Nitric oxide and experimental periodontitis: characterization of intracellular mediators of osteoclastogenic activity, local and systemic consequences.

A doença periodontal é a doença crônica mais prevalente nas doenças orais. Dentre os mediadores desse processo contam-se a Resolvina E1 (RvE1), um mediador pró-resolução da inflamação capaz de diminuir a perda óssea secundária á doença periodontal em coelhos, e o oxido nítrico (NO), o qual pode ser produzido em grandes quantidades pela ação de citocinas e estimular a diferenciação e atividade osteoclástica. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da RvE1 em osteoclastos (OCs) em cultura e os mecanismos envolvidos, bem como o papel do NO na progressão da periodontite experimental em ratos e as alterações sistémicas resultantes de danos oxidativos. A diferenciação de OCs foi induzida em células de medula óssea de camundongos C57BL/6 em cultura (7 dias) e tratadas com diferentes doses de RvE1. NFkB e Akt fosforilada foram analisadas por Western blotting e a expressão gênica de NO sintase (NOS) induzível (iNOS) por \"real-time\" PCR. A participação dos receptores ChemR23 e BLT-1 na resposta à RvE1 foi estudada em membranas isoladas de OCs empregando radioligantes. A perda óssea alveolar e danos em órgãos periféricos foram analisados em ratos com periodontite induzida por ligadura (P) e sob tratamento de longo prazo com o inibidor não-seletivo de NOS, L-NAME. Os animais receberam L-NAME durante as 2 semanas prévias à indução da periodontite e até o momento do sacrifício (3, 7 ou 14 após a ligadura). A perda óssea alveolar foi avaliada radiograficamente, e análises do conteúdo de proteínas contendo nitrotirosina (NT), espécies reativas do ácido tiobarbitúrico (TBARs) e atividade da mieloperoxidase (MPO) foram realisadas em amostras de coração, baço, rim, fígado e pulmão. RvE1 (3 ng/mL) através da ativação do receptor para BLT-1 (mas não ChemR23) inibiu a diferenciação e atividade de OCs (p<0,05) após 5 ou 7 dias de cultura, assim como a fosforilação dos dois sítios da Akt e a traslocação do NF-<font face=\"symbol\">kB para o núcleo, um evento chave tanto na diferenciação de OCs (p<0,05) como na diminuição da expressão de iNOS. In vivo, ratos P (dia 7) mostraram um aumento na expressão de NT cardíaca e MPO renal em comparação ao grupo Sham (S; p<0,05). L-NAME resultou em aumento de NT hepática no grupo P no dia 3 (p<0,05), mas diminuição da NT cardíaca no dia 7 (p<0,01). Em comparação ao grupo P, ratos P+LN mostraram um aumento significativo na MPO hepática, cardíaca e renal no dia 3 (p<0,05), mas diminuição de MPO (dia 7) e TBARs esplênico (dia 3, p<0,05). Em resumo, mostramos que a RvE1 ligando-se ao receptor para BLT-1 inibe a diferenciação e atividade de OCs interferindo com a sinalização de Akt e NF-<font face=\"symbol\">kB, e consequentemente inibindo a expressão da iNOS, e que o NO tem um papel central na periodontite, não só relacionado a consequências locais na perda óssea alveolar, como também em órgãos periféricos distantes.The periodontal disease is the most prevalent chronic disease in oral diseases. Among the mediators of this process, is the Resolvin E1 (RvE1), a novel mediator pro-resolving of inflammation that is capable to decrease alveolar bone loss secondary to periodontal disease in rabbits; and the nitric oxide (NO), that can be produced in large amount, induced by cytokines and it can stimulate the osteoclast differentiation and activity. The aim of this study is to investigate the effects of RvE1 on osteoclasts (OCs) culture and the pathway involved, also the role of NO in the progression of experimental periodontitis in rats and systemic alterations due to oxidative damage. The OCs differentiation was induced in bone marrow cell culture from C57BL/6 mice (7 days) and treated with various doses of RvE1. NF<font face=\"symbol\">kB and Akt phosphorylation were analyzed with Western blotting and the genic expression of NO synthase (NOS) inducible (iNOS) with \"Real Time\" PCR. The role of receptors ChemR23 and BLT-1 was accessed in OCs isolated membranes performing radioligants. The alveolar bone loss and peripheral organ damage was assessed in rats with ligature-induced periodontitis (P) under a long-term treatment of a NOS inhibitor, L-NAME. The animals received L-NAME from two weeks prior to periodontitis induction and until their sacrifice (3, 7 and 14 days after ligature). The alveolar bone loss was evaluated radiographically, and the protein nitrotyrosine (NT) content, reactive species of thiobarbituric acid (TBARs) and myeloperoxidase activity (MPO) were analyzed in samples of heart, spleen, kidney, lungs and kidneys. RvE1 (3 ng/mL) trough BLT-1 receptor activation (but not ChemR23) inhibits the OCs differentiation and activity (p<0.05) after 5 or 7 days of the culture, as well as the Akt phosphorylation and NF-<font face=\"symbol\">kB translocation to the nucleus, a key event both in OCs differentiation (p<0.05) and iNOS expression decreases. In vivo, P rats (day 7) show an increase of heart NT and renal MPO, but lower lung MPO activity in comparison to the Sham group (S; p<0.05). L-NAME leads to an increase the liver NT expression in P rats on day 3 (p<0.05), but decreases the cardiac NT on day 7 (p<0.01). In comparison with the P group, P+LN rats showed significantly increased liver, heart and kidney MPO content on day 3 (p<0.05), but lower lung MPO (day 7) and spleen TBARs (day 3) content (p<0.05). In summary we have shown that RvE1 binding on BLT-1 receptor inhibits OCs differentiation and activity by interfering with Akt and NF-<font face=\"symbol\">kB signaling and consequently iNOS inhibition, and NO has a central role on periodontitis, not only related to the local consequences on alveolar bone resorption, but also on distant peripheral organs