Efeitos diferenciais do microbioma periodontal na indução do fator reumatoide durante a patogênese da artrite reumatoide

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Oct 22, 2023

Efeitos diferenciais do microbioma periodontal na indução do fator reumatoide durante a patogênese da artrite reumatoide

Relatórios Científicos volume 12,

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 19636 (2022) Citar este artigo

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A associação entre a exposição a bactérias periodontais e o desenvolvimento de autoanticorpos relacionados à artrite reumatoide (AR) tem sido amplamente aceita; no entanto, a relação causal direta entre bactérias periodontais e fator reumatóide (FR) não é totalmente compreendida. Nós investigamos se as bactérias periodontais poderiam afetar o estado de RF. Pacientes com AR pré-clínica, de início recente ou crônica foram submetidos a exame periodontal e investigação do microbioma subgengival via sequenciamento de 16S rRNA. O grau de artrite e indução de RF foi examinado em camundongos com artrite induzida por colágeno (CIA) que foram inoculados oralmente com diferentes espécies de bactérias periodontais. Posteriormente, foi realizada a análise de sequenciamento de RNA de célula única das células do baço de camundongo. Pacientes com AR pré-clínica mostraram uma maior abundância da família Porphyromonadacae no microbioma subgengival em comparação com aqueles com AR crônica ou de início recente, apesar da gravidade comparável da periodontite entre eles. Notavelmente, uma comunidade microbiana subgengival distinta foi encontrada entre pacientes com FR positivo alto e aqueles com FR negativo ou baixo positivo (p = 0,022). Infecções orais com os patógenos periodontais P. gingivalis e Treponema denticola em camundongos CIA aumentaram de forma semelhante o escore de artrite, mas resultaram em diferentes níveis de indução de RF. Genes relacionados à sinalização de receptores de células B, proliferação, ativação e diferenciação de células B, co-estimulação de células T CD4+ e produção de citocinas estiveram envolvidos na indução diferencial de FR em camundongos expostos a diferentes bactérias. Em resumo, o microbioma periodontal pode moldar o estado de RF afetando a resposta imune humoral durante a patogênese da AR.

A artrite reumatóide (AR) é uma doença autoimune complexa, resultante de interações entre o histórico genético dos pacientes e os gatilhos ambientais. A periodontite é considerada um gatilho ambiental para a AR, e P. gingivalis, um importante patógeno periodontal, pode levar a respostas autoimunes e ao desenvolvimento de artrite1. A infecção oral por P. gingivalis induziu periodontite e artrite autoimune em modelos animais experimentais2,3. Ratos Lewis expostos a P. gingivalis, não aqueles expostos ao gel de controle, desenvolveram inflamação e destruição articular2. Um estudo anterior do nosso grupo descobriu que camundongos com artrite induzida por colágeno (CIA) infectados por P. gingivalis apresentaram artrite mais grave do que camundongos CIA não infectados, combinado com uma maior citrulinação da proteína nas articulações3. Nosso grupo também descobriu em um estudo subsequente que a interrupção da infecção oral por P. gingivalis por anticorpo anti-fímbria recuperou o aumento da artrite autoimune por infecção por P. gingivalis4. Esses resultados indicam que a periodontite e P. gingivalis têm papéis importantes na patogênese da AR.

A periodontite é prevalente em pacientes com AR estabelecida; no entanto, já está presente em pacientes com AR inicial ou pré-clínica, apresentando patogênese mais frequente e mais avançada do que controles5,6,7,8. Scher e colegas descobriram que a microbiota subgengival de pacientes com AR inicial é distinta daquela dos controles, embora os desvios da microbiota dependam da presença e gravidade da periodontite9. Em contraste, microbiota subgengival distinta foi encontrada em pacientes periodontalmente saudáveis ​​com AR quando comparados com aqueles em controles, indicando assim que as alterações são específicas da AR10. Um estudo recente demonstrou alteração da microbiota subgengival com um aumento da abundância de P. gingivalis em indivíduos periodontais saudáveis ​​e doentes de anticorpos anti-proteína citrulinada (ACPA)-positivos em risco de AR11. Tomados em conjunto, estes sugerem que as alterações da microbiota periodontal precedem o início da AR, independentemente da gravidade da periodontite.

200 or < 2500 expressed genes, < 25% of mitochondrial genes, and < 20,000 of UMIs per cell23. Then, the variation coefficient of genes was calculated through Seurat arithmetic. We identified 2000 highly variable genes from each sample by using the ‘vst’ method in Seurat, thus enabling us to align the cells originating from different samples. For dimensionality reduction of all data, principal coordinates analysis (PCoA) was performed based on the first 2000 highest alterable genes. A k-nearest neighbor graph was constructed using Euclidean distances in the space of the first 10 significant principal components. The cells were clustered in a picture using the Louvain modularity optimization algorithm. Then, the final outcomes of unsupervised clustering were visualized via t-distributed stochastic neighbor embedding (tSNE) analysis./p>0.25 log fold change compared with the other clusters and a p <0.05 (eTable 1 in the appendix). The highly differentially expressed genes (DEGs) in each cluster were calculated so they could be manually annotated with their respective cellular identities. The identities were confirmed using scCATCH for automated reference-based annotation24./p>0.1, Kruskal-Wallis test, Fig. 1C). When including all taxonomic levels, differentially abundant taxa among patients with pre-RA, NORA, and chronic RA were identified using LEfSe analysis (Fig. 1D). The Porphyromonadaceae family of bacteria as well as the Saccharimonas species were enriched in patients with pre-RA, whereas Streptococcus anginosus was only enriched in patients with chronic RA./p>