A doença periodontal, conhecida popularmente como “gengivite” em seu estágio inicial e “periodontite” em estágio avançado, representa uma das principais causas de perda dentária em adultos no mundo.
Recentemente, a Faculdade de Odontologia da Universidade de los Andes, liderada pela Dra. Constanza Martínez em parceria com a Universidade de la Frontera, iniciou um estudo inovador para investigar como partículas microscópicas derivadas de patógenos periodontais, conhecidas como vesículas extracelulares, influenciam a permeabilidade do epitélio gengival e a resposta anti-inflamatória nos estágios iniciais dessa enfermidade.
Contextualização da Doença Periodontal
A periodontite é uma doença crônica inflamatória que afeta o periodonto — conjunto de tecidos de suporte do dente, incluindo gengiva, ligamento periodontal, cemento radicular e osso alveolar. Inicialmente, a acumulação de biofilme bacteriano sobre a superfície dentária provoca gingivite, caracterizada por vermelhidão, inchaço e sangramento gengival.
Se não tratada adequadamente, a resposta imunológica local gera destruição progressiva dos tecidos de sustentação, culminando em perda de inserção periodontal e reabsorção óssea, o que pode resultar na perda do dente.
Fases da Patogênese
- Acúmulo de Placa Bacteriana
Placa é uma película adesiva de bactérias e produtos metabólicos que se forma diariamente sobre os dentes. O acúmulo excessivo desencadeia resposta inflamatória na gengiva. - Gengivite Reversível
Inflamação localizada sem destruição tecidual significativa. Com higienização adequada, há reversão completa. - Transição para Periodontite
Invasão profunda de bactérias no sulco gengival e ativação intensa do sistema imunoinflamatório, levando à degradação do colágeno e do osso alveolar.
Vesículas Extracelulares de Patógenos Periodontais
As vesículas extracelulares bacterianas (VEBs) são nanopartículas produzidas por bactérias Gram-negativas, como Porphyromonas gingivalis e Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Estas vesículas contêm lipopolissacarídeos (LPS), proteínas de virulência e fragmentos de DNA/RNA que podem modular a resposta do hospedeiro.
Funções Principais das VEBs
- Transporte de Fatores de Virulência: Proteases e toxinas que degradam componentes da matriz extracelular.
- Modulação Imunológica: Estimulação ou supressão de células imunológicas, desequilibrando o controle local.
- Comunicação Bacteriana: Spreading de sinalizadores de quorum sensing para coordenação de biofilmes.
Acredita-se que as VEBs desempenhem papel central na iniciação e progressão da periodontite, alterando a barreira epitelial que normalmente impede a invasão bacteriana.
Importância do Estudo em Modelos Tridimensionais
Modelos celulares bidimensionais (monocamadas) apresentam limitações para reproduzir a complexidade tecidual do periodonto. Modelos tridimensionais (3D) de cultura in vitro permitem:
- Estrutura de Múltiplas Camadas: Replicação da organização do epitélio e tecido conjuntivo subjacente.
- Avaliação de Permeabilidade Realística: Observação do trânsito de partículas e moléculas entre camadas.
- Interações Celulares: Comunicação entre queratinócitos, fibroblastos e células imunes em ambiente controlado.
No estudo da UANDES, utiliza-se um biorreator de cultura 3D no qual explantes de tecido ou células recombinantes formam uma estrutura semelhante à gengiva humana.
Metodologia da Pesquisa
Coleta e Preparação das VEBs
- Isolamento Bacteriano
As linhagens de P. gingivalis e A. actinomycetemcomitans são cultivadas em meio específico sob condições anaeróbicas. - Extração das Vesículas
A cultura bacteriana é centrifugada a alta rotação para remover células intactas. O sobrenadante é ultracentrifugado para concentrar VEBs, que passam por diálise para purificação de componentes solúveis residuais. - Caracterização Física-Química
Técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e dosagem de proteínas confirmam o tamanho (~50–200 nm), a carga de superfície e a composição proteica.
Montagem do Modelo 3D Gengival
- Cultivo de Queratinócitos
Células epiteliais oriundas de biópsias de gengiva saudável são expandidas em placa, depois transferidas para suportes permeáveis. - Adição de Fibroblastos
Sob a camada de queratinócitos, fibroblastos dérmicos são embedados em matriz de colágeno tipo I para simular o tec‐ ido conjuntivo. - Condições de Diferenciação
O sistema é mantido em cultura ar‐líquido, permitindo maturação epitelial e formação de barreira protetora.
