Immunomodulatory and potential therapeutic role of mesenchymal stem cells in periodontitis

Periodontitis is a chronic inflammatory disease leading to alveolar bone destruction, and eventually tooth loss. In genetically or environmentally predisposed individuals periodontopathogenic bacteria trigger an inflammatory immune response where activated macrophages secrete inflammatory cytokines and T helper 17 cells produce interleukin-17, receptor activator of nuclear factor kappa B ligand (RANKL) and tumor necrosis factor-alpha. Inflammation and the production of RANKL, the key cytokine responsible for osteoclast activation, cause excessive activation of osteoclasts. This results in a decoupling between bone formation and resorption, leading to bone loss. As conventional treatment does not target the inflammatory response and osteoclast activation, its effectiveness is limited. Novel treatments are thus required if we are to cure this disease. Mesenchymal stem cells (MSCs), including those of dental origin, are potent immunomodulators and are known to be suitable for tissue regeneration. MSCs can inhibit the immune response by suppressing T cells, inducing regulatory T cells and converting dendritic cells and macrophages into a regulatory phenotype. Additionally, genetic modulation may enhance the therapeutic potential of MSCs. In the present review the authors describe the potential use of MSCs, either unmodified or engineered for therapeutic purposes in periodontitis, with special emphasis on MSCs from dental pulp and periodontal ligament. The paper envisions that multiple targeting of this inflammatory disease by modulating the immune response, promoting bone regeneration and inhibiting bone resorption might yield significantly improved treatment outcomes when combined with conventional treatment modalities

Idegi, valamint endothel eredetű mediátorok szerepe és kölcsönhatása a gingiva keringésének szabályozásában = Action and interaction of neural and endothelial mediators in the regulation of blood supply to the gingiva

Vazoaktív mediátorok keringésszabályozó szerepét tanulmányoztuk ép és gyulladt fogínyben patkányban. Humán gingiván a fogorvosi beavatkozások hatását vizsgáltuk. Adataink szerint patkány marginális gingiva erekben érszűkítő adrenerg alfa1, alfa2, valamint endotheliális ETA receptorok találhatók. A vaszkuláris endotheliális növekedési faktor (VEGF) a gingiva bazális keringésszabályozásában nem vesz részt, de azt az íny VEGF-2 érreceptorain keresztül befolyásolhatja. Primer neurogén gyulladás szisztémás antiinflammációs hatása a gingivában is leírható. E hatásban a nitrogénoxid szerepe valószínű. Megvizsgáltuk a gyomornedvből izolált gasztrikus pentadekapeptid BPC157 hatását ép, ill. gyulladt fogínyre. BPC157 vazokonstriktor, kísérletes parodontitisben gyulladáscsökkentő. Az alveoláris csontállományra protektív hatású. Az ínybarázda (gingivális sulcus) kemomechanikai tágítása a fogorvoslásban alkalmazott eljárás. Vizsgálataink szerint a használatos adrenalin koncentrációval átitatott tágító fonal a sulcusfolyadék elválasztást nem befolyásolja. Barázdatágításra a 0,1 %-os adrenalin oldat a leghatékonyabb. Bölcsességfogak pulpájából, ill. parodontiumából tenyésztéssel sejtkultúrát nyertünk, melyben vizsgáltuk a fogászati anyagok sejtproliferációra gyakorolt hatását. A pozitív STRO-1 immunreaktivitás sejtkultúránkban mesenhymalis őssejtek jelenlétére utal. A hemostatikumok, ill. retrakciós szerek klinikumban használt koncentrációi toxikusak. Emdogain a sejtproliferációt fokozta. | The role of vasoactive mediators has been studied in blood flow regulation to the sound/inflamed rat gingiva. The gingival effects of dental treatment were also detected in human. According to our data vasoconstrictor alpha1, alpha2 and endothelial ETA receptors localize in the blood vessels of the marginal gingva. Although the vascular endothelial growth factor (VEGF) does not participate in the basal flow regulation to the gingiva, exogenous VEGF evokes an enhanced gingival blood perfusion by the means of local VEGF2 receptors. The systemic anti-inflammatory effect of primary neurogenic inflammation can be observed also in the gingiva. Nitric oxide is probably involved in this process. The effect of gastric juice pentadecapeptide BPC157 on the sound/inflamed gingiva was also studied. BPC157 induces vasoconstriction and decreases inflammation in experimental periodontitis. The chemo-mechanical exposure of the gingival sulcus is a procedure commonly used in dentistry. Among the concentrations of epinephrine we used 0.1% was the most effective one, without any effect on crevicular fluid production. In order to study the effect of dental materials on the cell proliferation tissue culture was gained using the cells of dental pulp and connecting periodontium of wisdom teeth. The positive STRO-1 immunreactivity observed in our tissue culture refers to the presence of mesenchymal stemm cells. Clinically used concentrations of hemostatic and vasoconstrictor retraction solutions are toxic for the cultured cells. Emdogain shows a cellproliferative effect

