ABSTRACT
Abstract The aim of this study was to compare the biological activity of lipopolysaccharides (LPS) purified from Fusobacterium nucleatum and Porphyromonas gingivalis strains, both isolated from primary endodontic infection (PEI) in the levels of IL-1β and TNF-α released by macrophage cells. Moreover, LPS was purified from F. nucleatum and P. gingivalis American Type Collection (ATCC) and its biological activity was compared to respectively clinical isolates strains. F. nucleatum and P. gingivalis strains clinically isolated from PEI had their identification confirmed by sequencing the 16S rRNA gene. LPS from F. nucleatum and P. gingivalis and their respective ATCC strains were extracted by using Tri-reagent method. Macrophages (Raw 264.7) were stimulated with LPS at 100 ng/mL for 4, 8 and 12 h. Secretion of IL-1 β and TNF-α was also determined. Paired t-test, repeated measures ANOVA and one-way ANOVA were employed. All LPS induced significant production of IL-1β and TNF-α, with the former being secreted at higher levels than the latter in all time-points. F. nucleatum induced a higher expression of both cytokines compared to P. gingivalis (p<0.05). No differences were observed between clinical and ATCC strains, as both presented the same potential to induce pro-inflammatory response. It was concluded that F. nucleatum and P. gingivalis LPS presented different patterns of activation against macrophages as seen by the IL-1β and TNF-α production, which may contribute to the immunopathogenesis of apical periodontitis. Moreover, clinical and ATCC strains grown under the same in vitro environment conditions presented similar biological activity.
Resumo O objetivo deste estudo foi comparar a atividade biológica de lipopolissacarídeos (LPS) purificados a partir de linhagens de Fusobacterium nucleatum e Porphyromonas gingivalis, ambas isoladas de infecções endodônticas primárias (IEP) nos níveis de IL-1β e TNF-α produzidos por macrófagos. Adicionalmente, LPS foi purificado de F. nucleatum e P. gingivalis "American Type Collection" (ATCC) e sua atividade comparada às respectivas linhagens clinicamente isoladas. Linhagens de F. nucleatum e P. gingivalis isoladas clinicamente de IEP tiveram sua identificação confirmada por sequenciamento do gene 16S rRNA. LPS de F. nucleatum e P. gingivalis e das respectivas linhagens foram extraídos com o uso do método "Tri-reagent". Macrófagos (Raw 264.7) foram estimulados com LPS a 100 ng/mL por 4, 8 e 12 h. A secreção de IL-1β e de TNF-α foi determinada. Foram usados os testes t-pareado, ANOVA de medidas repetidas e ANOVA de um fator. Todos os LPS induziram a produção significante de IL-1β e TNF-α, sendo o primeiro secretado em mais altas concentrações que o último em todos os tempos avaliados. F. nucleatum induziu uma maior expressão de ambas as citocinas comparativamente ao P. gingivalis (p<0,05). Não foram observadas diferenças entre as linhagens clínica e ATCC, uma vez que ambas apresentaram o mesmo potencial de indução da resposta pró-inflamatória. Conclui-se que F. nucleatum e P. gingivalis possuem diferentes padrões de ativação dos macrófagos, como visto pela produção de IL-1β e TNF-α, o que pode contribuir para a imunopatogênese da periodontite apical. Ainda, linhagens clínica e ATCC mantidas no mesmo ambiente in vitro apresentaram ativação biológica semelhante.
Subject(s)
Humans , Cytokines/metabolism , Dental Pulp Cavity/microbiology , Fusobacterium nucleatum/chemistry , Inflammation Mediators/metabolism , Porphyromonas gingivalis/chemistryABSTRACT
Periodontal disease is ranked among the 10 most prevalent chronic diseases worldwide, and is considered a major public health problem. Its etiology has been associated with local and general conditions that could interfere in the host immune response. Obesity, like periodontal disease, has emerged as a prevalent chronic disease in high-, low- and medium-income countries, recognized as risk factor for cardiovascular disease and cancer. A relationship between periodontal health and obesity may exist, but the mechanism that would explain this association remains unclear. Life-course epidemiology could be a useful instrument to investigate a casual association between early exposures and later outcomes, being appropriate for understanding the establishment of chronic conditions. This approach comprehends different theories, considering the time, the duration and the intensity of early exposition, and its impact on the development of chronic diseases in later life. Thus, the aim of this study is to hypothesize the different life-course epidemiology theories to explain the possible association between periodontal health and nutritional status in adulthood.
As doenças periodontais apresentam-se entre as dez doenças crônicas mais prevalentes mundialmente, sendo consideradas um relevante problema de saúde pública. Sua etiologia tem sido associada com fatores locais e com fatores sistêmicos que poderiam influenciar na resposta imune do hospedeiro. A obesidade, de forma semelhante à doença periodontal, emergiu como uma doença crônica altamente prevalente, tanto em países de alta renda, como em países de média e de baixa renda, sendo considerada um conhecido fator de risco às doenças cardiovasculares e ao câncer. Há uma possível relação entre as doenças periodontais e a obesidade, mas os mecanismos envolvidos nesta associação permanecem desconhecidos. A epidemiologia do ciclo vital pode ser considerada um eficiente instrumento para investigar associações causais entre exposições precoces e desfechos tardios, sendo apropriada para a compreensão do estabelecimento de doenças crônicas. Esta abordagem abrange diferentes teorias, considerando o tempo, a duração e a intensidade da exposição, e o seu impacto no desenvolvimento de doenças crônicas em fases tardias da vida. Assim, o objetivo deste estudo é fazer hipóteses sobre as diferentes teorias da epidemiologia do ciclo vital para explicar a possível associação entre a saúde periodontal e o estado nutricional na vida adulta.