Exposição às VEBs e Análises Funcionais
- Ensaios de Permeabilidade
Fluoresceína-dextran é aplicada ao topo do modelo; seu trânsito é quantificado por espectrofotometria. - Perfil Inflamatório
Expressão de citocinas (IL-1β, IL-6, TNF-α) e mediadores anti-inflamatórios (IL-10) é avaliada por RT-qPCR e ELISA. - Viabilidade Celular e Estruturação Tissular
Ensaios de MTT e coloração de histologia (HE) verificam toxicidade e integridade tecidual.
Resultados Preliminares
Embora a pesquisa ainda esteja em andamento, resultados iniciais sugerem que:
- Aumento da Permeabilidade Epitelial
Modelos expostos a VEBs mostraram até 40% mais fluoresceína-dextran no compartimento basal em comparação ao controle. - Resposta Pro-Inflamatória Elevada
Houve aumento significativo (p < 0,01) de IL-1β e TNF-α após 24 horas de exposição, indicando ativação de vias inflamatórias. - Modulação da Expressão de IL-10
Observou-se também um pico de IL-10 em estágios tardios (48 horas), sugerindo tentativa de autorregulação anti-inflamatória. - Alterações Morfológicas
Microscopia eletrônica evidenciou zonas de descontinuidade nas junções celulares epiteliais, compatíveis com degradação de proteínas de adesão.
Esses achados reforçam a hipótese de que VEBs atuam como gatilhos iniciais na desestabilização da barreira gengival e no desequilíbrio entre processos inflamatórios e regenerativos.
Implicações para Prevenção, Diagnóstico e Tratamento
Potenciais Biomarcadores Iniciais
A identificação de moléculas específicas das VEBs no fluido gengival ou no saliva poderia antecipar o diagnóstico de periodontite antes da perda óssea visível em exames de imagem.
Novas Terapias Alvo-Específicas
- Inibidores de Formação de VEBs: Compostos que bloqueiem a geminação vesicular em bactérias patogênicas.
- Anticorpos Neutralizantes: Moleculares capazes de se ligar a LPS e proteínas de superfície das VEBs, impedindo sua ação sobre o epitélio.
- Vacinas de Proteínas Vesiculares: Indução de resposta imune protetora contra antígenos predominantes em VEBs.
Otimização de Modelos de Teste
O protocolo de cultura 3D validado nesta pesquisa pode ser adotado por indústrias farmacêuticas para triagem de novos fármacos ou cosmecêuticos voltados à saúde gengival.
Perspectivas Futuras
- Estudos In Vivo
Validar os achados em modelos animais e, posteriormente, em ensaios clínicos humanos de fase inicial. - Explorar VEBs de Outras Espécies
Analisar vesículas de Treponema denticola e Tannerella forsythia para comparar mecanismos e potenciais sinergias. - Investigação de Vias de Sinalização
Detalhar cascatas de sinalização envolvidas na indução de junções celulares, focando em proteínas como claudinas e ocludinas. - Integração com Ómicas Avançadas
Utilizar proteômica e transcriptômica para caracterizar o conteúdo molecular completo das VEBs e as alterações no epitélio.
Conclusão
A pesquisa da Universidade de los Andes representa um avanço significativo na compreensão dos mecanismos iniciais da doença periodontal.
Ao demonstrar o papel das vesículas extracelulares bacterianas na disfunção da barreira epitelial e na modulação das respostas inflamatórias, abre‐se caminho para diagnósticos precoces e terapias inovadoras que atuem diretamente nos fatores desencadeantes da periodontite.
O modelo tridimensional de cultura gengival elaborado oferece uma plataforma robusta para futuros estudos toxicológicos e farmacológicos. As colaborações entre as áreas de biologia molecular, imunologia e odontologia serão fundamentais para traduzir esses achados em soluções clínicas eficazes.
Referência
UANDES. Noticias – Investigación de Odontología evalúa nuevos mecanismos en la progresión de la enfermedad periodontal – Universidad de los Andes. Acesso em: 10 maio 2025
