Eficácia anti-Hipergliceminante, anti perda óssea e anti-inflamatória do probiótico Lactobacillus rhamnosus EM 1107 em modelo experimental de periodontite associada a diabetes / Anti-hyperglycaminant, anti-bone loss and anti-inflammatory efficacy of the probiotic Lactobacillus rhamnosus EM 1107 in an experimental model of periodontitis associated with diabetes

RESUMO

A doença periodontal (DP) e a diabetes mellitus (DM) possuem uma relação bidirecional bem estabelecida uma vez que compartilham mecanismos inflamatórios crônicos semelhantes. Por seus efeitos microbianos e imunológicos, os probióticos têm sido sugeridos como adjuvantes ao tratamento destas duas condições tanto de forma profilática (preventiva) como terapêutica (durante a doença). Sendo a metformina (MET) o fármaco padrão para o tratamento da diabetes, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia anti-hiperglicemiante, anti perda óssea e anti-inflamatória do probiótico Lactobacillus rhamnosus EM1107 em modelo experimental de periodontite induzida por ligadura em ratos diabéticos tratados com metformina. Este ensaio pré-clínico, in vivo, randomizado, cego e controlado foi composto por 114 ratos Wistar machos divididos aleatoriamente em seis grupos com 19 animais cada controle, ligadura, ligadura/DM, ligadura/Prob, ligadura/DM/Prob e ligadura/DM/Prob/Met. Durante 30 dias os animais receberam probiótico via gavagem oral. A DM foi induzida no 14º dia do experimento com injeção de Streptozotocin (STZ) na veia peniana, seguida pela colocação de ligadura para indução da DP e gavagem de MET no 19º dia, e eutanásia no 30º dia. Observou-se uma redução extremamente significativa da glicose sérica tanto nos grupos Prob quanto no grupo Metformina (p<0,001) pela análise bioquímica. A análise microtomográfica (µCT) do osso alveolar e da área de furca nas maxilas evidenciou que os animais diabéticos tratados com probiótico e com metformina tiveram perda óssea linear e volumétrica significativamente menor do que aqueles que não tiveram tratamento algum. Pela análise histomorfológica (HE), todos os grupos que receberam probiótico tiveram uma redução do infiltrado inflamatório, além de uma preservação de cemento e do osso alveolar. A análise pelo TRAP revelou que o grupo Ligadura/DM/Prob/Met apresentou a maior redução na contagem de osteoclastos ativos (p<0,01). Observou-se redução significativa de IL-1ß e TNF-α nos grupos Ligadura/Prob (p<0,05) e Ligadura/DM/Prob (p<0,01) por meio do ensaio ELISA em tecido gengival. Nossos achados sugerem eficácia anti-hiperglicemiante, anti perda óssea e anti-inflamatória do probiótico Lactobacillus rhamnosus EM1107 admnistrado tanto isoladamente quanto em associação com a Metformina na DM associada a DP (AU).

ABSTRACT

Periodontal disease (PD) and diabetes mellitus (DM) have a well-established bidirectional relationship in the literature as they share similar chronic inflammatory mechanisms. Due to its microbial and immunological effects, probiotic therapy has been suggested as an adjuvant to non-surgical periodontal treatment. Considering metformin (MET) as the standard drug for the treatment of diabetes, the aim of this study was to evaluate the antihyperglycemic, anti-bone loss and anti-inflammatory efficacy of the probiotic Lactobacillus rhamnosus EM1107 in an experimental model of ligature-induced periodontitis in diabetic rats treated with metformin. This pre-clinical, in vivo, randomized, blinded and controlled trial consisted of 114 male Wistar rats randomly divided into six groups of 19 animals each control, ligation, ligation/DM, ligation/Prob, ligation/DM/Prob and ligation /DM/Prob/Met. For 30 days the animals received a probiotic via oral gavage. DM was induced on the 14th day of the experiment with injection of Streptozotocin (STZ) into the penile vein, followed by ligation for PD induction and MET gavage on the 19th day, and euthanasia on the 30th day. An extremely significant reduction in serum glucose was observed in both the Prob and Metformin groups (p<0.001) by biochemical analysis. Microtomographic analysis (µCT) in the maxilla showed that diabetic animals treated with probiotic and metformin had significantly lower linear and volumetric bone loss than those that had no treatment at all. By histomorphological analysis (HE), all groups that received probiotics had a reduction in inflammatory infiltrate, in addition to preservation of cementum and alveolar bone. The TRAP analysis revealed that the Ligature/DM/Prob/Met group had the greatest reduction in osteoclast count (p<0.01). There was a significant reduction in IL-1ß and TNF-α in the Ligature/Prob (p<0.05) and Ligature/DM/Prob (p<0.01) groups by means of the ELISA assay in gingival tissue. Our findings suggest the anti-hyperglycemic, antibone loss and anti-inflammatory efficacy of the probiotic Lactobacillus rhamnosus EM1107 administered either alone or in association with Metformin in DM with PD (AU).