Wydawnictwo Medyczne Borgis
Czytelnia Medyczna » Nowa Stomatologia » 1-2/2000 » Rola BMP-7 (rh-OP1) w leczeniu regeneracyjnym przyzębia na podstawie piśmiennictwa
- reklama -
Profesjonalny, stricte ręczny serwis narciarski Warszawa
- reklama -
© Borgis - Nowa Stomatologia 1-2/2000, s. 36-38
Marcin Kacprzak, Jan Kowalski

Rola BMP-7 (rh-OP1) w leczeniu regeneracyjnym przyzębia na podstawie piśmiennictwa

The role of BMP-7 (rh-OP1) in periodontal regeneration – A literature review
z Zakładu Chorób Błony Śluzowej i Przyzębia Instytutu Stomatologii Akademii Medycznej w Warszawie
Kierownik Zakładu: dr hab. med. Renata Górska
Regulowanie rozwoju tkankowego tradycyjnie przypisywano we krwi hormonom, syntetyzowanym w odpowiednich gruczołach dokrewnych i oddziałujących na tkanki odległe. Obecnie jednak wiadomo, że istotny udział w różnicowaniu i wzroście tkanek odgrywają hormonopodobne polipeptydowe czynniki wzrostu. Podobnie jak hormony mogą występować we krwi krążącej, ale w przeciwieństwie do nich mogą być uwalniane lub syntetyzowane jako czynniki miejscowe wywierające swe działanie na drodze autokrynowej (substancje produkowane przez komórkę wiążą się z receptorami na powierzchni tej samej komórki) i parakrynowej (komórki wydzielają mediatory do macierzy pozakomórkowej, które oddziałują na tkanki odległe). Są one czynnikami wielofunkcyjnymi, których zakres działania obejmuje oprócz stymulacji lub hamowania proliferacji, także inne efekty na komórki docelowe takie jak: aktywację transportu metabolitów, chemotaksję, syntezę prostaglandyn i wreszcie różnicowanie komórek. Polipeptydowe czynniki wzrostu są specyficzne w stosunku do odpowiednich receptorów wykazujących duże powinowactwo.
Czynniki wzrostowe charakteryzują się następującymi cechami:
– inicjują odpowiedź komórkową poprzez interakcję ze specyficznym receptorem,
– warunkują specyficzność odpowiedzi poprzez powstanie kompleksu polipeptydowy czynnik wzrostu – receptor,
– czynnik wzrostu i jego receptor przekazują sygnał z powierzchni do wnętrza komórki na drodze endocytozy.
Z punktu widzenia nowoczesnej periodontologii szczególne znaczenie mają czynniki wzrostu należące do nadrodziny białek morfogenetycznych kości (Bone Morphogenetic Proteins). Już w latach 60-tych postulowano istnienie niekolagenowych białek macierzy kostnej warunkujących różnicowanie osteoblastów (3). W roku 1965 van de Putte i Urist wykazali, że demineralizowana kość indukuje heterotopowo osteogenezę u królika. Już wtedy istniały sugestie, że komponentą zdemineralizowanej matrycy kostnej, odpowiedzialną za różnicowanie mezenchymatycznych komórek tkanki śródmięsnej w komórki kostne jest tzw. morfogenetyczne białko kości (BMP – Bone Morphogenetic Protein) (15). Przez Urista zostało zdefiniowane jako osteogenetyczne, chemiczne komponenty macierzy kostnej, zębiny i innych twardych tkanek ściśle związane z włókienkami kolagenu (14). Kolejność zmian w procesie indukcji tkanki kostnej pod wpływem zdemineralizowanych matryc kostnych jest podobna, jak w indukcji tkanek szkieletowych pod wpływem przeszczepiania ustalonych linii komórkowych i przypomina proces kostnienia na podłożu chrzęstnym:
– pierwszego dnia implant zostaje otoczony leukocytami,
– trzeciego dnia leukocyty zostają zastąpione migrującymi fibroblastami,
– fibroblasty pod wpływem kontaktu z matrycą różnicują się do chondro- i osteoblastów,
– chrząstka ulega przerostowi i wapnieniu, stając się dziewiątego dnia podłożem dla osteogenezy przez elementy wprowadzone do zdegenerowanej chrząstki z kapilarami,
– dalsza przebudowa beleczek kostnych prowadzi do powstania kości gąbczastej (15).
Obecnie zostały one bardzo dokładnie scharakteryzowane, znana jest ich sekwencja aminokwasów, określono także receptory dla tych białek. Wyizolowano rodzinę białek (BMP1-13), które są zdolne in vivo do zainicjowania procesów osteogenezy. BMP należą do nadrodziny białek filogenetycznie bardzo starych, kierujących procesami rozwojowymi u zwierząt niższych (4).
