’osso alveolare.

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Figura 4


Discussione

Le malattie parodontali colpiscono gran parte della popolazione mondiale. L’identificazione delle variabili nella predisposizione genetica e il loro ruolo nell’insorgenza e nella progressione della malattia sono stati l’obiettivo di numerosi studi. Considerando le prove riportate, la periostina rappresenta un nuovo agente biologico con un significativo potenziale diagnostico e terapeutico che potrebbe migliorare la cura del paziente. Gli studi preclinici e meccanicistici attualmente disponibili nel campo della biologia parodontale hanno proposto nuove intuizioni sulla regolazione della funzione del PDL sia in condizioni disalute che di malattia. Comprendere il ruolo della periostina nel PDL aiuta a meglio definire la natura dinamica degli eventi biochimici matricellulari coinvolti nel passaggio tra salute e malattia parodontale (Figura 4). Queste informazioni contribuiscono ad aggiungere dettaglio nella descrizione degli agenti basilari coinvolti nel nuovo modello di patogenesi della malattia parodontale. Questo tipo di modello strutturale introduce geni, proteine e dati metabolici in una rete biologica dinamica che include meccanismi di inizio, di predisposizione e di soluzione della malattia. In definitiva questi dati aiuteranno la comprensione della biologia parodontale significativa per le dinamiche cellule-matrice e l’omeostasi, e quindi per nuovi percorsi di segnalazione cellulare che possano determinare la predisposizione verso la malattia parodontale ed essere sfruttati per il trattamento di tale patologia. Occorre ancora determinare nell’uomo le differenze fisiologicamente rilevanti nei livelli di periostina. Dai nostri esperimenti sugli animali, abbiamo riportato un chiaro fenotipo parodontale che si sviluppa nei topi che presentano totale mancanza di periostina (KO), mentre si sono avuti cambiamenti minori, o non si sono verificati per niente, in caso di diminuzione del 30-50% di periostina (Het). In ogni caso le osservazioni non riflettono una condizione microbica cronica come quella riscontrata nella malattia parodontale umana. Il modello proposto considera quindi solo parzialmente la questione. Tuttavia l’impossibilità di indurre la formazione di un complesso biofilm come nella parodontite umana è una limitazione dello studio. Attualmente le condizioni parodontali sono diagnosticate basandosi sulla presentazione clinica della malattia. La classificazione corrente ci guida a identificare “diverse” forme di malattia che si manifestano con una normale presentazione clinica e a dividerle in gruppi (i.e. cronica, aggressiva, necrotica ecc.). Per questo è nostra responsabilità riconoscere la complessità e l’eterogeneità di questo gruppo di condizioni. La limitazione della mancanza di una classificazione basata sull’eziologia compromette l’accuratezza di una diagnosi specifica e, quindi, l’identificazione della terapia più appropriata. Ulteriori studi dovrebbero essere mirati a identificare le condizioni determinanti della patologia, come l’espressione della periostina che può essere associata a un aumento della gravità e dell’estensione della malattia periodontale.

Ringraziamenti
Gli Autori ringraziano Chris Jung per averli assistiti con la preparazione delle immagini.
Questo progetto è stato supportato dal National Institute of Health/National Institute of
Dental e Craniofacial Research grants NIH/NIDCR K23DE019872 (HFR).

Corrispondenza
Hector F. Rios
Department of Periodontics and Oral Medicine
University of Michigan, School of Dentistry 1011 N. University, Ann Arbor, MI 48109-1078
Tel. 734-763-3383 – Fax: 734-936-0374 – hrios@umich.edu

 

Periostina, un nuovo fattore determinante per l’integrità parodontale - Ultima modifica: 2012-12-05T12:18:57+00:00 da Redazione

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