78

VETENSKAP�&�KLINIK�

tandläkartidningen årg 102 nr 11 2010

Benvävnaden i käkbenet och skelettet byggs ständigt om och gammalt ben byts ut mot nytt. Detta åstadkoms genom att osteoklaster resor-berar den benvävnad som behöver ersättas och sedan bildar osteoblaster nytt ben i motsvaran-de omfattning i detta område. Inflammatoriska processer, som parodontit, periimplantit och artrit, förändrar ombyggnaden av ben lokalt så att resorptionsprocessen blir mer omfattande än benbildningen, vilket leder till att benmassa förloras. På så sätt minskar mängden alveolärt ben kring tänder och implantat med parodontit och periimplantit och även mängden ben i leder hos patienter med artrit. I detta projekt studerar vi hur en infektiöst utlöst inflammationsprocess kan påverka bencellernas förmåga att resorbera ben och bilda nytt ben.

Ali Kassemtdl, Oral cellbiologi, Umeå universitetE-post: ali.kassem@odont.umu.se

HUVUD HANDLEDARE:Ulf Lernerprof, Oral cellbiologi, Umeå universitet, Centrum för ben- och artritforskning, Sahl-grenska akademin, Göteborgs universitet

BIHANDLEDARE:Pernilla Lundbergdoc, Parodontologi/Oral cellbiologi, Umeå universitetPedro Souzadr, Department of physiology and pathology, Araraquara school of dentistry, Univ estadual paulista, Brazil

MENTORER:Tommy Olssonprof, Medicin, Umeå universitetAnders Gustafssonprof, Parodontologi, Karolinska institutet

ÖVRIGA SAMARBETS PARTNERS:Claes Ohlsson prof, Medicin, Sahlgrenska akademin, Göteborg Dan Mellström prof, Geriatrik, Sahlgrenska akademin, Göteborg Ulrika Pettersson dr, Klinisk farmakologi, Umeå universitetJoão Antônio Chaves de Souza dr, Department of periodontology, Arara-quara school of dentistry, Univ estadual paulista, Brazil Carlos Alberto de Souza Costa dr, Department of physiology and pathology, Araraquara school of dentistry, Univ estadual paulista, Brazil

Toll-receptorer och benförlust

SAMMANFATTAT�Ali Kassem, doktorand på Nationella forskarskolan i odontologisk vetenskap, undersöker om bakteriella substanser direkt kan påverka vävnads-nedbrytning vid parodontit.

Godkänd för publicering 6 augusti 2010

Bakteriers betydelse vid nedbrytning av parodontal vävnad undersöks

toLL-LIkNANDe receptorerI en inflammerad gingiva bildas, dels av in-vandrade vita blodkroppar och dels av celler som normalt finns i parodontiet, till exempel fibroblaster och rothinneceller, en mängd olika signalsubstanser som kan påverka omgivande celler. Många av dessa signalsubstanser är cyto-kiner, ett slags proteiner som alla celler kan bilda och som på ett hormonliknande sätt påverkar framför allt närliggande celler. Några cytokiner frisätts i stor omfattning till blod, i likhet med vanliga hormoner, och påverkar levern att bilda akutfas-proteiner och hjärnan att åstadkomma feber. Vissa cytokiner, till exempel il-1ß, tnF-α, il-6, liF, Osm och il-17, har förmåga att lokalt aktivera benresorption genom att stimulera bildning av rankl (receptor activator of nuclear factor kappa B ligand) i osteoblaster, en signal-molekyl som är nödvändig för att enkärniga mo-nocyter ska utvecklas till flerkärniga osteoklaster (figur i). Denna process hämmas av osteoprote-gerin (OpG), en antagonist till rankl som i stort sett alla celler kan bilda.

Sedan cirka tio år tillbaka har man upptäckt att celler inte bara kan reagera på signaler från cyto-kiner och liknande kroppsegna signalsubstanser, utan även på molekyler från bakterier via recep-torer på eller inuti celler. Detta receptorsystem kallas Toll-liknande receptorer. Det har stor betydelse för hur en infektion kan påverka våra vävnader och är en viktig del i vårt medfödda im-munsystem.

Toll upptäcktes av tyska forskare (Nüsslein-Volhard och medarbetare; Nobelpristagare 1995) som när de hade muterat en gen hos bananfluga fann att den påverkade fosterutvecklingen. Fors-

