Inductie van parodontitis via een combinatie van ligatuur en lipopolysaccharide-injectie in een rattenmodel

Parodontitis (PD) is de zesde meest voorkomende volksgezondheidsaandoening wereldwijd, die ongeveer 11% van de totale bevolking treft, een geavanceerde, onomkeerbare en destructieve vorm van parodontitis ^1,2. PD is een ontstekingsproces dat de gingivale en parodontale weefsels aantast, wat resulteert in gingivarecessie, apicale migratie van het junctionele epitheel met pocketontwikkeling en het verlies van alveolair bot³. Bovendien wordt PD geassocieerd met verschillende systemische ziekten, waaronder hart- en vaatziekten, obesitas, diabetes en reumatoïde artritis, waarvoor omgevings- en gastheerspecifieke factoren een belangrijke rol spelen ^4,5.

Vandaar dat PD een multifactoriële ziekte is die voornamelijk wordt geïnitieerd door de accumulatie van microbiële plaque – als gevolg van dysbiose van microbiële gemeenschappen – en door een overdreven immuunrespons van de gastheer op parodontale pathogenen, wat leidt tot de afbraak van parodontaal weefsel ^4,6. Onder verschillende parodontale bacteriën is de gramnegatieve anaerobe bacterie Porphyromonas gingivalis een van de belangrijkste pathogenen in PD⁴. P. gingivalis bevat een complex lipopolysaccharide (LPS) in de wanden, een molecuul waarvan bekend is dat het polymorfonucleaire leukocyteninfiltratie en vasculaire dilatatie induceert in ontstoken parodontale weefsels⁷. Dit resulteert in de productie van ontstekingsmediatoren, zoals interleukine 1 (IL-1), IL-6 en IL-8, tumornecrosefactor (TNF) of prostaglandinen, met een daaropvolgende osteoclastische activering en botresorptie, wat leidt tot weefselvernietiging en uiteindelijk tandverlies³.

Een van de verschillende voordelen van diermodellen is het vermogen om cellulaire complexiteiten na te bootsen zoals bij mensen, of om nauwkeuriger te zijn dan in vitro studies, die worden uitgevoerd op plastic oppervlakken met beperkte celtypen⁸. Voor het experimenteel modelleren van PD in vivo zijn verschillende diersoorten gebruikt, zoals niet-menselijke primaten, honden, varkens, fretten, konijnen, muizen en ratten⁹. Ratten zijn echter het meest uitgebreid bestudeerde diermodel voor de pathogenese van PD omdat ze goedkoop en gemakkelijk te hanteren zijn¹⁰. Hun tandtandvlees heeft vergelijkbare structurele kenmerken als menselijk tandvleesweefsel, met een ondiepe gingivale sulcus en junctioneel epitheel bevestigd aan het tandoppervlak. Bovendien vergemakkelijkt het junctionele epitheel, net als bij mensen, de doorgang van bacteriële, vreemde materialen en exsudaten uit ontstekingscellen ⁹.

Een van de meest gerapporteerde experimentele modellen van PD-inductie bij ratten is de plaatsing van ligaturen rond de tanden, wat technisch uitdagend maar betrouwbaar is¹⁰. De ligatuurplaatsing vergemakkelijkt tandplak en bacteriële accumulatie, waardoor een dysbiose in de gingivale sulci ontstaat, die parodontale weefselontsteking en -vernietiging veroorzaakt¹¹. Verlies van parodontale aanhechting en resorptie van alveolair bot kon in 7 dagen optreden bij deze rat model⁸.

Een ander diermodel voor PD bestaat uit de injectie van LPS in het tandvleesweefsel. Hierdoor worden osteoclastogenese en botverlies gestimuleerd. De histopathologische kenmerken van dit model zijn vergelijkbaar met door de mens vastgestelde PD, gekenmerkt door hogere niveaus van pro-inflammatoire cytokines, collageenafbraak en alveolaire botresorptie ^6,8.

Het doel van deze studie was dus om een eenvoudig rattenmodel van experimentele PD te beschrijven op basis van de technieken van P. gingivalis-LPS (Pg-LPS) injecties, gecombineerd met ligatuurplaatsing rond de eerste maxillaire kiezen (M1). Dit is een model met vergelijkbare kenmerken als die waargenomen bij menselijke PD-ziekte, die kan worden gebruikt in de studie van ziekteprogressiemechanismen en toekomstige mogelijke behandelingen.