Tocilizumab w periodontitis: blokada IL-6 chroni kość wyrostka

Czy blokada receptora IL-6 może zmienić przebieg periodontitis?

Tocilizumab (TCZ), humanizowane przeciwciało monoklonalne blokujące receptor interleukiny-6, zastosowany lokalnie przed indukcją periodontitis u szczurów, znacząco zmniejszył resorpcję kości wyrostka zębodołowego i nasilenie stanu zapalnego w tkankach przyzębia. Badanie opublikowane w Scientific Reports (2025) po raz pierwszy ocenia efekt lokalnej aplikacji TCZ w eksperymentalnym modelu periodontitis, otwierając nowe perspektywy dla terapii uzupełniającej w stomatologii.

Periodontitis to przewlekła, wieloczynnikowa choroba zapalna o wysokiej częstości występowania na świecie, uznawana za główną przyczynę utraty zębów u dorosłych. Chociaż akumulacja biofilmu stanowi podstawowy czynnik etiologiczny, to nadmierna odpowiedź zapalna gospodarza znacząco przyczynia się do progresji choroby. Interleukina-6 (IL-6) odgrywa kluczową rolę w tej patologii – reguluje osteoclastogenezę i resorpcję kości, a jej podwyższone poziomy są ściśle związane z ciężkością periodontitis.

Dlaczego badacze postawili na model prewencyjny?

Autorzy badania z Federalnego Uniwersytetu Rio Grande do Norte w Brazylii zaprojektowali eksperyment, w którym TCZ podawano przed indukcją periodontitis, a nie po jej wystąpieniu. Ten model prewencyjny pozwolił precyzyjnie określić, jak blokada receptora IL-6 moduluje wczesne mechanizmy prowadzące do destrukcji tkanek. Choć podejście to może nie odzwierciedlać typowej sytuacji klinicznej (gdzie pacjenci zgłaszają się z już rozwiniętą chorobą), ma istotne uzasadnienie translacyjne.

Wcześniejsze badania kliniczne wykazały, że systemowe podawanie TCZ u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów (RZS) i periodontitis poprawiało stan przyzębia – zmniejszało krwawienie przy sondowaniu, głębokość kieszonek i wskaźnik dziąsłowy. Te obserwacje sugerowały, że blokada IL-6 może przynosić korzyści również w periodontitis niezwiązanej z chorobami ogólnoustrojowymi. Badanie brazylijskie jest pierwszym, które testuje lokalną aplikację TCZ w takim kontekście.

Jak przeprowadzono eksperyment na szczurach?

Do badania włączono 50 szczurów Wistar (samce, 60 dni, 180-200 g), które losowo podzielono na trzy grupy:

• Grupa zdrowa (Healthy, n=10) – bez indukcji periodontitis, otrzymująca roztwór soli fizjologicznej
• Grupa EP (n=20) – z eksperymentalną periodontitis, otrzymująca roztwór soli fizjologicznej
• Grupa EP+TCZ (n=20) – z eksperymentalną periodontitis, leczona tocilizumabem w dawce 2 mg/kg

Periodontitis indukowano przez umieszczenie sterylnej nici nylonowej 3.0 wokół szyjki drugiego górnego lewego trzonowca. TCZ podawano 3 dni przed indukcją choroby, poprzez wstrzyknięcie 20 μL do każdej brodawki językowej otaczającej ząb (łącznie 40 μL na zwierzę). Wybór dawki 2 mg/kg oparto na najniższej skutecznej dawce ogólnoustrojowej opisanej w literaturze, a jednorazowe podanie uzasadniono długim okresem półtrwania TCZ (do 13 dni).

Po 11 dniach od indukcji zwierzęta uśmiercano i pobierano próbki do analiz: mikro-CT (ocena resorpcji kości), histopatologia (stan zapalny, integralność tkanek), immunohistochemia (RANKL, OPG), ELISA (poziomy IL-1β, IL-6, TNF-α w dziąsłach) oraz qPCR (ekspresja genów antyoksydacyjnych GPx-1 i SOD-2). Dodatkowo oznaczano markery funkcji wątroby (AST) i nerek (mocznik, kreatynina) w surowicy krwi.

Jak tocilizumab wpłynął na utratę kości wyrostka zębodołowego?