79tandläkartidningen årg 102 nr 11 2010

� Ali Kassem:�Toll-receptorer och benförlust

Figur I. Inflammation i gingiva leder till ansamling av vita blodkroppar (leukocyter) och påverkan på gingivala fibroblaster och rothinneceller och därav en ökad produktion av pro- och anti-inflammatoris-ka cytokiner. En del av dessa cytokiner, som till exempel interleukin-1ß (IL-1ß), tumörnekrotiserande faktor-ɑ (TNF-ɑ), IL-6, leukemia inhibitory factor (LIF), oncostatin M (OSM) och IL-17, har förmåga att stimulera RANKL (receptor activator of nuclear factor kappa B ligand) i osteoblaster. Detta leder till ökad aktivering av receptorn RANK på monocyter varvid de kommer att differentiera till stora, mångkär-niga, mogna osteoklaster som sedan kan bryta ner käkbenet. En ny alternativ väg är att gramnegativa bakterier genom lipopolysackarid (LPS) aktiverar Toll-liknande receptor 4 (TLR4) och direkt stimulerar celler att bilda cytokiner som till exempel IL-1ß och TNF-ɑ. Porphyromonas gingivalis har också en unik förmåga att via lipoprotein aktivera TLR2, som bildar ett komplex med antingen TLR1 eller TLR6. I detta projekt studerar vi hur denna aktivering kan påverka syntes och nedbrytning av extracellulär matrix i gingiva samt nybildning och nedbrytning av ben.

karna tyckte att upptäckten var »helt fantastisk« (»Toll« på tyska) och därav fick genen sitt namn. Senare fann man att denna gen också har bety-delse för bananflugans infektionsförsvar. Hos människan har tio liknande gener upptäckts, vilka kodar för Toll-liknande receptorer och kan känna igen strukturer hos bakterie, virus och svampar – så kallade Pathogen-Associated Mole-cular Patterns (pamp:s). Dessa receptorer ingår i en större famlj av Pattern Recognition Receptors (prr:s) som detekterar pamp:s. Lipopolysacka-rid (lps; endotoxin) hos gramnegativa bakterier är en sådan pamp som aktiverar Toll-liknande receptor 4 (tlr4), vilket resulterar i en mängd effekter på celler som är involverade i inflam-

mation, till exempel bildning av pro- och anti-inflammatoriska cytokiner (figur i). Monocyter, som bland annat kan differentiera till osteoklas-ter, har tlr4, men lite oväntat leder stimulering av dessa med lps till minskad osteoklastbildning, vilket inte kan förklara hur lps in vivo kan stimu-lera benresorption.

IN VIVO- och IN VITRO-projektPorphyromonas gingivalis är en av de bakterier som associerats med parodontit. Eftersom det är en gramnegativ bakterie bildar den lps, men en typ av lps som endast är en svag stimulator av tlr4 och som till och med under vissa beting-elser kan fungera som en antagonist till denna

Osteoklast

Bakterier

Inflammation

LeukocyterGingivala fibroblaster Rothinneceller

IL-1ß TNF-ɑIL-6, LIF, OSM IL-17

Osteoblaster

RANKL OPG

RANK

Monocyter

Bakterier

LPS P. Gingivalis lipoprotein

TLR4 TLR1/6 TLR2

IL-1ßTNF-ɑ

Benbildning?

Matrixsyntes?

Matrixnedbrytning?

Parodontal nedbrytning

RANKL OPG

80 tandläkartidningen årg 102 nr 11 2010

receptor. Däremot har Porphyromonas gingivalis en unik förmåga att bilda ett lipoprotein som är associerat till lps som kan aktivera tlr2. Den-na receptor är en dimer (molekyl bestående av två proteiner) som består antingen av tlr1 och tlr2 eller av tlr6 och tlr2 (figur i). I mitt dok-torandprojekt studerar vi betydelsen av dessa receptorer för processer involverade i vävnads-nedbrytning vid parodontit med hjälp av följande in vivo- och in vitro-projekt:n Hur påverkar aktivering av tlr2 nedbrytning

av intakt ben där vävnaden utgörs av organod-lat periostklätt mineraliserat ben i skalltak från nyfödda möss? Tanken är att denna vävnad mer liknar osteoklastbildning i parodontium jämfört med osteoklastbildning i isolerade mo-nocyter från benmärg.

n Om en stimulerande effekt på benresorp-tion kan påvisas i skalltaksbenen avser vi att klarlägga vilka celler i periost som härbärge-rar tlr2 kopplade till benresorption och hur detta molekylärt resulterar i ökad bildning av osteoklaster.

n Hur påverkar tlr2 benbildning in vitro?n Hur påverkar Porphyromonas gingivalis ned-

brytning av ben in vivo? Detta delprojekt innefattar ett samarbete med en brasiliansk forskargrupp i Sao Paolo (dr Pedro Souza och medarbetare) och med en forskargrupp vid Sahlgrenska akademin med stor erfarenhet av datortomografi av skelett på möss (professor Claes Ohlsson och medarbetare). Avsikten är att studera effekter av Porphyromonas gingi-valis på gingiva (histologi och genuttryck) och på käkben (microCT och histologi) på normala möss och på möss som saknar tlr2 eller tlr4.

n Studier på mRNA- och proteinnivå för att kart-lägga olika typer av tlr i fibroblaster från gin-

giva och rothinna och vad som händer i dessa celler när receptorerna aktiveras avseende dels produktion av pro- och anti-inflammatoriska cytokiner och dels syntes och nedbrytning av kollagen och andra matrixproteiner.

n Är mängden tlr2 och tlr4 olika i fibroblaster från frisk och inflammerad gingiva?

n Kan genetisk polymorfism i generna för tlr2 eller tlr4 associeras till förekomst och svå-righetsgrad av parodontit? Vi kommer att ha tillgång dels till stora patientmaterial där hela genomet sekvenserats och där parodontit ska undersökas och dels till en fallkontrollstudie i projektet »Nätverket Nord för Parodontit och Gener«.

