Root canal contamination or exposure to lipopolysaccharide differentially modulate prostaglandin E 2 and leukotriene B 4 signaling in apical periodontitis

Abstract Purpose To evaluate the kinetics of apical periodontitis development in vivo , induced either by contamination of the root canals by microorganisms from the oral cavity or by inoculation of bacterial lipopolysaccharide (LPS) and the regulation of major enzymes and receptors involved in the arachidonic acid metabolism. Methodology Apical periodontitis was induced in C57BL6 mice (n=96), by root canal exposure to oral cavity (n=48 teeth) or inoculation of LPS (10 µL of a suspension of 0.1 µg/µL) from E. coli into the root canals (n= 48 teeth). Healthy teeth were used as control (n=48 teeth). After 7, 14, 21 and 28 days the animals were euthanized and tissues removed for histopathological and qRT-PCR analyses. Histological analysis data were analyzed using two-way ANOVA followed by Sidak's test, and qRT-PCR data using two-way ANOVA followed by Tukey's test (α=0.05). Results Contamination by microorganisms led to the development of apical periodontitis, characterized by the recruitment of inflammatory cells and bone tissue resorption, whereas inoculation of LPS induced inflammatory cells recruitment without bone resorption. Both stimuli induced mRNA expression for cyclooxygenase-2 and 5-lipoxygenase enzymes. Expression of prostaglandin E 2 and leukotriene B 4 cell surface receptors were more stimulated by LPS. Regarding nuclear peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR), oral contamination induced the synthesis of mRNA for PPARδ, differently from inoculation of LPS, that induced PPARα and PPARγ expression. Conclusions Contamination of the root canals by microorganisms from oral cavity induced the development of apical periodontitis differently than by inoculation with LPS, characterized by less bone loss than the first model. Regardless of the model used, it was found a local increase in the synthesis of mRNA for the enzymes 5-lipoxygenase and cyclooxygenase-2 of the arachidonic acid metabolism, as well as in the surface and nuclear receptors for the lipid mediators prostaglandin E2 and leukotriene B4.

Avaliação do efeito do antagonismo do receptor de leucotrienos na modulação da periodontite experimental em ratos / Cysteinyl leukotriene receptor antagonism modulates experimental periodontitis in rats

Na doença periodontal, quando ativada a resposta imunoinflamatória do hospedeiro, os leucotrienos (LTs) participam do processo de lesão tecidual pela quimiotaxia de leucócitos e ativação osteoclástica. O uso de antagonista do receptor de LTs está relacionado com a expressão de moléculas pró-inflamatórias e osteoclastogênese. No entanto, suas implicações na progressão da DP ainda não foram estudadas. Sendo assim, o trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de antagonista do receptor de LTs (Montelucaste - MT) na modulação da periodontite experimental induzida pelo método da ligadura em ratos. Ratos Wistar machos (6-8 semanas, 200-250 gramas) foram divididos (12 animais/ grupo) nos seguintes grupos experimentais: Sham - sem ligadura/ sem tratamento (carboximetilcelulose - CMC 0,5%, via gavagem); Periodontite - com ligadura/ sem tratamento; MT 10 - com ligadura/ com tratamento (Montelucaste 10 mg/kg/dia, via gavagem); MT 30 - com ligadura/ com tratamento (Montelucaste 30 mg/kg/dia, via gavagem). Após período experimental (7, 14 e 21 dias) os animais foram submetidos à eutanásia e as hemimandíbulas retiradas para realização da análise de perda óssea alveolar (POA) macroscópica, análise histológica (H&E - histopatológico; picrosirius - colágeno), ELISA (LTB4), atividade de mieloperoxidase (MPO), avaliação de marcadores do estresse oxidativo (glutationa, expressão de proteínas carboniladas e proteínas modificadas por 4HNE) e expressão gênica de receptor do ativador de fator nuclear kappa B (RANK), ligante de RANK (RANKL), osteoprotegerina (OPG), fator de transcrição relacionado ao runt 2 (RUNX2), Colágeno tipo I, receptor de LT 1 (BLT1), receptor 1 de cisteinil-leucotrieno (CisLTR1), LTA4 hidrolase (LTA4H) e LTC4 sintase (LTC4S) (ANOVA, pós teste Sidak, p<0,05). O grupo Periodontite apresentou maior POA em comparação ao grupo Sham nos três períodos experimentais avaliados (p<0,05). MT passou a ser efetivo na redução da POA a partir do 14º dia (p<0,05). Ao analisar a degradação de colágeno, no 21º dia os grupos Periodontite e MT apresentaram maior perda em comparação ao grupo Sham (p<0,05). Não foram encontradas diferenças estatísticas quanto à expressão de LTB4 pelo teste ELISA (p>0,05), bem como na avaliação de marcadores de estresse oxidativo, independente do teste realizado (p>0,05). Em relação à MPO, o grupo Periodontite apresentou valores estatisticamente maiores em comparação ao grupo Sham nos três períodos experimentais (p<0,05). Nos períodos de 7 e 14 dias (30 mg/kg) o grupo MT promoveu diminuição da infiltração granulocítica em comparação ao grupo Periodontite (p<0,05), sem diferença em relação ao grupo Sham (p>0,05). Observou-se que a expressão de colágeno tipo 1 não apresentou diferença significante entre os grupos (p>0,05), e que o grupo MT 30 apresentou maior expressão de RUNX2 em comparação aos grupos Sham e Periodontite (p<0,05). No grupo MT 30 houve uma redução significante da expressão de LTA4H, BLT1 e LTC4S (p<0,05). A expressão de CysLTR1 não diferiu entre os grupos (p>0,05). Conclui-se que o uso de antagonista de receptor de LTs foi efetivo na redução do infiltrado granulocítico e da POA, com aumento de RUNX2.