Studien fant at når genet som trengs for å produsere proteinet tristetraprolin (TTP) fjernes fra friske mus, dyrene utviklet beinene til mye eldre gnagere.
I løpet av ni måneder, mus uten genet opplevde et tap på nesten 20 prosent i oralt bein. Resultatene avslørte også at overuttrykk av TTP hos dyrene førte til en 13 prosent reduksjon i beinomsetning sammenlignet med upåvirket mus.
Publisert 7. mars i Journal of Dental Research, studien er den første som tester TTPs innflytelse på bentap i en dyremodell.
Betennelse er en nødvendig reaksjon fra immunsystemet for å beskytte kroppen mot skade eller infeksjon, men hvis den ikke kontrolleres, det kan føre til ødeleggelse av bein og forhindring av beindannelse.
Selv om TTP er kjent for å spille en viktig rolle i reguleringen av betennelse, produksjonen sinker med alderen. Forskningsresultatene kan ha stor innvirkning på håndteringen av beinhelse hos eldre, en befolkning med høyere risiko for osteoporose og periodontitt.
"TTP er bremsen på systemet. Uten den, betennelse og bentap ville gå ukontrollert, "sier Keith Kirkwood, DDS, PhD, hovedforfatter og professor ved Institutt for oral biologi ved UB's School of Dental Medicine.
"Vi vet ikke alle årsakene til at TTP -uttrykk reduseres med alderen. Så, å forstå faktorene bak uttrykket og forholdet til bentap er det første trinnet mot å designe terapeutiske tilnærminger. "
Forskerne tar sikte på å fremme undersøkelsen mot lignende studier på mennesker, spesielt blant aldringene.
Osteoporose, en tilstand der bein blir svake og sprø, og lav benmasse påvirker nesten 55 prosent av mennesker 50 år og eldre, og det er anslått at innen 2020, mer enn 61 millioner mennesker vil ha begge tilstandene, sier National Osteoporosis Foundation.
Statistikken rundt periodontitt er like dyster. Infeksjonen - som skader tannkjøttet, ødelegger kjevebenet og kan føre til tanntap - forekommer hos 70 prosent av voksne 65 år og eldre, ifølge Centers for Disease Control and Prevention.
For bedre å forstå TTPs rolle i periodontitt, en inflammatorisk sykdom, forskerne studerte tre grupper av friske mus:en knockout -gruppe uten genet for å uttrykke TTP, en knock-in-gruppe hvis gener overuttrykte TTP, og en kontrollgruppe av upåvirkede mus.
Gnagere ble testet for inflammatoriske tilstander, orale bennivåer og tilstedeværelsen av osteoklaster-celler som spesialiserer seg på å bryte ned bein-i oralt vev ved tre-, seks- og ni-månedersperioder.
Forskerne fant at bein i knockout -musene eldet raskere enn i kontrollgruppen. Som tre måneder gammel, musene hadde mistet 14 prosent av oralt bein. Ved ni måneder - fortsatt en ung alder for mus - hadde tap av bein økt til 19 prosent.
I tillegg til periodontitt, knockout -musene utviklet leddgikt, eksem og andre inflammatoriske tilstander. Osteoklastnivået var også høyere i knockout -gruppen.
Etterforskerne ble overrasket over å finne at fraværet av TTP i stor grad endret det orale mikrobiomet, til tross for at alle gnagere er plassert i samme rom. Funnet antyder at systematisk betennelse kan påvirke bakteriene i munnen. Ytterligere studier er nødvendig for å avgjøre om de nye bakteriene er patogene eller spiller en rolle i bentap, sier Kirkwood.
Overuttrykk av TTP i knock-in musene økte beskyttelsen mot betennelse, senke beinomsetningen med 13 prosent. Økningen i proteinet hadde ingen effekt på antall osteoklaster, derimot.
En fremtidig undersøkelse vil studere effekten av TTP på beinhelsen over en toårsperiode. Kirkwood vil også samarbeide med Bruce Troen, MD, professor, og Kenneth Seldeen, PhD, forskningsassistent professor, både ved Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences, å undersøke forskjellene i proteinets innflytelse på oralt bein og generell beinhelse.