Od wielu lat w literaturze fachowej pojawiają się coraz bardziej racjonalne przesłanki ku temu, aby stosować nadrodzinę białek BMP w terapii schorzeń przyzębia, zwłaszcza w oparciu o techniki sterowanej regeneracji tkanek (Guided Tissue Regeneration). Od wielu lat z powodzeniem stosowany jest ludzki rekombinowany BMP-2 (rhBMP-2) wykazujący duży stopień homologii (uwzględniając cDNA) z transformującym czynnikiem wzrostu beta (TGF-β). RhBMP-2 znalazł zastosowanie w chirurgii periodontologicznej nawet w tak zaawansowanych stadiach peridontopatii jak obnażenia furkacji trzeciego stopnia (6, 7, 13). Stosowany jest także w chirurgii szczękowo-twarzowej i implantologii (1). Od odkrycia receptorów nadrodziny TGF-β w miazdze prowadzone są próby zastosowania rhBMP-2 w nowoczesnej endodoncji (3, 11, 14). Od roku 1997 wielu badaczy skoncentrowało się nad BMP-7 będącym we wcześniejszym piśmiennictwie nazywanym białkiem osteogenicznym 1 (OP1). Cook i wsp. wykazali przydatność białka BMP-7 w terapii schorzeń przyzębia (1). Badania te przeprowadzono na psach – po usunięciu zębów przedtrzonowych w żuchwie z jednej strony umieszczono wszczepy hydroksyapatytowe, z drugiej z kolei te same wszczepy stymulowano rhIO1. W badaniach histologicznych post mortem po upływie 12 tygodni wykazano, że miejsca stymulowane rhOP1 były całkowicie wypełnione nową kością i dobrze zintegrowane z kością gospodarza. RhOP1 znalazł także zastosowanie w zabiegach podniesienia dna zatoki szczękowej, stosowanych w przypadkach niewystarczającej bazy kostnej w szczęce dla implantów zębowych. McAllister i wsp. prowadzili badania na szympansach badając korelację pomiędzy zastosowaniem różnych dawek rhOP1 z użyciem BioOss i macierzy kolagenowej z grupą kontrolną, w której użyto samej macierzy. W grupie badanej uzyskano lepsze parametry kliniczne niż po stronie, po której użyto samej macierzy. Badania radiologiczne i histologiczne wykazały, że optymalnym stężeniem dla osteosyntezy jest zastosowanie BioOss i 2,5 mg rhOP1 na 1 g macierzy kolagenowej. Rezultaty badań sugerują, że BioOss z wyżej wymienioną ilością rhOP1 bardzo efektywnie stymulują osteogenezę.
Bardzo obiecujące okazały się badania Ryan´a i wsp. (6) na psach dotyczące zastosowania rhOP1 w leczeniu eksperymentalnie utworzonych furkacji typu trzeciego. Miały one potwierdzić wpływ rhOP1 na różnicowanie i wzrost komórek kości i jego przydatność w leczeniu zaawansowanych zaników kostnych w okolicy furkacji. Obiektem badań było 18 psów, u których stworzono obustronnie w żuchwie pięciomilimetrowe ubytki kostne. Otrzymano w sumie 36 kwadrantów – w dziewięciu z nich zastosowano terapię kontrolną z użyciem nośnika kolagenowego, na który aplikowano wzrastające stężenia rhOP-1 odpowiednio 0,75, 2,5 i 7,5 mg/g nośnika. W pozostałych kwadrantach stosowano – samo rhOP1, terapię chirurgiczną lub sam nośnik kolagenowy. Osiem tygodni później pobrano biopsje w celu histomorfologicznej oceny odtworzenia wysokości brzegu kostnego i poziomu przyczepu łącznotkankowego oraz oszacowania procentowej wielkości furkacji wypełnionej nową kością. Badania wykazały występowanie ograniczonej osteo- i cementogenezy oraz odtworzenia przyczepu w przypadkach stosowania terapii nieskojarzonej. W grupie, w której użyto rhOP1 i błony po zabiegach wykazano znaczną stymulację procesów odtwórczych we wszystkich badanych parametrach. Zmiany leczone w stężeniu 7,5 mg rhOP1/g błony spowodowały średnio 3,9 mm wzrost wysokości kości oraz 3,4 mm kwadratowego powierzchni kości. U zwierząt w grupie badanej nie stwierdzono wzrostu częstości występowania ankylozy w porównaniu z pozostałymi grupami leczonymi rhOP1. Autorzy wnioskowali potencjalną przydatność BMP-7 w leczeniu zaawansowanych periodontopatii. Również rhOP1 podobnie jak rhBMP2 może znaleźć zastosowanie w endodoncji. Jepsen i wsp. wykazali przydatność rhOP1 w leczeniu biologicznym miazgi. Badania