Patkány fogbél eredetű őssejtek tenyésztése és differenciáltatása szövetépítési kutatások megalapozására

Bár a humán fogpulpa eredetű őssejtek létezése 2000 óta ismert, és ezeket már részletesen jellemezték, a patkány fogbélből izolálható sejtkultúrákról még kevés adat áll rendelkezésünkre. A szerzők kísérleteinek célja patkány pulpából őssejt tulajdonságokkal bíró primer sejttenyészet létrehozása, fenntartása és differenciáltatása volt. A sejtek életképességét WST-1 teszttel határozták meg. A csont irányú differenciálódást Kóssa- és alizarinvörös festéssel, az idegi irányú differenciálódást pedig morfológiai vizsgálatokkal, immuncitokémiai eljárással, valamint kvantitatív polimeráz láncreakciós módszerrel detektálták. Különféle felületkezelések hatását is vizsgálják a neurogén differenciálódásra. Sikeresen izoláltak őssejteket tartalmazó sejtpopulációkat patkányok alsó metszőfogának pulpaszövetéből, és optimalizálták tenyésztési körülményeiket. Bebizonyították, hogy ezek a kultúrák mind oszteogén, mind neurogén irányba képesek differenciálódni. Kifejlesztettek egy, a korábbinál hatékonyabb neurogén differenciációs protokollt, és megállapították, hogy a patkány pulpa eredetű őssejttenyészetek esetében a legkedvezőbb felület a lizin-laminin, illetve ornitin-laminin kombináció. Mivel az eredmények alátámasztják, hogy a fogpulpa eredetű őssejtek alkalmasak lehetnek az elpusztult csont- és idegszövetek regenerációjára, a modell megalapozza a fogbél eredetű őssejtek szövetépítés céljából történő klinikai felhasználását

Mesenchymal stem cells of dental origin - their potential for anti-inflammatory and regenerative actions in brain and gut damage

Alzheimer's disease, Parkinson's disease, traumatic brain and spinal cord injury and neuro inflammatory multiple sclerosis are diverse disorders of the central nervous system. However, they are all characterized by various levels of inappropriate inflammatory/immune response along with tissue destruction. In the gastrointestinal system, inflammatory bowel disease (IBD) is also a consequence of tissue destruction resulting from an uncontrolled inflammation. Interestingly, there are many similarities in the immune patho mechanisms of these CNS disorders and the various forms of IBD. Since it is very hard or impossible to cure them by conventional manner, novel therapeutic approaches such as the use of mesenchymal stem cells, are needed. Mesenchymal stem cells have already been isolated from various tissues including the dental pulp and periodontal ligament. Such cells possess trans differentiating capabilities for different tissue specific cells to serve as new building blocks for regeneration. But more importantly, they are also potent immune modulators inhibiting pro inflammatory processes and stimulating anti-inflammatory mechanisms. The present review was prepared to compare the immune patho mechanisms of the above mentioned neurodegenerative, neuro traumatic and neuro inflammatory diseases with IBD. Additionally, we considered the potential use of mesenchymal stem cells, especially those from dental origin to treat such disorders. We conceive that such efforts will yield considerable advance in treatment options for central and peripheral disorders related to inflammatory degeneration

Fogbél eredetű őssejtek hatása a titánimplantátumok osszeointegrálódására patkány farokcsigolya-modellben

Az elmúlt évtizedben számos reménykeltő, sikeres kísérlet történt nagyobb kiterjedésű csonthiányok gyógyítására őssejtek alkalmazásával. Az implantátumok osszeointegrációjának őssejtekkel történő elősegítését illető ismereteink ugyanakkor sporadikusak. Kutatócsoportunk számos korábbi munkájában foglalkozott fog eredetű őssejtkultúrák jellemzésével, elsősorban in vitro körülmények között. Emellett patkány farokcsigolyában a közelmúltban kifejlesztettünk egy kvantitatív módon követhető osszeointegrációs modellt. Jelen vizsgálatunk célja volt megismerni, hogy az implantátumok osszeointegrációját hogyan befolyásolják az implantátum és csont közé bejuttatott patkányfog eredű mesenchymalis őssejtek (DPSC) differenciálatlan, illetve oszteogén irányba elődifferenciáltatott állapotban. Eredményeink szerint az implantátum és csont közé beékelődött differenciálatlan pulpasejtek lassítják az implantátum integrációját. Ezzel szemben az oszteogén irányba elődifferenciáltatott DPSC sejtek már nem rontják az osszeointegrációt. Eredményeink arra utalnak, hogy a mesenchymalis őssejtek alkalmazásának sikere nagyban függ az alkalmazás körülményeitől, különösen is a vivőanyagok és oszteogén komponensek együttes alkalmazásától