El ARN de doble cadena induce la pérdida ósea durante la enfermedad de las encías

Investigadores de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio informaron sobre un nuevo descubrimiento sobre los mecanismos de pérdida ósea en la enfermedad de las encías (periodontitis). Descubrieron que las moléculas de ARN de doble cadena pueden activar la respuesta del sistema inmunitario que conduce al deterioro de los huesos.

Publicaron su artículo en la edición de marzo de Revista de Química Biológica.

Las infecciones graves de las encías dañan los tejidos blandos de la boca, como las encías, y erosionan gradualmente los huesos (alveolares) subyacentes que sostienen los dientes. Tanto las bolsas de hueso alrededor de la base de los dientes como los ligamentos que anclan los dientes a la mandíbula son susceptibles de romperse por una infección bacteriana. Esta erosión del hueso periodontal, si no se controla, finalmente puede resultar en la pérdida de dientes.

Durante mucho tiempo se ha reconocido que las concentraciones de placa bacteriana anidadas en las bolsas de los dientes son la causa de la enfermedad periodontal. Los componentes principales de las membranas externas de las bacterias que causan la enfermedad de las encías son moléculas llamadas lipopolisacáridos. Los lipopolisacáridos apoyan a la célula bacteriana y protegen contra el ataque de las células inmunitarias, pero también se han implicado en la inflamación de las encías al activar los receptores tipo toll (TLR4) en las células inmunitarias que luego reconocen a las bacterias como patógenos.

Sin embargo, hasta ahora no estaba claro si «otros patógenos, incluido el ARN de doble cadena (dsRNA) derivado de bacterias o células autólogas, contribuyen a la progresión de la pérdida ósea periodontal», explica el autor del estudio y profesor Masaki Inada, DDSc y Ph.D. en el Departamento de Biotecnología y Ciencias de la Vida. Por ejemplo, las células inmunitarias como los neutrófilos acumulados en los tejidos inflamatorios podrían liberar dsRNA en la boca. El estudio reciente investigó el dsRNA como sospechoso en la progresión de la inflamación ósea durante la enfermedad periodontal.

En los huesos sanos, los osteoblastos del estroma en la superficie externa de un hueso depositan material óseo nuevo, mientras que los osteoclastos que se originan en las células hematopoyéticas descomponen el hueso viejo para la reabsorción de minerales; el equilibrio entre sus actividades sustenta la masa ósea. Una proteína llamada RANKL desempeña un papel en el mantenimiento de ese equilibrio y, por lo tanto, en la forma en que el hueso se remodela con éxito. La PGE similar a una hormona₂ (prostaglandina E₂), producida naturalmente por los osteoblastos, regula al alza el RANKL durante la inflamación de las encías. Alteraciones en la producción de PGE₂y por lo tanto RANKL, afectaría la pérdida y ganancia ósea.

Utilizando osteoblastos y células de la médula ósea de ratones, además de una molécula sintética análoga al dsRNA, los autores del estudio experimentaron con la exposición de las células al dsRNA. Observaron que el dsRNA claramente inducía la diferenciación de más osteoclastos, las células que descomponen el hueso. El dsRNA hizo que los osteoblastos produjeran más PGE similar a una hormona.₂ que a su vez regulaba al alza el RANKL y estimulaba la diferenciación de los osteoclastos. Entonces, los osteoblastos, a través de interacciones con las moléculas de dsRNA, enviaron señales celulares que aumentaron la producción de osteoclastos que erosionan los huesos. El dsRNA también hizo que los osteoclastos maduros sobrevivieran más tiempo.

Más osteoclastos que sobreviven más tiempo conducen a una mayor adsorción del hueso cuando las encías están inflamadas por una enfermedad bacteriana. El estudio reveló un mecanismo previamente desconocido por el cual la enfermedad de las encías provoca la descomposición de los huesos. Dice Inada, «Estos datos sugieren que la señalización de TLR3 en los osteoblastos del estroma controla la PGE₂ producción e induce la subsiguiente diferenciación y supervivencia de los osteoclastos maduros». Los osteoclastos del estroma conducen a la reabsorción inflamatoria de los huesos que anclan los dientes. Sabiendo que la inflamación que conduce al daño óseo en la periodontitis puede ser desencadenada por el dsRNA introducido a través de las bacterias o un sistema inmune acumulado células en los tejidos es un paso adelante en la lucha contra los efectos de la enfermedad de las encías.

Mirando hacia el futuro, los investigadores planean examinar más a fondo cómo el dsRNA, mediante la señalización de los receptores del sistema inmunitario en los osteoblastos del estroma para producir más PGE₂— contribuye a la progresión de la periodontitis con el tiempo. Comprender los mecanismos subyacentes es la base para el desarrollo novedoso de medicamentos para prevenir la pérdida ósea por enfermedad de las encías.

Proporcionado por la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio