Molekularne mechanizmy powiększenia dziąseł wywołanego amlodipiną

Powiększenie dziąseł wywołane lekami to rozpoznawalne i częste powikłanie farmakoterapii, tradycyjnie kojarzone z fenytoiną, cyklosporyną oraz nifedypiną – blokerem kanału wapniowego pierwszej generacji. Amlodipina, bloker kanału wapniowego trzeciej generacji, również coraz częściej figuruje w doniesieniach jako czynnik wywołujący to działanie niepożądane, choć mechanizmy leżące u jego podstaw pozostają słabo poznane. Powiększenie dziąseł charakteryzuje się wzrostem objętości tkanki dziąsłowej, najczęściej w obrębie brodawek i brzegu dziąsłowego, częściej w okolicy przedniej niż tylnej oraz na powierzchniach policzkowych. W zależności od nasilenia stan ten może upośledzać estetykę i funkcję, a także sprzyjać gromadzeniu biofilmu bakteryjnego, co przyczynia się do patologii przyzębia.

Badania histologiczne wskazują, że powiększona tkanka dziąsłowa różni się od zdrowej – wykazuje zwiększone włóknienie, wydłużone wypustki nabłonkowe, pogrubienie nabłonka oraz zwiększoną liczbę fibroblastów i naczyń krwionośnych w macierzy łącznotkankowej. Mechanizm powiększenia dziąseł wywołanego blokerami kanału wapniowego nie jest w pełni wyjaśniony. Sugeruje się, że leki te mogą zakłócać metabolizm wapnia w fibroblastach, upośledzając aktywność kolagenazy i prowadząc do akumulacji macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM). Tkanka dziąsłowa podlega ciągłym cyklom uszkodzenia i naprawy, regulowanym głównie przez cytokiny i chemokiny, w tym TGF-β1 promujący rekrutację fibroblastów i syntezę białek ECM, oraz CTGF wzmacniający odpowiedź fibrotyczną.

Jaki był cel badania nad mechanizmem działania amlodipiny?

Celem niniejszego badania było pogłębienie wiedzy na temat mechanizmów leżących u podstaw powiększenia dziąseł wywołanego amlodipiną poprzez zintegrowaną analizę histopatologiczną i molekularną. Oceniano włóknienie, odkładanie kolagenu oraz względną ekspresję genów α-SMA, IL-13, MMP-1 i prokolagenu, aby lepiej zdefiniować ich rolę w przebudowie tkanki dziąsłowej i aktywności fibrogennej. W odróżnieniu od wcześniejszych badań autorów, które koncentrowały się na stresie oksydacyjnym i zmianach związanych z cytokinami, obecne badanie skupiło się na zmianach strukturalnych i związanych z macierzą zewnątrzkomórkową.

Badanie obejmowało próbki tkanki dziąsłowej od 24 pacjentów podzielonych na trzy grupy: (1) pacjenci z powiększeniem dziąseł wywołanym amlodipiną (A+GE+), (2) pacjenci z powiększeniem dziąseł o innej, głównie zapalnej etiologii (A–GE+), oraz (3) pacjenci otrzymujący przewlekłą terapię amlodipiną bez klinicznych objawów powiększenia dziąseł (A+GE–). Taki projekt miał na celu identyfikację istotnych różnic między grupami, umożliwiając eksplorację potencjalnych mechanizmów związanych z wystąpieniem i patogenezą tego stanu.

Jak przeprowadzono analizę histopatologiczną i molekularną?

Analiza histopatologiczna izolowanej tkanki dziąsłowej została przeprowadzona na próbkach utrwalonych w formalinie i osadzonych w blokach parafinowych. Przy użyciu barwienia hematoksyliną i eozyną tkanka dziąsłowa od pacjentów z powiększeniem dziąseł wykazywała rozległą hiperplazję nabłonka i akantózę oraz wyraźne wypustki nabłonkowe głęboko wnikające między brodawki tkanki łącznej. U pacjentów otrzymujących terapię amlodipiną z wyraźnym powiększeniem dziąseł zaobserwowano ogniskowe nagromadzenia komórek zapalnych jednojądrowych w tkance łącznej dziąsła. Natomiast tkanka dziąsłowa od pacjentów z powiększeniem niezwiązanym z amlodipiną zawierała dużą liczbę komórek zapalnych, zorganizowanych w skupiska ogniskowe lub rozproszone nacieki jednojądrowe.

Wykorzystując selektywną technikę histochemiczną Picrosirius red, analizowano architekturę tkanki łącznej dziąsła i organizację włókien kolagenowych. U pacjentów z powiększeniem dziąseł zaobserwowano wydłużone brodawki tkanki łącznej gęsto upakowane wiązkami włókien kolagenowych. W głębszych warstwach tkanki łącznej dziąsła odnotowano wysoką gęstość grubych wiązek włókien kolagenowych, a także zwiększoną liczbę fibroblastów i naczyń krwionośnych w porównaniu z tkanką od pacjentów bez powiększenia dziąseł. Analiza półilościowa fotomikrografii wykazała, że odsetek pola zajętego przez włókna kolagenowe był istotnie wyższy u pacjentów z powiększeniem dziąseł niezwiązanym z amlodipiną w porównaniu z innymi grupami.

Analiza RT-PCR została przeprowadzona w celu oceny względnych poziomów ekspresji genów kluczowych markerów fibrogennych, w tym α-SMA, prokolagenu, IL-13 i MMP-1, w próbkach tkanki dziąsłowej ze wszystkich grup badanych. Całkowity RNA został wyizolowany z tkanek przy użyciu odczynnika TRIzol, a następnie przeprowadzono odwrotną transkrypcję i ilościową RT-PCR z wykorzystaniem specyficznych primerów dla genów docelowych. Względne poziomy ekspresji genów obliczono metodą 2^–ΔΔCt.

Jakie różnice w ekspresji genów zaobserwowano między grupami?

Względna ekspresja genu α-SMA była istotnie różna u pacjentów z powiększeniem dziąseł o etiologii zapalnej w porównaniu z obiema grupami otrzymującymi amlodipinę. Dodatkowo pacjenci z powiększeniem dziąseł wywołanym amlodipiną wykazywali istotnie wyższą względną ekspresję genu α-SMA niż ci na przewlekłej terapii amlodipiną bez powiększenia dziąseł. Pacjenci z powiększeniem dziąseł wywołanym amlodipiną wykazywali istotnie zwiększoną ekspresję genu prokolagenu w porównaniu z tymi na długotrwałej terapii amlodipiną bez powiększenia dziąseł. Ponadto zaobserwowano statystycznie istotną różnicę w ekspresji genu prokolagenu między tymi pacjentami a tymi z powiększeniem dziąseł o innej etiologii.

Pacjenci z powiększeniem dziąseł wywołanym amlodipiną wykazywali istotnie wyższą ekspresję genu IL-13 w porównaniu z pacjentami leczonymi amlodipiną bez powiększenia dziąseł. Podobnie pacjenci z powiększeniem dziąseł o innej etiologii również wykazywali istotnie wyższą ekspresję genu IL-13 niż ci bez tego działania niepożądanego. Ekspresja genu MMP-1 była istotnie podwyższona u pacjentów z powiększeniem dziąseł o etiologii niezwiązanej z amlodipiną (zapalnej) w porównaniu z obiema grupami otrzymującymi przewlekłą terapię amlodipiną.

Na podstawie punktacji histopatologicznej zapalenie było istotnie bardziej nasilone u pacjentów bez powiększenia dziąseł niż w obu grupach przyjmujących amlodipinę, niezależnie od obecności przerostu dziąsłowego. Te wyniki są zgodne z wcześniejszymi badaniami autorów na ten temat, sugerując, że chociaż zapalenie może być zaangażowane w ogólną odpowiedź tkankową, może nie stanowić dominującego czynnika napędzającego rozwój powiększenia dziąseł wywołanego amlodipiną.

Co wyniki mówią o mechanizmie powiększenia dziąseł?

Wyniki badania wskazują, że komponent fibrotyczny prawdopodobnie odgrywa kluczową rolę w powiększeniu dziąseł wywołanym przez leki. Fibroblasty są uważane za odgrywające centralną rolę, biorąc pod uwagę ich funkcję w produkcji i degradacji białek ECM. Wcześniejsze badania ultrastrukturalne wskazywały na obecność komórek podobnych do miofibroblastów. Miofibroblasty, typowo charakteryzujące się ekspresją α-SMA, zostały zaproponowane jako czynniki przyczyniające się do odkładania ECM podczas przebudowy tkanki. W warunkach normalnych, takich jak gojenie ran, komórki te zazwyczaj ulegają apoptozie po zakończeniu naprawy. Gdy ten proces zawodzi, ich przetrwanie może promować nadmierną akumulację ECM i potencjalnie prowadzić do patologicznego włóknienia.

Wyższe poziomy ekspresji genu prokolagenu zaobserwowano u pacjentów z powiększeniem dziąseł w porównaniu z tymi bez tego działania niepożądanego. Ta obserwacja jest zgodna z koncepcją, że ekspresja prokolagenu może odzwierciedlać trwającą aktywność fibrotyczną, ponieważ cząsteczka ta została zaproponowana jako potencjalny biomarker włóknienia. Sugeruje to, że ekspresja genu prokolagenu jest bardziej prawdopodobna u pacjentów z istniejącym powiększeniem dziąseł.

Dowody z wcześniejszych badań sugerują, że IL-13 może przyczyniać się do nieprawidłowej aktywności fibroproliferacyjnej. Co ciekawe, niedawny raport wykazał, że w stanach fibrotycznych jednoczesne hamowanie zarówno IL-13, jak i sygnalizacji TGF-β1 całkowicie osłabiło mechanizm fibrotyczny w porównaniu z samym hamowaniem TGF-β1. Funkcjonalnie szlak sygnałowy IL-13 może aktywować fibroblasty do produkcji składników macierzy zewnątrzkomórkowej i innych powiązanych czynników niezbędnych do fibrogenesis kolagenu. Wykazano również, że IL-13 indukuje ekspresję TGF-β1, działając głównie na fibroblasty i komórki śródbłonka, co skutkuje zwiększoną syntezą kolagenu i macierzy.

W niniejszym badaniu zaobserwowano wyższe poziomy ekspresji genu IL-13 w grupie pacjentów z powiększeniem dziąseł wywołanym amlodipiną w porównaniu z tymi bez tego działania niepożądanego. Analizy te zostały przeprowadzone na tych samych próbkach tkanki z wcześniej badanej grupy pacjentów, w której podwyższoną względną ekspresję genu TGF-β1 zaobserwowano również we wcześniejszych badaniach autorów. Zgodność między względną ekspresją genu IL-13 a wcześniejszymi ustaleniami może wskazywać na potencjalny związek między tymi szlakami w komponencie fibrotycznym powiększenia dziąseł.

Dlaczego obniżona ekspresja MMP-1 jest istotna klinicznie?

MMP-1 odgrywa kluczową rolę w inicjowaniu degradacji macierzy zewnątrzkomórkowej i, wraz z innymi MMP macierzy, ułatwia rozkład kolagenu. Wcześniejsze badania wykazały znaczące zmniejszenie ekspresji MMP-1 w przerośniętych tkankach dziąsłowych u biorców przeszczepu narządów otrzymujących cyklosporynę A. Dalsze badania sugerują, że cyklosporyna A hamuje zarówno syntezę, jak i aktywność enzymatyczną MMP-1 w fibroblastach dziąsłowych, co może przyczyniać się do powiększenia dziąseł. Z kolei zwiększone poziomy mRNA MMP-1 zostały zidentyfikowane w tkankach dziąsłowych od pacjentów z zapaleniem przyzębia, wskazując na odmienny mechanizm regulacyjny w stanach zapalnych.

W niniejszym badaniu, mimo że amlodipina prawdopodobnie nie ma tego samego mechanizmu powiększenia dziąseł co cyklosporyna, wyniki są zgodne z wcześniejszymi badaniami nad powiększeniem dziąseł wywołanym lekami związanym z tym lekiem. Pacjenci leczeni amlodipiną, niezależnie od tego, czy rozwinęli powiększenie dziąseł, wykazywali istotnie niższe poziomy ekspresji genu MMP-1 w porównaniu z tymi z przerostem dziąsłowym o etiologii zapalnej. Ten kontrast dodatkowo wspiera pogląd, że powiększenie dziąseł wywołane lekami i zapalne może angażować częściowo rozbieżne szlaki molekularne.

