Uit de studie bleek dat wanneer het gen dat nodig is om het eiwit tristetraproline (TTP) te produceren, wordt verwijderd uit gezonde muizen, de dieren ontwikkelden de botten van veel oudere knaagdieren.
Binnen negen maanden, muizen zonder het gen ervoeren een verlies van bijna 20 procent in oraal bot. De resultaten onthulden ook dat overexpressie van TTP bij de dieren leidde tot een vermindering van 13 procent in botomzetting in vergelijking met niet-aangetaste muizen.
Gepubliceerd op 7 maart in het Journal of Dental Research, de studie is de eerste die de invloed van TTP op botverlies in een diermodel test.
Ontsteking is een noodzakelijke reactie van het immuunsysteem om het lichaam te beschermen tegen letsel of infectie, maar als het niet gecontroleerd wordt, het kan leiden tot de vernietiging van bot en het voorkomen van botvorming.
Hoewel bekend is dat TTP een belangrijke rol speelt bij de regulatie van ontstekingen, de productie ervan vertraagt met de leeftijd. De onderzoeksresultaten kunnen een diepgaande invloed hebben op het beheer van de botgezondheid bij ouderen, een populatie met een hoger risico op osteoporose en parodontitis.
"TTP is de rem op het systeem. Zonder dat, ontsteking en botverlies zouden ongecontroleerd blijven, " zegt Keith Kirkwood, DDS, doctoraat, hoofdauteur en professor in de afdeling Orale Biologie van de UB's School of Dental Medicine.
"We kennen niet alle redenen waarom TTP-expressie afneemt met de leeftijd. Dus, het begrijpen van de factoren achter de expressie en relatie met botverlies is de eerste stap in de richting van het ontwerpen van therapeutische benaderingen."
De onderzoekers streven ernaar om hun onderzoek vooruit te helpen in de richting van vergelijkbare studies bij mensen, vooral onder de ouderen.
osteoporose, een aandoening waarbij botten zwak en broos worden, en een lage botmassa treft bijna 55 procent van de mensen van 50 jaar en ouder, en er wordt geschat dat tegen 2020, meer dan 61 miljoen mensen zullen een van beide aandoeningen hebben, zegt de National Osteoporose Foundation.
De statistieken rond parodontitis zijn even somber. De infectie – die het tandvlees beschadigt, vernietigt kaakbot en kan leiden tot tandverlies - komt voor bij 70 procent van de volwassenen van 65 jaar en ouder, volgens de Centers for Disease Control and Prevention.
Om de rol van TTP bij parodontitis beter te begrijpen, een ontstekingsziekte, de onderzoekers bestudeerden drie groepen gezonde muizen:een knock-outgroep zonder het gen om TTP tot expressie te brengen, een knock-in-groep waarvan de genen TTP tot overexpressie brengen, en een controlegroep van onaangetaste muizen.
De knaagdieren werden getest op ontstekingsaandoeningen, orale botniveaus en de aanwezigheid van osteoclasten - cellen die gespecialiseerd zijn in het afbreken van bot - in mondweefsel op drie-, periodes van zes en negen maanden.
De onderzoekers ontdekten dat bot in de knock-outmuizen sneller ouder werd dan in de controlegroep. Op drie maanden oud, de muizen hadden 14 procent van hun orale bot verloren. Tegen negen maanden - nog steeds een jonge leeftijd voor een muis - was het botverlies toegenomen tot 19 procent.
Naast parodontitis, de knock-outmuizen ontwikkelden artritis, eczeem en andere ontstekingsaandoeningen. Osteoclastniveaus waren ook hoger in de knock-outgroep.
Onderzoekers waren verrast toen ze ontdekten dat de afwezigheid van TTP het orale microbioom enorm veranderde, ondanks dat alle knaagdieren in dezelfde ruimte worden gehuisvest. De bevinding suggereert dat systematische ontsteking de bacteriën in de mond kan beïnvloeden. Verder onderzoek is nodig om te bepalen of de nieuwe bacteriën pathogeen zijn of een rol spelen bij botverlies, zegt Kirkwood.
Overexpressie van TTP in de knock-in muizen verhoogde bescherming tegen ontstekingen, het verlagen van de botomzetting met 13 procent. De verhoging van het eiwit had geen effect op het aantal osteoclasten, echter.
Een toekomstig onderzoek zal het effect van TTP op de botgezondheid bestuderen over een periode van twee jaar. Kirkwood zal ook samenwerken met Bruce Troen, MD, professor, en Kenneth Seldeen, doctoraat, onderzoeksassistent professor, zowel in de Jacobs School of Medicine en Biomedical Sciences, om de verschillen in de invloed van het eiwit op het orale bot en de algehele botgezondheid te onderzoeken.