Analiza mikro-CT ujawniła wyraźną resorpcję kości wyrostka zębodołowego w grupie EP – zarówno na powierzchniach policzkowych, jak i językowych – z widoczną ekspozycją furkacji korzeni. Odległość od szczytu kości wyrostka do połączenia szkliwno-cementowego (CEJ-AC) znacząco wzrosła w grupie EP w porównaniu do grupy zdrowej (p<0,001). Ponadto stosunek objętości kości do objętości całkowitej (BV/TV) znacząco spadł, liczba beleczek kostnych zmniejszyła się (p<0,001), a separacja beleczek wzrosła (p<0,001) – potwierdzając skuteczne wywołanie eksperymentalnej periodontitis.

Lokalne podanie TCZ wyraźnie zmniejszyło utratę kości wyrostka. W grupie EP+TCZ odległość CEJ-AC była istotnie mniejsza niż w grupie EP (p<0,05), a liczba beleczek kostnych znacząco wzrosła (p<0,05). Co ciekawe, nie zaobserwowano różnic między tymi grupami w zakresie BV/TV ani separacji beleczek. Autorzy wyjaśniają tę rozbieżność biologicznie: periodontitis indukowana ligatem powoduje zlokalizowaną utratę kości w obszarze furkacji i szczytu wyrostka, którą lepiej oddają pomiary liniowe, podczas gdy parametry objętościowe odzwierciedlają całościową strukturę kości gąbczastej i mogą być mniej wrażliwe na subtelne zmiany.

Co wykazała analiza histopatologiczna tkanek przyzębia?

Analiza histopatologiczna potwierdziła znaczącą resorpcję kości wyrostka i cementu oraz nasilony naciek komórek zapalnych w grupie EP (mediana punktacji 2, zakres 2-3, p<0,001) w porównaniu do grupy zdrowej, gdzie struktury przyzębia – więzadło periodontalne, cement, kość wyrostka – pozostały nienaruszone (mediana 0, zakres 0-1). Podanie TCZ zmniejszyło infiltrację komórek zapalnych i częściowo zachowało cement oraz wyrostek zębodołowy (mediana 1, zakres 0-2, p<0,05 vs EP).

„Nasze wyniki sugerują, że wczesne zastosowanie tocilizumabu może znacząco poprawić wyniki terapii poprzez modulację wczesnych mechanizmów destrukcji tkanek” – piszą autorzy badania.

Jakie zmiany w cytokinach zapalnych zaobserwowano?

W tkance dziąsłowej zwierząt z grupy EP stwierdzono znaczący wzrost stężeń IL-1β, TNF-α i IL-6 w porównaniu do grupy zdrowej (p<0,05 do p<0,001). Leczenie TCZ istotnie obniżyło poziomy TNF-α i IL-6 (p<0,05 do p<0,001 vs EP), ale nie wpłynęło na stężenie IL-1β.

Obniżenie poziomu IL-6 w grupie leczonej może wydawać się zaskakujące, ponieważ TCZ działa poprzez kompetycyjne wiązanie się z receptorem IL-6, co teoretycznie powinno zmniejszać klirens IL-6 i podnosić jej stężenie ogólnoustrojowe. Autorzy interpretują ten wynik jako oznakę zmniejszonego stanu zapalnego – neutralizacja IL-6 przez blokadę receptora prowadzi do redukcji uwalniania cytokin prozapalnych, w tym samej IL-6, przez komórki uczestniczące w patogenezie periodontitis. Wynik ten jest zgodny z wcześniejszym badaniem oceniającym ogólnoustrojowe podanie TCZ u szczurów z periodontitis, które również wykazało obniżoną względną ekspresję IL-6 w próbkach dziąsłowych.

Brak wpływu na IL-1β można wyjaśnić faktem, że jej synteza jest regulowana głównie przez aktywację inflamasomu i sygnalizację receptorów Toll-like, a nie przez szlaki zależne od IL-6. Blokada receptora IL-6 przez TCZ nie tłumiłaby więc bezpośrednio produkcji IL-1β. Co istotne, mimo utrzymujących się podwyższonych poziomów IL-1β, w grupie leczonej TCZ obserwowano lepiej zachowaną kość wyrostka – sugeruje to, że obniżenie IL-6 i TNF-α może neutralizować prozapalne działanie IL-1β.

Czy tocilizumab wpłynął na markery stresu oksydacyjnego?

