Hvor viktig disse blærene faktisk er for utviklingen av betennelsesreaksjonen ved periodontitt, har lenge vært et ubesvart spørsmål. Nå har en forskergruppe ved Det odontologiske fakultet undersøkt hvordan blærene, såkalte ekstracellulære vesikler, fra bakterien Porphyromonas gingivalis påvirker cellene i munnhulen.
En av forskerne i prosjektet er ph.d. Helene Rygvold Haugsten, har i sin doktorgrad studert hva vesiklene inneholder, hvordan de tas opp av celler i munnhulen, og hvilke prosesser de setter i gang.
– Vi ønsket å forstå mer av mekanismene som driver periodontitt. Vesikler er små, men de kan ha stor biologisk betydning, sier Haugsten.
Periodontitt, en folkesykdom som påvirker mer enn tannkjøttet
-(5).jpg)
Periodontitt rammer store deler av den voksne befolkningen, og i alvorlige tilfeller kan sykdommen føre til tap av tenner. Betennelsen i vevet rundt tennene er også koblet til sykdommer andre steder i kroppen, som diabetes, hjerte og karsykdommer og Alzheimer.
I sentrum av dette sykdomsbildet finner vi altså bakterien Porphyromonas gingivalis. Den kan påvirke hele bakteriemiljøet i munnhulen og utløse en kraftig betennelsesrespons. Nettopp derfor omtales den som et nøkkelpatogen.
Hva er egentlig ekstracellulære vesikler?
Ekstracellulære vesikler er små bittesmå blærer, som celler og bakterier sender ut.
De fungerer som små pakker fulle av proteiner, enzymer og andre molekyler, og kan påvirke celler i nærheten eller andre steder i kroppen.
Tidligere ble de regnet som biologisk avfall. I dag vet vi at de kan være aktive «budbringere» i både helse og sykdom.
– Vesikler inneholder mye av det samme som cellen de kommer fra. Vi vet nå at de sannsynligvis har viktige funksjoner, også i sykdomsutvikling, sier Haugsten.
Vesiklene inneholder aktive virulensfaktorer
I prosjektets første del isolerte Haugsten vesikler fra dyrkede bakterier. For å klassifiseres som ekte vesikler måtte de oppfylle strenge kriterier.
Et interessant funn kom tidlig:
– Vesiklene inneholdt gingipain, en av bakteriens viktigste virulensfaktorer, og den var aktiv, sier hun.
Virulensfaktorer er stoffer bakterier i bakteriene som kan gjøre oss syke, som enzymer og proteiner som kan skade vev eller svekke immunforsvaret.
–At gingipain var aktiv i vesiklene, tyder på at disse små blærene kan bidra til betennelsen på en selvstendig måte ikke bare som biprodukter av bakterien, forklarerer hun.
Munnhulens celler tar opp vesiklene og endrer aktivitet
Deretter undersøkte forskerne om cellene i munnen faktisk tok opp vesiklene. Det gjorde de.
– Vi farget vesiklene og så at fibroblaster tok dem opp. Det betyr at vesiklene kan påvirke cellenes funksjon direkte, forklarer Haugsten.
Fibroblaster er celler i bindevevet som bygger og vedlikeholder strukturen i tannkjøttet. De produserer kollagen og reagerer på skade og betennelse, og spiller derfor en viktig rolle i utviklingen av periodontitt.
For å studere hva som skjer inne i cellene, brukte forskergruppen metabolomikk, en analyse som kartlegger små molekyler til stede og gir innsikt i cellenes stoffskifte blant annet.
– Metabolomikk viste at flere prosesser i cellene ble endret. Det tyder på at vesiklene ikke bare er til stede, men kan ha en biologisk effekt, sier hun.
Vesiklene inneholder en hel «verktøykasse» av skadelige proteiner
I prosjektets siste del brukte Haugsten proteomikk for å undersøke hvilke proteiner vesiklene inneholder.
Proteomikk er en metode som kartlegger alle proteinene i en prøve, for eksempel i vesikler.
– Vi fant mange virulensfaktorer, ikke bare gingipain, sier Haugsten – Dette styrker teorien om at vesiklene er aktive bidragsytere til sykdomsutviklingen.
Haugsten analyserte tre ulike stammer av P. gingivalis i alle studiene, og fant forskjeller i hvilke proteiner vesiklene inneholdt.
– Forskjellene kan bidra til å forklare hvorfor periodontitt utvikler seg ulikt hos ulike pasienter,» sier hun.
Kan vesikler forklare koblingen mellom munnen og resten av kroppen?
Et av de mest fascinerende trekkene ved vesikler er at de kan bevege seg rundt i kroppen, også til steder bakteriene selv ikke kan overleve.
– Vesiklene er små og mange, og de kan nå andre organer. Det gjør dem interessante når man skal forstå hvorfor periodontitt henger sammen med sykdommer andre steder i kroppen, sier Haugsten.
Internasjonale studier har blant annet funnet P. gingivalis-relaterte proteiner i hjernevev og i arterieplakk.
Kan dette gi nye behandlinger, kanskje til og med en vaksine?
Dagens behandling av periodontitt er mekanisk og livslang, og er i stor grad avhengig av pasientens egeninnsats hjemme. Men vesikler kan kanskje bli et nytt tilskudd for moderne behandling.
– Det finnes allerede vaksiner som bygger på vesikler, som meningokokkvaksinen. I musemodeller har man også testet vesikkelbaserte vaksiner mot P. gingivalis, med lovende resultater, forklarer hun.
En liten, men viktig brikke i et stort puslespill
Haugsten understreker at forskningen er grunnforskning, men at den kan bidra med viktige byggesteiner for fremtidige behandlingsstrategier.
– Dette er én bit i et stort bilde. Vesiklene kan vise seg å ha større betydning for periodontitt enn vi tidligere har trodd, sier hun avslutningsvis.
Referanser:
Nyhetsbrev fra Forskningsnytt
Få tips om nye funn og innsikt fra Universitetet i Oslo.