Papel de SOCS2 na modulação da resposta imune e perda óssea alveolar durante a infecção periodontal experimental induzida por Aggregatibacter actinomycetemcomitans
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Role of SOCS2 in yhe modulation of immune response and alveolar bone loss during experimental periodontal infecction with Aggregatibacter actinomycetemcomitans
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Resumo
Citocinas pró-inflamatórias desempenham um papel importante na destruição do
tecido periodontal. Tem sido demonstrado que as proteínas SOCS são reguladores
negativos da sinalização de citocinas em vários tecidos e podem desempenhar um
papel na contenção da inflamação periodontal. Entretanto, o papel de SOCS2
durante o processo de osteoclastogênese é ainda desconhecido. Objetivo:
Determinar o papel da SOCS2 na modulação das respostas do hospedeiro durante a
doença periodontal experimental induzida por Aggregatibacter
actinomycetemcomitans (Aa). Métodos: A perda óssea alveolar foi induzida em
camundongos knockout para SOCS2 (Socs2-/-
) de 8 semanas e tipo selvagem (WT)
por inoculação oral de 100 µL de Aa (109 UFC/mL) com 1,5% de
carboximetilcelulose, a cada 48 h durante 7 dias. Os animais controle receberam
apenas PBS. Após 30 e 60 dias de infecção, camundongos Socs2-/-
apresentaram
aumento da perda óssea alveolar quando comparados a camundongos WT
infectados. No entanto, os camundongos Socs2-/-
apresentaram níveis reduzidos de
citocinas pró-inflamatórias, como IL-6 e TNF, e mostraram um aumento nos níveis
do mediador antiinflamatório e pró-resolutivo, Lipoxina A4. Os camundongos Socs2-
/- também demonstraram um maior influxo de neutrófilos, no entanto, não houve
alterações na expressão de RANKL na membrana de neutrófilos WT e Socs2-/- após
a estimulação com LPS-Aa ou Aa. Além disso, os neutrófilos deficientes em Socs2-/-
produziram níveis mais elevados de TNF após o estímulo com LPS-Aa e Aa em
comparação com as células WT. Além disso, os resultados mostraram uma maior
quantidade de células TRAP positivas em camundongos Socs2
-/-
, e que permaneceu
estável durante a infecção, ao contrário do observado em animais WT, onde há um
aumento de células positivas para TRAP durante a infecção. Além disso, nenhuma
diferença na quantidade de RANKL solúvel foi observada após a infecção em
camundongos Socs2-/-
quando comparados com WT. Estudos in vitro demonstraram
que as células da medula óssea de camundongos Socs2-/-
apresentaram maior
diferenciação em osteoclastos do que células de camundongos WT. A deficiência de
SOCS2 promoveu também menor resposta inflamatória induzida por LPS-Aa com
menor secreção de TNF e IL-6 pelos osteoclastos, e menor resposta inflamatória
induzida por Aa com menor secreção de TNF, IL-6, IL-1β e RANKL pelos
fibroblastos, em comparação com células derivadas de camundongos WT.
Osteoclastos derivados de camundongos Socs2-/-
exibiram expressão de mRNA
semelhante de Traf6, Catepsina K, Rank, Ahr e Myd88 observada em células WT.
No entanto, camundongos Socs2-/- mostraram um aumento da expressão de mRNA
de Tlr4 48 h após o estímulo RANKL + LPS-Aa. A análise de WB de osteoclastos de
camundongos Socs2-/-
demonstra níveis basais/constitutivo aumentados de TRAF6,
c-FOS e NFATc1 que foram diminuídos após estimulação com RANKL e LPS-Aa.
Assim, nossos resultados sugeriram que SOCS2 pode desempenhar um papel
importante no controle da perda óssea alveolar na doença periodontal experimental
induzida por Aa, e esse mecanismo não parece estar relacionado ao controle da
inflamação, mas parece ter um papel direto na sinalização de LPS-Aa e no processo
de osteocalstogênese.
Abstract
Periodontal disease is an inflammatory disease that leads to loss of dental support
structures. Proinflammatory cytokines play a critical role in the destruction of
periodontal tissue. SOCS proteins have been shown to be key negative regulators of
cytokine signaling in several tissues and may play a role in restraining periodontal
inflammation. The induction of SOCS2 may represent a general pathway responsible
for controlling several innate/adptative responses. However, the role of SOCS2 in
osteoclastogenesis is still unclear. This study aimed to determine the role of SOCS2
in modulating host responses during experimental periodontal disease induced by
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa). Alveolar bone loss was induced in 8-
wk-old SOCS-2-knockout (Socs2-/-
) and wild-type (WT) mice by oral inoculation with
100 µL of an inoculum containing 109 CFU/mL of Aa with 1.5% of
carboximetilcelulose, each 48 h for 7 days. Control mice receive only PBS. Mice were
euthanized 30 days after the last oral inoculation. Socs2−/− mice intrinsically exhibited
irregular phenotype in maxillary bone. After 30 and 60 days of infection, Socs2-/- mice
presented increased alveolar bone loss when compared to infected WT mice.
However, Socs2-/- mice had lower levels of pro-inflammatory cytokines such as IL-6
and TNF and showed an increase in levels of anti-inflammatory and pro-resolving
mediator, Lipoxin A4. Socs2-/- mice also demonstrated a higher neutrophil influx,
however there were no changes in RANKL expression on WT and Socs2-/-
neutrophils membrane after LPS-Aa or Aa stimulation. Of note, Socs2-/-
deficient
neutrophils produced higher levels of TNF after LPS-Aa and Aa stimulus when
compared to WT cells. Furthermore, the results showed a higher baseline amount of
positive TRAP-positive cells in Socs2-/- mice, and that it remains stable during
infection, unlike that observed in WT animals, where there is an increase in TRAPpositive cells during infection. Moreover, no differences in the amount of RANKL was
observed after infection in Socs2-/- mice when compared to WT. In vitro studies have
shown that bone marrow cells (BMC) from Socs2-/- mice presented higher
differentiation in osteoclast than WT BMC. Of note, SOCS2 deficiency promoted
lower Aa lipopolysaccharide-induced inflammatory response with lower secretion
TNF and IL-6 by osteoclasts, and lower Aa-induced inflammatory response with
lower secretion of TNF, IL-6, IL-1β and RANKL by fibroblasts, as compared with WT.
BMCs-derived osteoclasts from Socs2−/− mice exhibited similar mRNA expression of
Traf6, Cathepsin K, Rank, Ahr, and Myd88 observed in WT cells. However, Socs2−/−
mice showed increased mRNA expression of Tlr4 48 h after RANKL+LPS-Aa
stimulus. WB analysis of osteoclasts from Socs2-/- mice demonstrates increased
baseline levels of TRAF6, c-FOS and NFATc1 that were decreased after stimulation
with RANKL and LPS-Aa. Thus, our results suggested that SOCS2 may play an
important role controlling alveolar bone loss in experimental periodontal disease
induced by Aa, and this mechanism does not seem to be related to the control of
inflammation, but it seems to play a direct role in the LPS-Aa signaling and
osteocalstogenesis process.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Doenças Periodontais, Proteínas Supressoras da Sinalização de Citocina, Osteogênese
Palavras-chave
Doença periodontal, SOCS2, Osteoclastogênese
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