Wcześniejsze ustalenia sugerują, że amlodipina, w przeciwieństwie do nifedypiny, może bezpośrednio hamować ekspresję MMP-1 w komórkach śródbłonka stymulowanych IL-1β, zmniejszając tym samym aktywność kolagenolityczną. Obecne wyniki są zgodne z możliwością, że podobny mechanizm może działać w tkance dziąsłowej, gdzie amlodipina może przyczyniać się do zmniejszonej ekspresji MMP-1 i późniejszej akumulacji macierzy zewnątrzkomórkowej. Wcześniejsze badania wskazywały, że powiększenie dziąseł związane z blokerami kanału wapniowego jest mediowane przez odrębne mechanizmy molekularne w zależności od konkretnego środka.

Co to oznacza dla praktyki klinicznej?

Niniejsze badanie dostarcza dalszych informacji na temat potencjalnych mechanizmów leżących u podstaw powiększenia dziąseł wywołanego amlodipiną. Chociaż zaobserwowano zmiany zapalne, wydają się one reprezentować proces wtórny lub towarzyszący, a nie główną przyczynę tego stanu. Wyniki sugerują, że powiększenie dziąseł wywołane amlodipiną prawdopodobnie reprezentuje proces wieloczynnikowy, w którym komponent fibrotyczny może dominować. Zwiększona względna ekspresja genów α-SMA i IL-13, wraz z wcześniejszymi wynikami wskazującymi na zmiany molekularne związane z regulacją macierzy zewnątrzkomórkowej, może wskazywać na zaangażowanie szlaków sygnałowych mediowanych przez cytokiny i regulację transkrypcyjną markerów związanych z różnicowaniem fibroblastów w odpowiedzi na lek.

Ponadto zmniejszona ekspresja MMP-1 zaobserwowana wśród pacjentów leczonych amlodipiną może odzwierciedlać możliwy bezpośredni wpływ leku na obrót macierzy zewnątrzkomórkowej, sprzyjając akumulacji kolagenu. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki te sugerują, że to działanie niepożądane prawdopodobnie wynika ze złożonego wzajemnego oddziaływania wzmożonego odkładania tkanki łącznej, upośledzonej degradacji macierzy i wtórnego zapalenia. Niemniej jednak dodatkowe badania z większymi próbkami i dalszymi testami funkcjonalnymi są potrzebne do potwierdzenia tych ustaleń i wyjaśnienia zaangażowanych szlaków molekularnych.

Dla lekarzy kluczowe jest monitorowanie pacjentów przyjmujących amlodipinę pod kątem zmian w tkance dziąsłowej, szczególnie tych z czynnikami ryzyka fibrotycznego. Możliwość zastosowania terapii ukierunkowanych na hamowanie szlaku IL-13/TGF-β1 w celu ograniczenia nadmiernej syntezy ECM może stanowić obiecującą strategię zapobiegania i zarządzania tym stanem. Pacjenci z wyższym ryzykiem fibrotycznym mogą wymagać modyfikacji farmakoterapii lub dodatkowych zabiegów profilaktycznych. Warto podkreślić, że wdrożenie takich strategii wymaga dalszych badań oraz potwierdzenia wyników na poziomie białkowym i funkcjonalnym.

Jakie są główne wnioski z tego badania?

Badanie wykazało, że powiększenie dziąseł wywołane amlodipiną jest prawdopodobnie procesem wieloczynnikowym, w którym dominuje komponent fibrotyczny. Zwiększona ekspresja genów związanych z fibrogenezą (α-SMA, prokolagen, IL-13) oraz obniżona ekspresja MMP-1 wskazują na zaburzoną równowagę między syntezą a degradacją macierzy zewnątrzkomórkowej. Wyniki sugerują, że amlodipina może bezpośrednio wpływać na obrót macierzy zewnątrzkomórkowej, sprzyjając akumulacji kolagenu poprzez hamowanie ekspresji MMP-1. Chociaż zaobserwowano zmiany zapalne, wydają się one stanowić proces wtórny lub towarzyszący, a nie główną przyczynę tego stanu. Konieczne są dalsze badania z większymi grupami pacjentów i komplementarnymi podejściami metodologicznymi, aby w pełni wyjaśnić mechanizmy molekularne leżące u podstaw powiększenia dziąseł wywołanego amlodipiną oraz opracować skuteczne strategie terapeutyczne.