Immunolocalization of the TGFB1 system in submandibular gland fibrosis after experimental periodontitis in rats

Saliva is the first barrier to entry of bacteria and viruses into the body. The submandibular glands (SMG) contribute to the maintenance of oral health and regulation of immune/ inflam matory responses. Previous studies suggest that transforming growth factor beta 1 (TGFB1) may contribute to salivary gland fibrosis but the expression of the TGFB1 system in the SMG has not been elucidated. Thus, the aim of this study was to analyze in rat SMG the immunolocalization of TGFB1 and its specific receptors ALK5 (profibrotic) and ALK1 (proproliferative) and the coreceptor endoglin (EDG) in a bilateral experimental periodontitis (EP) model (cotton thread ligature around the neck of the first lower molars) for 1 and 6 weeks. Fixed SMG were embedded in paraffin and serially cut for routine hematoxylin-eosin staining for histological analysis or immunohistochemical techniques by diaminobenzidine detection. SMG histology from animals with EP showed timedependent structural changes involving marked reduction in the height of the contoured ducts, cell destruction, loss of secretory granules, periductal congestion and excess connective tissue surrounding these ducts indicative of a fibrotic process, compared to control SMG. TGFB1, ALK5 and ALK1 receptors and the coreceptor EDG were mainly immunolocalized in ductal cells and in the fibrotic areas in EP groups. The expression of the profibrotic ALK5 receptor was increased in areas of fibrosis in SMG of animals with EP. In SMG of rats with EP, the localization of the TGFB1 specific receptors in the ducts and cells from fibrotic areas, due to the expression of TGFB1 in the surrounding areas, might indicate paracrine and autocrine actions exerted by TGFB1 via its specific receptors. The results of this study suggest that TGFB1 promotes fibrosis, inducing cell proliferation via ALK1 and EDG receptors and stimulates fibrosis relatedprocesses via ALK5 receptor, which could lead to abnormal secretor activity of the SMG during periodontal disease.

La saliva es la primera barrera para la entrada de bacterias y virus en el cuerpo. Las glándulas submandibulares (GSM) contribuyen al mantenimiento de la salud oral y a la regulación de las respuestas inmunoinflamatorias. Estudios previos sugieren que el factor de crecimiento transformante beta 1 (TGFB1) puede contribuir a la fibrosis de las glándulas salivales, pero la expresión y localización del sistema TGFB1 en las GSM no ha sido dilucidada. El objetivo del presente trabajo fue analizar por inmunohistoquímica en las GSM de ratas la expresión de TGFB1 y sus receptores específicos ALK5 (profibrótico) y ALK1 (proproliferativo) y el coreceptor endoglina (EDG) en un modelo de periodontitis bilateral experimental (PE) (hilo de algodón alrededor del cuello de los primeros molares inferiores) durante 1 y 6 semanas. Las GSM fueron fijadas y embebidas en parafina para realizar cortes seriados los cuales se tiñeron con hematoxilinaeosina para analizar la histología o se procesaron para realizar la técnica de inmunohistoquímica mediante detección con diaminobenzidine. La histología de las GSM de animales con PE reveló cambios estructurales tiempo dependientes, con una marcada reducción de la altura de los conductos, destrucción celular, pérdida de gránulos secretores, congestión periductal y exceso de tejido conectivo que rodea los conductos, indicando un proceso de fibrosis respecto de las GSM de animales control. TGFB1, ALK5 y ALK1 y el coreceptor EDG fueron principalmente inmunolocalizados en las células que forman los ductos y en las áreas de fibrosis en los grupos con PE. La expresión del receptor profibrótico ALK5 se incrementó en las áreas de fibrosis en GSM de animales con PE. En GSM de ratas con PE, la localización de los receptores específicos de TGFB1 en las células de los conductos y áreas de fibrosis, junto con la expresión de TGFB1 en las áreas circundantes, podría indicar acciones paracrinas y autocrinas ejercidas por TGFB1 a través de sus receptores específicos. Los resultados de este estudio sugieren que TGFB1 podría inducir un proceso de fibrosis promoviendo la proliferación celular a través de los receptores ALK1 y EDG, y favoreciendo procesos relacionados con la fibrosis a través de su receptor ALK5, lo que conduciría a una actividad secretora anormal de la GSM durante la enfermedad periodontal.

