Evaluación de la muerte celular por ferroptosis en la destrucción tisular asociada a la progresión de la periodontitis

Abstract

RESUMEN En una etapa preliminar, identificamos un perfil específico de DAMPs relacionado con la progresión de la periodontitis. Dado que los DAMPs se liberan durante la muerte celular, es posible un vínculo entre esta y la progresión de la enfermedad. En pacientes con periodontitis, se han detectado niveles elevados de estrés oxidativo, peroxidación de lípidos y alteraciones en los niveles de hierro, eventos clave de la ferroptosis. Aunque esta forma de muerte celular está asociada con varias enfermedades inflamatorias crónicas, su relación con la periodontitis progresiva en humanos aún no ha sido explorada. Para investigar la implicación de la ferroptosis en la progresión de la periodontitis, evaluamos a pacientes diagnosticados con esta enfermedad. La progresión se monitoreó mediante evaluaciones clínicas semanales y recolección de fluido crevicular gingival (FGC) para análisis posteriores. Combinamos métricas clínicas, datos proteómicos, métodos in silico y herramientas bioinformáticas para identificar perfiles proteicos asociados con la progresión de la enfermedad y su conexión con la ferroptosis. Los hallazgos clave se validaron mediante análisis de western blot, y un conjunto de datos scRNA-seq del atlas celular de mucosa oral permitió interpretar la dinámica celular durante la progresión de la periodontitis. Además, realizamos análisis in vitro en cultivos primarios de células del ligamento periodontal (PLdC) para caracterizar su respuesta ante ferroptosis inducida. Identificamos progresón clínica bajo un periodo de monitoreo semanal. Las muestras de FGC de sitios en progresión y sin progresión mostraron perfiles proteómicos distintivos. Identificamos procesos biológicos y funciones moleculares específicos y un conjunto de proteínas hub (SNCA, CA1, HBB, SLC4A1 y ANK1) fuertemente asociadas con la progresión clínica. También destacaron proteínas relacionadas con la ferroptosis (SNCA, FTH1, HSPB1, CD44 y GCLC) y el potencial de CA1, CA2 y SCL4A1 como nuevos biomarcadores de progresión. La integración de datos proteómicos con análisis scRNA-seq indicó que los fibroblastos son susceptibles a ferroptosis, y los análisis in vitro confirmaron la susceptibilidad y adaptaciones funcionales frente a esta. Entre las conclusiones destacamos: 1) Las células periodontales son susceptibles a ferroptosis, 2) Ferroptosis co-ocurre con la progresión clínica de la periodontitis, y 3) La identificación de proteínas hub y biomarcadores ofrece nuevas perspectivas para el manejo de esta patología. Estos hallazgos proporcionan información novedosa sobre los mecanismos moleculares de la periodontitis progresiva y requieren ser explorados en estudios futuros.