Comparación de la respuesta pro-inflamatoria de células endoteliales de arteria coronaria humana frente a Porphyromonas gingivalis w83 entre un modelo de cultivo celular tridimensional y uno bidimensional

Abstract

Porphyromonas gingivalis (Pg) tiene capacidad de inducir respuesta inflamatoria celular sobre células endoteliales (CEs), lo cual puede conducir a procesos de disfunción endotelial relacionados con aterosclerosis. Los estudios in vitro para el estudio de los mecanismos de patogenia inducidos por periodontopatógenos se han hecho principalmente en modelos de cultivos celular sobre superficies plásticas bidimensionales (2D) los cuales no simulan el soporte natural sobre el cual las células endoteliales reposan en los tejidos. Sin embargo, se desconoce la respuesta de CE frente a P. gingivalis en modelos tridimensionales. Por tanto, se hace necesario el estudio en modelos de cultivo celular tridimensional mediante el uso de matrices extracelulares (MECs) biológicas como el colágeno que proporcionan el soporte tridimensional (3D). Por tal motivo el objetivo de este trabajo fue comparar la respuesta pro-inflamatoria de células endoteliales frente a Porphyromonas gingivalis entre un modelo de cultivo celular tridimensional y uno bidimensional. Para esto Células Endoteliales de Arteria Coronaria Humana (HCAEC) fueron cultivadas en placas de poliestireno hasta alcanzar confluencia (cultivo 2D) o por 7 días sobre matrices de colágeno tipo I (cultivo 3D). Los cultivos 2D y 3D fueron infectados a MOI 1 y MOI 100 con bacteria viva P.g de la cepa W83 durante 24 horas. Cultivos sin estimular se usaron como control negativo. Se evaluó la expresión génica de COX-2, eNOS y factor von Willebrand (vWF) mediante q-RT PCR. A partir de los sobrenadantes recolectados de ambos cultivos se cuantificó los niveles de citocinas pro-inflamatorias IL-1α, IL-1β, IL-6 y TNF-β y quimiocinas RANTES, MCP-1α, MIP-1α e IL-8 mediante citometría de flujo. Niveles de tromboxano-A2 y prostaglandina-I2 se midieron por ELISA. Cada tratamiento fue realizado por triplicado y se aplicó la prueba de Kruskal- Wallis con U de Mann-Whitney, considerándose las diferencias estadísticamente significativas cuando p<0.05. En el cultivo 3D P.g a ambos MOI indujo un incremento significativo en la expresión de COX-2 con respecto al control, el cual no fue observado en el cultivo 2D. Igualmente se observaron diferencias en la expresión de COX-2 entre los cultivos 2D y 3D a MOI 1, siendo mayor en 3D. La expresión de eNOS y vWF no fueron inducidos por P.g en ambos cultivos. Igualmente, no se observaron diferencias en la secreción de prostaglandinas. En cuanto a la secreción de citocinas, en el cultivo 2D se observó un incremento significativo de IL-8 a MOI 100 pero una disminución de MCP-1 a ambos MOI con respecto al control; mientras que en el cultivo 3D se observó una reducción en la secreción de MCP-1 a MOI 100 con respecto al control. Los resultados de este estudio indican que P.g W83 induce una débil respuesta celular endotelial pro-inflamatoria en ambos modelos celulares. Sin embargo debido a las diferencias observadas en el cultivo 3D no se descarta el uso de los modelos tridimensionales para comprender los mecanismos de patogenia relacionados con disfunción endotelial aterosclerótica inducida por periodontopatógenos en un entorno más natural.