Efecto de la infección de porphyromonas gingivalis en los osteoblastos humanos

Abstract

ABSTRACT: Periodontal disease (periodontitis) is characterized by chronic inflammatory process and destruction of periodontal tissue, in severe cases induces teeth movement and loss. Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), a Gram-negative strict anaerobe, is considerated such as major agent in the ethnological development and progression of periodontal disease. To date is known that P. gingivalis is capable infect and internalizate to ephitelial cells, endothelial cells and fibroblasts, this interaction induces morphological changes and the cytoskeletal rearregment. P. gingivalis is not considered intracellular pathogen, however there are evidence that internalizate occurs to eukaryotic cells. The internalization of P. gingivalis, have been demonstrated in epithelial and endothelial cells, however in osteoblasts are not yet known the mechanisms of interaction and involved molecules. This work demostrates that P. gingivalis ATCC 33277 is capable to infect to human osteoblasts MG-63 cell line and that the bacterium is internalizated by osteoblasts and is eliminated into the first 24 h. Moreover the adittion of endocytic inhibitors such as Cytochalasin D, an actin inhibitor; Nocodazole, a microtubules inhibitor; LY 294002, an inhibitor of PI 3-K and Amiloride, mycropinocitois inhibitor, diminished the internalization of P. ginigvalis by human osteoblasts in a 29, 78, 62 and 63% respectively. The electron scanning microscopy (SEM) and microscopy of fluorescence evidenced the interaction and rearregment of osteoblasts cytoskeletal proteins. We concluded that internalizaton the P. gingivalis by human osteoblasts occurs in early times of infection and intracellular elimination of bacterium takes place into the first 24 h. The use endocytic inhibitors demostrated that internalization of bacterium in human osteoblasts require participation of cytoskeletal proteins such as microtubules and actin filaments, moreover the internalization inhibition by Amiloride suggested macropynocitosis as the endocytic pathway responsible of P. gingivalis up take by human osteoblasts, however other endocytic pathways are not excluded.

RESUMEN: La enfermedad periodontal (periodontitis) se caracteriza por un proceso inflamatorio crónico y destrucción del tejido periodontal, en casos severos induce movimiento y pérdida de los dientes. Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) es una bacteria Gram-negativa anaerobia estricta, considerada como el principal agente en el desarrollo etiológico y progresión de la enfermedad periodontal. Actualmente se sabe que P. gingivalis es capaz de infectar y ser interiorizada a las células epiteliales, células endoteliales y los fibroblastos, esta interacción induce cambios morfológicos y el rearreglo del citoesqueleto. P. gingivalis no es considerada un patógeno intracelular, sin embargo existen evidencias de que es capaz de ser interiorizada a las células eucariotas. La interiorización de P. gingivalis ha sido demostrada en las células epiteliales y endoteliales, sin embargo, en los osteoblastos, aún se desconocen los mecanismos de interacción y las moléculas involucradas. Este trabajo demuestra que P. gingivalis ATCC 33277 es capaz de infectar a los osteoblastos humanos MG-63 de línea celular, y que la bacteria es interiorizada por los osteoblastos y es eliminada dentro de las primeras 24 h. Además, la adición de inhibidores endocíticos como la Citocalasina D, inhibidor de actina; el Nocodazol, inhibidor de los microtúbulos; LY 294002, inhibidor de la PI 3-K y el Amilórido, inhibidor de la macropinocitosis, disminuyeron la interiorización de P. gingivalis a los osteoblastos humanos en un 29, 78, 62 y 63% respectivamente. La microscopía electrónica de barrido (MEB) y la microscopía de fluorescencia evidenciaron la interacción y el rearreglo de las proteínas del citoesqueleto de los osteoblastos. Nosotros concluimos que la interiorización de P. gingivlias por los osteoblatos humanos se presenta en tiempos tempranos de la infección y la eliminación intracelular de la bacteria se presenta dentro de la primeras 24 h. Los inhibidores endocíticos demostraron que la interiorización de la bacteria por los osteoblastos humanos requiere de la participación de proteínas del citoesqueleto como los microtúbulos y los filamentos de actina, además la inhibición en la interiorización por el Amilórido, sugiere a la macropinocitosis como una de las vías endocíticas responsable de la captación de P. gingivalis por los osteoblastos, sin embargo, no descartamos la existencia de otras vías endocíticas que pudieran ser evidenciadas en estudios posteriores.