Kość jest tkanką, która ulega ciągłej przebudowie. Głównymi procesami metabolicznymi w kości są: proces modelowania polegający na wymianie składników kośćca (tworzenie nowej kości) oraz remodelacja (po 30. roku życia), czyli wewnętrzna przebudowa kości, po zakończeniu wzrostu i osiągnięciu szczytowej masy kostnej. Podczas modelowania kości wzrasta ona na długość i grubość. Wyrostek zębodołowy szczęki i żuchwy również ulega tej przebudowie (1, 2). Remodelacja warunkuje właściwości regeneracyjne kości. Istotą procesów modelowania i remodelowania są następujące po sobie resorpcja i nawarstwianie kości (3). W warunkach fizjologicznych procesy te podlegają ścisłej kontroli, za którą odpowiada szlak RANKL/RANK/OPG. Elementami tego układu są: receptor aktywujący jądrowy czynnik NF-κB (ang. Receptor Activator of Nuclear Factor NF-κB – RANK), jego ligand RANK (ang. Receptor Activator of Nuclear Factor NF-κB Ligand – RANKL) oraz osteoprotegeryna (ang. Osteoprotegerin – OPG) (4, 5). RANKL należy do nadrodziny białek czynników martwicy nowotworów (ang. Tumor Necrosis Factor – TNF). Na poziom ekspresji RANKL wpływ mają cytokiny (IL-1α, IL-6, IL-11, TNF-α) i glikokortykosteroidy oraz komórki podścieliska,
osteoblasty, osteoklasty, komórki mezenchymalne okostnej, chondrocyty i komórki śródbłonka (6). RANKL kontroluje różnicowanie osteoklastów poprzez specyficzny receptor znajdujący się na powierzchni komórek prekursorowych osteoklastów. Jest czynnikiem, który wraz z M-CSF (ang. Macrophage Colony-Stimulating Factor) aktywuje cały proces tworzenia dojrzałych osteoklastów, czyli różnicowanie i przeżywanie komórek resorpcyjnych (hamuje apoptozę osteoklastów). RANKL ponadto stymuluje uwalnianie niedojrzałych prekursorów osteoklastów (7). Receptor aktywujący jądrowy czynnik NF-κB jest białkiem przezbłonowym. Obecność RANK wykazują komórki linii monocytarno-makrofagowej, limfocyty T i B, proteosteoklasty i osteoblasty, komórki dendrytyczne, fibroblasty, chondrocyty i komórki śródbłonka naczyniowego. Ponadto obecność tego białka stwierdzono w szpiku kostnym, kościach, mózgu, wątrobie, sercu, nerkach, płucach, tkankach sutka, mięśniach szkieletowych i skórze (8-10). Połączenie RANK ze swym ligandem na powierzchni osteoklastów doprowadza do uruchomienia kaskady sygnałów, które aktywują swoiste geny odpowiadające za przeżycie i różnicowanie osteoklastów, a także za resorpcję kości (10). OPG należy do nadrodziny receptorów czynników martwicy nowotworów (ang. Tumor Necrosis Factor Receptor – TNFR) (3, 6, 11, 12). Transkrypty mRNA dla OPG stwierdzono w osteoblastach i komórkach podścieliska szpiku kostnego, a także w komórkach limfoidalnych, śródbłonka, limfocytach T i B oraz megakariocytach. OPG jest receptorem kompetycyjnym (ang. Decoy Receptor) dla RANKL, stanowi dla niego swoisty receptor-pułapkę (atrapę) (10). Łącząc się z nim, blokuje połączenie z RANK, tym samym zapobiega jego aktywacji na powierzchni osteoklasta i wystąpieniu resorpcji kości (11) poprzez modulację syntezy osteoklastów (10). W warunkach fizjologicznych istnieje ścisła równowaga pomiędzy ilością białka RANKL i OPG. Równowaga ta może zostać zaburzona w wielu chorobach układu kostnego. Wśród chorób kości szczęki i żuchwy często występują zmiany okołowierzchołkowe o charakterze zapalnym rozwijające się na skutek infekcji bakteryjnej kanałów korzeniowych. Przedostawanie się bakterii i ich toksyn poza ząb powoduje napływ, aktywację oraz interakcje pomiędzy komórkami zapalnymi i obronnymi organizmu (13, 14). Prowadzi to do utraty prawidłowej struktury kostnej szczęk. Miejsce po zresorbowanej kości zastępowane jest przez ziarninę, która może organizować się w zmiany o charakterze torbieli korzeniowych. Zmiany te mogą osiągać duże rozmiary, doprowadzając do deformacji i niszczenia otaczającej je kości (15, 16). Poznanie patomechanizmu powstawania zmian okołowierzchołkowych zębów może być przydatne w rozpoznawaniu i leczeniu tych chorób.

Celem pracy była ocena ekspresji głównych mediatorów regulujących powstawanie i różnicowanie osteo-klastów i osteoblastów w przewlekłych zmianach okołowierzchołkowych korzeni zębów oraz wyjaśnienie ich roli w procesie niszczenia kości.

Na przeprowadzenie badań uzyskano zgodę Niezależnej Komisji Bioetycznej do Spraw Badań Naukowych przy Gdańskim Uniwersytecie Medycznym (Reg. nr NKEBN/375/2009). Materiał do badań pobrano od 36 pacjentów (24 mężczyzn i 12 kobiet) w wieku od 17 do 89 lat (średnia wieku 45,75 lat) podczas zabiegów wykonywanych w Klinice Chirurgii Szczękowo-Twarzowej i Stomatologicznej oraz Poradni Chirurgii Stomatologicznej GUMed. Uzyskano następujące typy zmian chorobowych: ziarniniaki okołowierzchołkowe (n = 14), torbiele zapalne (n = 17) oraz torbiele zawiązkowe (n = 5). Grupę kontrolną dla badań molekularnych stanowiła zdrowa błona śluzowa języczka i wyrostka zębodołowego bez stwierdzonego stanu zapalnego. Materiał tkankowy utrwalono w 10% roztworze formaliny. Do badania immunohistochemicznego wykorzystywano 4 μm skrawki materiału tkankowego. Zastosowano następujące przeciwciała: RANKL – Monoclonal Anti-human TRANCE/TNFSF 11 nr kat. MAB626, firma R&D Systems; OPG – Anti-human Osteoprotegerin/TNFRSF11B Antibody nr kat. AF805, firma R&D Systems. Związane przeciwciała oznaczano z użyciem systemu DAKO (LSAB + system HRP).