Caracterização histológica e do perfil inflamatório local e sistêmico da progressão e reparo periodontal após ligadura em ratos

Abstract

Resumo: A periodontite induzida por ligadura é um dos diversos métodos possíveis para se estudar a progressão e o reparo dos tecidos periodontais em modelos animais. Compreender como fatores temporais, como a presença da ligadura e o tempo de reparo, influenciam o perfil imunológico e a perda óssea é crucial para se compreender a etiopatogênese da doença. Este estudo teve como objetivo caracterizar o perfil imuno-inflamatório sistêmico e gengival durante a progressão e reparo da periodontite induzida por ligadura em modelo animal. Um total de 48 ratos Wistar machos foram incluídos, sendo oito animais no grupo Controle (nenhum procedimento foi realizado e com eutanásia ao final do experimento). Os 40 animais designados para os grupos experimentais Ligadura e Reparo foram submetidos a inserção de uma ligadura de algodão ao redor dos primeiros molares inferiores bilateralmente, e mantida por 7 dias. Depois disso, em T-0 (baseline) as ligaduras foram mantidas ou removidas por mais 28 ou 56 dias (n=8/grupo). Totalizando 7, 35 e 63 dias para os grupos ligadura. Após a eutanásia, hemimandíbulas, sangue e tecidos gengivais foram coletados. As hemimandíbulas do lado direito foram submetidas inicialmente ao exame radiográfico periapical e em seguida ao processamento histológico para análise estereométrica. Soro e tecido gengival ao redor dos primeiros molares das hemimandíbulas do lado esquerdo foram submetidos ao ensaio multiplex para analisar interleucina (IL)-1ß, fator de necrose tumoral (TNF)-a, interferon (IFN)- ?, IL-4, IL-6, IL-10, fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e fator de crescimento epidermal (EGF). Amostras de soro foram submetidas também a análise colorimétrica da fosfatase ácida. A perda óssea foi maior nos animais que mantiveram a ligadura com o passar do tempo (p<0,05). Já nos animais do grupo reparo, em 56 dias após baseline observa-se um aumento na perda óssea alveolar (p<0,05). A ligadura aumentou significativamente as células inflamatórias e reduziu os fibroblastos, enquanto os vasos sanguíneos aumentaram apenas em 7 e 35 dias. A remoção da ligadura diminuiu significativamente as células inflamatórias e os vasos sanguíneos, com aumento de fibroblastos (p<0,05). Os animais do grupo ligadura apresentaram, no ensaio imunológico de soro e tecido gengival, aumento de TNF-a e IL-1ß e diminuição de IL-4 e VEGF em diferentes tempos (p<0,05). Nos grupos reparo, IL-1ß, IL-4, IL-10, EGF e VEGF apresentaram diminuição do padrão dependente do tempo (p<0,05). O VEGF no soro demonstrou nível aumentado durante o reparo de 28 dias com aumento no reparo de 56 dias (p<0,05). A periodontite induzida por ligadura aumentou a perda óssea de maneira dependente do tempo, com aumento de células inflamatórias, vasos sanguíneos e citocinas próinflamatórias, como IL-1ß e TNF-a. Após a remoção da ligadura, o reparo periodontal não diminuiu a perda óssea alveolar. Porém, após 56 dias, houve redução de células inflamatórias e citocinas pró-inflamatórias, apesar do aumento da perda óssea.

Abstract: Ligature-induced periodontitis is one of several methods used to study the progression and repair of periodontal tissues in animal models. Understanding how temporal factors, such as the presence of the ligature and repair time, influence the immunological profile and bone loss is crucial for comprehending the etiopathogenesis of the disease. This study aimed to characterize the systemic and gingival immuno-inflammatory profile during the progression and repair of ligature-induced periodontitis in an animal model. A total of 48 male Wistar rats were included, with eight animals in the Control group (no procedures were performed and euthanized at the end of the experiment). The 40 animals designated for the Ligature and Repair experimental groups underwent the insertion of a cotton ligature around the lower first molars bilaterally, which was maintained for 7 days. Subsequently, at T-0 (baseline), the ligatures were either maintained or removed for an additional 28 or 56 days (n=8/group). Totaling 7, 35, and 63 days for the ligature groups. After euthanasia, hemimandibles, blood, and gingival tissues were collected. The right-side hemimandibles were initially subjected to periapical radiographic examination and then to histological processing for stereometric analysis. Serum and gingival tissue around the first molars of the left-side hemimandibles were subjected to multiplex assays to analyze interleukin (IL)-1ß, tumor necrosis factor (TNF)-a, interferon (IFN)-?, IL- 4, IL-6, IL-10, vascular endothelial growth factor (VEGF), and epidermal growth factor (EGF). Serum samples were also subjected to a colorimetric analysis of acid phosphatase. Bone loss was greater in animals that maintained the ligature over time (p<0.05). In the repair group, an increase in alveolar bone loss was observed 56 days after baseline (p<0.05). The ligature significantly increased inflammatory cells and reduced fibroblasts, while blood vessels increased only in 7 and 35 days. Ligature removal significantly decreased inflammatory cells and blood vessels, with an increase in fibroblasts (p<0.05). The ligature group animals showed, in the immunological assay of serum and gingival tissue, an increase in TNF-a and IL-1ß and a decrease in IL-4 and VEGF at different times (p<0.05). In the repair groups, IL-1ß, IL-4, IL-10, EGF, and VEGF showed a time-dependent decrease pattern (p<0.05). Serum VEGF levels demonstrated an increase during the 28-day repair period, with a further increase at 56 days (p<0.05). Ligatureinduced periodontitis increased bone loss in a time-dependent manner, with an increase in inflammatory cells, blood vessels, and pro-inflammatory cytokines such as IL-1ß and TNF-a. After ligature removal, periodontal repair did not decrease alveolar bone loss. However, after 56 days, there was a reduction in inflammatory cells and pro-inflammatory cytokines despite the increased bone loss.