Grupa EP wykazała znaczący wzrost ekspresji genów GPx-1 (peroksydaza glutationowa) i SOD-2 (dysmutaza ponadtlenkowa) w porównaniu do grupy zdrowej (p<0,001). Są to kluczowe enzymy antyoksydacyjne, a ich zwiększona ekspresja odzwierciedla reakcję organizmu na nasilony stres oksydacyjny towarzyszący periodontitis.

Leczenie TCZ znacząco obniżyło ekspresję obu genów w porównaniu do grupy EP (p<0,001). Zmniejszenie ekspresji GPx-1 i SOD-2 wskazuje na potencjalną redukcję potrzeby przeciwdziałania uszkodzeniom oksydacyjnym, co sugeruje, że TCZ skutecznie kontroluje stan zapalny i ogranicza produkcję reaktywnych form tlenu (ROS). Stres oksydacyjny, charakteryzujący się nierównowagą między produkcją ROS a aktywnością enzymów antyoksydacyjnych, jest kluczowym mechanizmem patofizjologicznym uszkodzenia tkanek w chorobach przyzębia.

Wyniki te znajdują wsparcie w badaniach in vitro Gabera i współpracowników (2016), którzy wykazali, że TCZ powoduje zależne od dawki zmniejszenie poziomów ROS w ludzkich neutrofilach, szczególnie w warunkach niedotlenienia. To odkrycie potwierdza rolę TCZ w modulacji stresu oksydacyjnego w chorobach zapalnych przyzębia.

Co te odkrycia oznaczają dla praktyki stomatologicznej?

Wyniki badania wskazują, że selektywna inhibicja receptora IL-6 poprzez lokalne podanie tocilizumabu wywiera ochronny efekt w eksperymentalnej periodontitis. Potencjalne zastosowania kliniczne obejmują przede wszystkim leczenie ciężkich lub opornych postaci periodontitis, gdzie standardowa terapia mechaniczna może być niewystarczająca.

Należy jednak podkreślić istotne ograniczenia translacyjne tego badania:

• Model prewencyjny – TCZ podawano przed indukcją choroby, co nie odzwierciedla typowej sytuacji klinicznej, gdzie pacjenci zgłaszają się z już rozwiniętą periodontitis. Konieczne są dalsze badania przedkliniczne i kliniczne oceniające efekt TCZ w leczeniu ustalonej choroby.
• Wysoki koszt leku – tocilizumab jest drogim biologikiem, co może ograniczać jego powszechne zastosowanie w periodontologii.
• Potencjalne działania niepożądane – choć TCZ uznawany jest za bezpieczny w leczeniu RZS, lokalne podanie w jamie ustnej wymaga dalszych badań bezpieczeństwa.
• Optymalizacja dostarczania – konieczne są badania nad systemami kontrolowanego uwalniania leku (np. żele, mikrocząstki), które mogłyby zwiększyć lokalną koncentrację TCZ przy ograniczeniu narażenia ogólnoustrojowego.

W porównaniu z innymi modulatorami odpowiedzi gospodarza badanymi w terapii periodontitis – takimi jak doksycyklina w dawkach subantybiotycznych czy statyny – TCZ prezentuje odmienny mechanizm działania poprzez specyficzną blokadę szlaku receptora IL-6. Może to pozwolić na bardziej ukierunkowaną kontrolę stanu zapalnego, szczególnie u pacjentów z wysokimi poziomami IL-6 w płynie dziąsłowym.

Czy blokada IL-6 może stać się przyszłością terapii uzupełniającej?

Lokalne podanie tocilizumabu przed indukcją periodontitis u szczurów skutecznie zmniejszyło resorpcję kości wyrostka zębodołowego, obniżyło poziomy cytokin prozapalnych (IL-6, TNF-α) i ograniczyło stres oksydacyjny w tkankach przyzębia. Kluczowym mechanizmem działania wydaje się być redukcja ekspresji RANKL – głównego mediatora osteoclastogenezy. Wyniki te otwierają nowe perspektywy dla zastosowania inhibitorów IL-6 jako terapii uzupełniającej w periodontologii, szczególnie w ciężkich lub opornych postaciach choroby. Konieczne są jednak dalsze badania kliniczne oceniające skuteczność TCZ w leczeniu ustalonej periodontitis, optymalizujące metody dostarczania leku oraz porównujące jego efektywność z innymi modulatorami odpowiedzi gospodarza.