Vi vill alltså i detta projekt studera möjligheten att bakteriella substanser direkt, via tlr:s på par-o dontala celler, kan påverka nedbrytning av par-odontal vävnad (figur i). Detta till skillnad från nuvarande uppfattning att det är inflammatoriska cytokiner som via sina receptorer är ansvariga för dessa processer. Hittills erhållna resultat visar att både lps från Porphyromonas gingivalis och syn-tetiska ligander för tlr2 stimulerar resorption av skalltak från möss och att detta är associerat med ökat mRNA-uttryck av rankl. Osteoblaster i peri-ostet förefaller vara målceller för tlr2-agonister eftersom stimulans av sådana celler leder till ökat mRNA-uttryck av rankl.

Det långsiktiga kliniska syftet är att med hjälp av cellbiologiska, molekylära, djurexperimen-tella och humangenetiska studier hos patienter med och utan parodontit förstå vilka medlemmar av den stora inflammatoriska orkester som är in-volverade i det mäktiga musikstycke som leder till att käkbenet försvinner kring en parodonti-tisk tand eller vid periimplantit.

50 000 kronor för bästa översiktsartikel Vem skriver bästa översiktsartikeln i Tandläkartidningen? Styrelsen för Sveriges Tandläkarförbund delar vartannat år ut ett stipendium på 50 000 kronor till författaren/författarna av en vetenskaplig översiktsartikel som publicerats i Tand läkartidningen under de senaste två åren. Stipendiet delas nästa gång ut i samband med förbundsmötet i december 2011.

VETENSKAP�&�KLINIK� Ali Kassem:�Toll-receptorer och benförlust

Djäknegatan 4, Box 8017, 200 41 Malmö Tel 040-12 06 60. Fax 040-611 39 59. www.tandia.se

Kära Kunder,

Sommaren går mot sitt slut. Tack och ajöss för denna gång till rosévinet, smultronen och grillbiffarna. Motvilligt drar vi på oss arbetskläderna och konstaterar att de krympt i sommar. (Grillbiffarna?)

Tandia ligger i startgroparna för ett aktivt andra halvår.• Under hösten arrangerar vi en ny resa till Kina. Där kommer vi bland annat att besöka Royal Dental Laboratory i Shenzhen. Mer information om detta längre fram. Samarbetet med detta labb har varit till stor glädje och nytta för våra kunder.

• Tandia kommer att ställa ut på Svenska Mässani Göteborg den 18 – 20 november och vi önskar er redan nu välkomna till monter C03:49. • Val i sikte. Den 19 september går vi till val. Hur det går vet ingen, inte ens SIFO. Redan nu kan du emellertid göra ett riktigt gott val – Tandia. Ett fördelaktigt alternativ för dig som vill ha hög kvalitet utan att betala en förmögenhet.

• Det stora varuhuset lanserade på sin tid en lyckad slogan: ”Inte för de rika, men för de kloka.” Synd att detta motto är upptaget – det passar som hand i handske för Tandia.Med hälsningar

TANDIA AB

Bo Ekström

1/1sid Tandl.tidn:Layout 2 10-09-10 15.21 Sida 1

Ostech AB, 187 13 täBy, 08-732 61 70, www.Ostech.se, infO@Ostech.se

PROUD DISTRIBUTOR OF

Ostech AB, 187 13

PROUD DISTRIBUTOR OF

Gör ett stabilt val

Bennivåimplantat

Microgängor i kortikala benet

Rotformad

Korkskruvsgängor

tätslutande konisk koppling

Överlägsen initial stabilitetGSI

II FA

KTA

:

– som gör det enklare att nå det perfekta resultatet utan att det kostar skjortan. Du får en distributör som har rätt kunskap och tar sig tid för just dig på köpet.

Osstem implants olika implantatsystem

täcker tillsammans alla tänkbara indikationer

och installeras smidigt med enkla kirurgikits-

lösningar.

Osstem implant är idag en av världens

största tillverkare av implantat och distri-

bueras i sverige av oss på Ostech.

Vi startade för några år sedan med en

gemensam dröm, om att med mer än 50 år

i branschen och passion för vårt yrke kunna

erbjuda bästa möjliga service och dessutom

stå bakom en förstklassig kedja av produkter.

i vår produktfamilj ingår idag förutom

Osstem implant även: ostechbridge™,

vår precisionsfrästa implantatbro, våra egna

implantatkomponenter samt nytillkomna

och unika benersättningsmaterial från

easy-graft®.

Kontakta oss gärna för ett första möte.