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Centinelas en la boca

Las células de detección de sustancias químicas en las encías recientemente descubiertas protegen la boca protegiendo las infecciones que dañan el tejido blando y destruyen el hueso que sostiene los dientes, informan investigadores del Centro de Sentidos Químicos de Monell en un estudio en animales publicado esta semana en Nature Communications. Con la ayuda de receptores de sabor amargo que también detectan subproductos de bacterias dañinas, estas células especiales de las encías activan el sistema inmunitario para controlar la cantidad y el tipo de bacterias en la boca y algún día podrían conducir a tratamientos dentales personalizados contra la enfermedad de las encías.

La periodontitis es un trastorno grave de las encías inducido por un desequilibrio en las bacterias y otros microorganismos de la boca (el microbioma oral). Es la sexta enfermedad infecciosa más prevalente y la causa más común de pérdida de dientes en todo el mundo.

El director y presidente del Centro Monell, Robert Margolskee, MD, PhD y el biólogo celular Marco Tizzano, PhD, junto con colegas de la Universidad de Sichuan, descubrieron que las células recientemente identificadas, conocidas como células quimiosensoriales solitarias (SCC), están presentes en las encías de los ratones. Aquí expresan varios tipos de receptores de sabor junto con una proteína de acoplamiento aguas abajo llamada gustducina. Los SCC son detectores químicos de sabor que detectan irritantes y bacterias, y los biólogos los han encontrado en todo el intestino, el tracto urinario, las cavidades nasales y ahora en las encías.

"Estas células sensoriales pueden proporcionar un nuevo enfoque para el tratamiento personalizado de la periodontitis al aprovechar el sistema inmune innato de una persona para regular su microbioma oral", dijo Margolskee.

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Los ratones que carecen de α-gustducina desarrollan una pérdida acelerada de hueso que soporta los dientes y una periodontitis inducida por ligaduras más severa como se muestra en los paneles izquierdos y las imágenes de tomografía computarizada renderizadas en 3D (paneles derechos) de maxilares de tipo salvaje (superior) y ratones sin gustducina (inferior). (Crédito: Monell Chemical Senses Center; Nature Communications)

El equipo demostró que eliminar las moléculas de señalización del gusto como la gustducina o eliminar genéticamente los SCC de las encías en los ratones conduce al crecimiento excesivo de bacterias orales y periodontitis patógenas. Por el contrario, la estimulación de los receptores del sabor amargo en las CEC promueve la producción de moléculas antimicrobianas.

Los ratones sin gustducina en sus SSC tienen un conjunto de microbios más dañinos que viven en la boca en comparación con los ratones normales, lo que implica que la falta de gustducina desconecta la señal molecular de las células centinela a otros sistemas. Es importante destacar que las diferencias en la composición bacteriana oral de los ratones sin gustducina en comparación con los ratones normales ocurrieron antes de cualquier pérdida de hueso en las encías, lo que implica que las diferencias en el microbioma oral podrían usarse como precursores de la enfermedad.

En estudios previos con otros tejidos, los investigadores descubrieron que la activación del receptor de sabor amargo TAS2R38, que se expresa en SCC nasales humanos, estimula la secreción de péptidos antimicrobianos (AMP) que reprimen el crecimiento de patógenos respiratorios. Para examinar los efectos de la estimulación repetida de los SCC de las encías sobre la periodontitis (y la liberación de los AMP de las encías) en el estudio actual, los investigadores aplicaron un enjuague bucal que contenía la sustancia ultra amarga denatonio en las encías de los ratones dos veces al día. Esto activó los SCC de las encías y sus moléculas antimicrobianas, lo que redujo la periodontitis en ratones normales, pero no en los animales susceptibles a la periodontitis sin gustducina.

Después de recibir el denatonio, los ratones normales mostraron una liberación mejorada de un AMP llamado β-defensina, que se produjo a más del doble de los niveles observados en los ratones control tratados solo con enjuague bucal con solución salina. Por otro lado, cuando los ratones sin gustducina recibieron enjuague bucal con denatonio, no hubo ningún efecto sobre el nivel de β-defensina.

"Nuestro estudio se suma a una lista creciente de tejidos que ahora sabemos que contienen SCC e indica que las vías moleculares comunes en los SCC de las encías están involucradas en la regulación de la microbiota oral", dijo Tizzano. "En ausencia de señales de sabor en las encías, el microbioma oral cambió en ratones sin gustducina".

A partir de este estudio en animales y de un trabajo inédito en humanos, el equipo espera que los SCC de las encías en humanos desempeñen un papel similar en la regulación de la composición del microbioma oral, señala el coautor Xin Zheng, investigador de ciencias dentales del Centro Nacional de Investigación Clínica para Enfermedades orales, West China Hospital of Stomatology. Suponen que, dado que las diferencias genéticas en los receptores del gusto se detectan comúnmente en las personas, particularmente la pérdida de la función del receptor de sabor amargo TAS2R38, la disfunción de las respuestas inmunes innatas mediadas por el receptor del gusto podría usarse para la detección dental del lado del sillón para individuos quién puede ser más susceptible a las enfermedades infecciosas orales. (Fuente: Centro de Sentidos Químicos Monell)

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