Use of human fascia lata in rat calvarial bone defects

Tooth loss leads to a decrease in alveolar bone volume, and consequently to the need for guided bone regeneration (GBR) techniques to restore bone anatomy, and the adequate choice of therapy. Fascia lata membrane (FLM) has been used in surgical procedures in neurology, orthopedics, otorhinolaryngology, cardiology, vascular surgery, gynecology, and dentistry for guided tissue regeneration. The aim of the present preliminary study was to evaluate bone tissue response in rat calvarial bone defects covered with human fascia lata membrane (FLM). Eight Wistar rats, 230g body weight, were subjected to bone surgery to create a 5x5mm long/ 1mm deep calvarial bone defect on either side of the median suture, using a piezoelectric scalpel and irrigation. The animals were treated according to the following protocol: Group I (GI): placement of a single layer of FLM (Biotar, Rosario, Prov. de Santa Fe, Argentina) to cover the defects; Group II (GII): double layer of FLM to cover the defects; Group III: no membrane; Group IV: control. All the animals were euthanized 60 days post-surgery; the heads were resected, radiographed, decalcified, and processed for embedding in paraffin and Hematoxylin-Eosin and Masson's trichrome staining. All bone defects covered with a single or double layer of FLM showed adequate osteogenesis, and none exhibited an inflammatory response. Groups III and IV Control showed scant osteogenesis and no alterations in soft tissues. The results obtained with this experimental model show biocompatibility of FML with the surrounding tissues at the studied time points. No alterations were observed in osteocytic lacunae or osteocytes in the bone after osteotomy using a piezoelectric scalpel. Further studies need to be conducted to assess bone tissue response to FLM in combination with bone substitutes.

La perdida de piezas dentarias conlleva la disminucion volumetrica del hueso alveolar y la necesidad de recurrir a tecnicas de regeneracion osea guiada (ROG) para restablecer las condiciones anatomicas y aplicar las terapeuticas adecuadas. La membrana de fascia lata (MFL) ha sido utilizada en intervenciones quirurgicas del area neurologica, ortopedica, otorrinolaringologica, cardiologica, vascular, ginecologica y odontologica para regeneracion tisular guiada. El objetivo de este trabajo preliminar fue evaluar la respuesta tisular de defectos oseos en calota de rata recubiertos con MFL. Se utilizaron 8 ratas Wistar de 230 gr de peso, a las que se les realizo en la calota 2 defectos oseos de 5 x 5 mm de lado por 1 mm de profundidad, con bisturi piezoelectrico e irrigacion, a ambos lados de la linea media, segun tecnica estandarizada. Se realizo el siguiente protocolo: Grupo I (G I): colocacion de una sola capa de MFL (Biotar, Rosario, Prov. de Santa Fe, Argentina) para cubrir el defecto; Grupo II (G II): colocacion de MFL en doble capa para cubrir el defecto; Grupo III (G III): sin membrana; Grupo IV (G IV): control. Se les provoco la eutanasia a los 60 dias. Las calotas fueron resecadas, radiografiadas y procesadas, previa descalcifica - cion, para su inclusion en parafina y coloracion con Hematoxilina-Eosina y Tricromico de Masson. En todos los defectos oseos recubiertos con MFL simple o doble se evidencio una adecuada osteogenesis y ausencia de respuesta inflamatoria y macrofagos. El G III y el G Sham evidenciaron escasa osteogenesis y no mostraron alteraciones en el tejido blando. La MFL en el modelo experimental utilizado evidencio una respuesta compatible con el tejido circundante en los periodos estudiados. El tejido oseo remanente a la osteotomia con bisturi piezoelectrico presento las lagunas osteociticas ocupadas con osteocitos y sin alteraciones. En estudios futuros se evaluara la respuesta tisular con MFL y utilizando un sustituto oseo.