przeprowadzono na 4 dorosłych świniach u których w 16 zębach wykonano obnażenie miazgi. W grupie badanej obnażoną miazgę zaopatrzono w rhOP1 na nośniku kolagenowym (2,5 mg rhOP1/g błony) natomiast w grupach kontrolnych pokrycie wykonano za pomocą pasty wodorotlenkowo-wapniowej lub samej macierzy kolagenowej. Po 5 tygodniach zęby usunięto a miejsca obnażenia miazgi poddano analizie histomorfologicznej. W grupie badanej wykazano utworzenie zębiny bezkanalikowej a pod nią zębiny kanalikowej, czyli uzyskano wytworzenie kompletnego mostu zębinowego. Natomiast w grupie gdzie pokrycie wykonano z wodorotlenku wapnia stwierdzono mniejsze wytworzenie mostu zębinowego a w grupie gdzie użyto samej macierzy kolagenowej nie było go wcale (5). Udowodniono, że kompletny most zębinowy można uzyskać w dwa razy krótszym czasie niż w pokryciu bezpośrednim miazgi za pomocą pasty wodorotlenkowowapniowej (w ciągu 5 tygodni zamiast 2-3 miesięcy) (4). Przytoczone przypadki badań sugerują coraz większe zainteresowanie zastosowaniem rhOP1 (BMP-7) w terapii schorzeń przyzębia, implantologii, endodoncji i stawiają tę glikoproteinę na równi odnośnie efektów terapeutycznych z szeroko już zbadanym i opisanym ludzkim rekombinowanym BMP-2 (rhBMP-2).
Piśmiennictwo
1. Boyne P.J.: Animal studies of application of rhBMP-2 in maxillofacial reconstruction. Bone 1996, 19 (1 suppl), 83-92. 2. Cook S.D. et al.: Evaluation of recombinant human osteogenic protein 1 (rhOP1) placed with dental implants in fresh extraction sites. J. Oral. Implantol. 1995, 21:281-289. 3. Gao Y. et al.: Induction of reperative dentin formation in dogs by bovine bone morphogenetic protein bound to ceramic dentin. J. Osaka Dent. Univ., 1995, 29:29-38. 4. Jańczuk Z.: Stomatologia zachowawcza. PZWL 1995, 338-339. 5. Jepsen S. et al.: Recombinant human osteogenic protein-1 induces dentin formation: an experimental study in miniature swine. J. Edodo., 1997, 378-382. 6. King G.N. et al.: Recombinant human bone morphogenetic protein-2 promotes wound healing in rat periodontal fenestration defects. J. Dent. Res., 1997, 1460-1470. 7. Kinoshita A. Et al.: Periodontal regeneration by application of recombinant human bone morphogenetic protein-2 to horizontal circumeferential defects created by experimental periodontitis in beagle dogs. J. Periodontol., 1997, 103-109. 8. Lee M.B.: Bone morphogenetic proteins: backround and implications for oral reconstructions. A review. J. Clin. Periodontol., 1997, 24:355-365. 9. McAllister B.S. et al.: Residual lateral wall defects following sinus grafting with recombinant human oteogenic protein 1 or BioOss in the chimpanzee. Int. J. Periodont. Rest. Dent. 1998, 18:227-239. 10. Moskalewski S., Sawicki W.: Cytofizjologia z elementami biologii molekularnej. 1994, AM w Warszawie 198-200. 11. Rutheford B., Fitzgerald M.: A new biological approach ti vital pulp therapy. Crit. Rev. Oral Biol. Med., 1995, 6:218-229. 12. Ryan S. Et al.: Recombinant human osteogenic protein 1 (rhOP1) stimulates periodontal wound healing in class 3 furcation defects J. Periodontol., 1998, 69:129-137. 13. Sigurdson T.J. et al.: Periodontal repair in dogs: recombinant human bone morphogenetic protein-2 significantly enhances periodontal regeneration. J. Periodontol, 1995, 66:131-138. 14. Toyono T. et al.: Expression of TGF-beta receptors idental pulp. J. Dent. Res., 1997, 76:1555-1560. 15. Urist M.R., Strates B.S.: Bone Morphogenetic Proteins. J. Dent. Res., 1971, 50:1393-1405. 16. Włodarski K.: Badania nad heterotopową indukcją osteogenezy i mielogenezy pod wpływem przeszczepiania ksenogenicznej tkanki nabłonkowej u zwierząt laboratoryjnych. Praca habilitacyjna, AM Warszawa, 1980, 19-21.
Nowa Stomatologia 1-2/2000
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia

- reklama -
Strona główna | Reklama | Kontakt
Wszelkie prawa zastrzeżone © 1990-2012 Wydawnictwo Medyczne Borgis Sp. z o.o.