Исследование ультраструктуры одонтобластов пульпы зуба пациента после перенесенной вирусной инфекции COVID-19

Актуальность. Последние исследования в области изучения ультраструктуры одонтобластов указывают на наличие у данной клетки иммунной функции. К сожалению, в отечественных и зарубежных источниках невозможно найти исследования с данными результатов трансмиссионной электронной микроскопии, характеризующие ультраструктуру одонтобластов, которые позволят расширить знания о данных специфических клетках пульпы зуба человека и применить их на практике. Проведя анализ изученной литературы и собственных исследований, можно предположить, что органы ротовой полости имеют возможность стать мишенью для коронавируса. Одонтобласты, являясь специализированной клеткой пульпы зуба, выполняют множество функций. Главная их роль отводится процессу дентиногенеза, но не менее важным является их участие в иммунной функции, которая проявляется за счет наличия на поверхности клетки рецепторов распознавания элементов (PRR). К таким относятся Толл-подобные рецепторы (TLR) и рецепторы, подобные домену, связывающему нуклеотидную олигомеризацию (NOD, NLR), некоторые из них способны формировать иммунный ответ на проникновение SARS-CoV-2 в клетку.

Материал и методы. В ходе данной работы проведено комплексное клинико-лабораторное исследование пульпы интактного зуба 2.8, удаленного по ортодонтическим показаниям у пациента, перенесшего коронавирусную инфекцию COVID-19 за несколько недель до экстирпации зуба. Ультраструктура пульпы зуба изучалась с помощью трансмиссионной электронной микроскопии.

Результаты. На ультратонких срезах препаратов пульпы экстирпированного зуба были отмечены специфические клетки-одонтобласты, с четко прослеживаемой ультраструктурой, позволяющей их идентифицировать. На электронограммах визуализировались признаки, характерные для проникновения вируса в клетку: начальные апоптотические изменения в ядре одонтобласта, наличие везикулы, покрытой клатрином в цитолемме отростка одонтобласта. Также в терминальных отделах одонтобластов обнаруживали впячивания цитолеммы, покрытое клатрином.

Заключение. На электронограммах наблюдались ультраструктурные изменения характерные для вирусной инфекции, что делает возможным предположить вовлечение одонтобластов, обладающих системой TLR3, TLR4 в противовирусную защиту от SARS-CoV-2.

1. Biadsee A, Biadsee A, Kassem F, Dagan O, Masarwa S, Ormianer Z. Olfactory and oral manifestations of covid-19: sex-related symptoms – a potential pathway to early diagnosis. Otolaryngol Head Neck Surg. 2020;163(4):722-728. doi: 10.1177/0194599820934380

2. Rastogi M, Pandey N, Shukla A, Singh SK. SARS coronavirus 2: from genome to infectome. Respir Res. 2020;21(1):318. doi: 10.1186/s12931-020-01581-z

3. Wang Q, Zhang Y, Wu L, Niu S, Song C, Zhang Z, et al. Structural and functional basis of SARS-CoV-2 entry by using human ACE2. Cell. 2020;181(4):894-904.e9. doi: 10.1016/j.cell.2020.03.045

4. Generoso JS, Barichello de Quevedo JL, Cattani M, Lodetti BF, Sousa L, et al. Neurobiology of COVID-19: how can the virus affect the brain? Braz J Psychiatry. 2021;43(6):650-664. doi: 10.1590/1516-4446-2020-1488

5. Xia H, Lazartigues E. Angiotensin-converting enzyme 2 in the brain: properties and future directions. J Neurochem. 2008;107(6):1482–1494. doi: 10.1111/j.1471-4159.2008.05723.x

6. Xu H, Zhong L, Deng J, Peng J, Dan H, Zeng X, et al. High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV on the epithelial cells of oral mucosa. Int J Oral Sci. 2020 Feb 24;12(1):8. doi: 10.1038/s41368-020-0074-x

7. Ren YF, Rasubala L, Malmstrom H, Eliav E. Dental care and oral health under the clouds of COVID-19. JDR Clin Trans Res. 2020;5:202-210. doi: 10.1177/2380084420924385

8. Tamgadge S, Tamgadge A, Agre BP, Pendse G, Nayak A. Odontoblasts in Health and Disease with an Additional Note on its Three-Dimensional Histological Perspective. Journal of the Scientific Society. 2023;50(1):4-9. doi: 10.4103/jss.jss_101_22

9. Cooper PR, Takahashi Y, Graham LW, Simon S, Imazato S, Smith AJ. Inflammation-regeneration interplay in the dentine-pulp complex. J Dent. 2010;38(9):687–697. doi: 10.1016/j.jdent.2010.05.016

10. Durand SH, Flacher V, Romeas A, Carrouel F, Colomb E, Vincent C, et al. Lipoteichoic acid increases TLR and functional chemokine expression while reducing dentin formation in in vitro differentiated human odontoblasts. J Immunol. 2006;176(5):2880–2887. doi:10.4049/jimmunol.176.5.2880

11. Staquet MJ, Durand SH, Colomb E, Romeas A, Vincent C, Bleicher F, et al. Different roles of odontoblasts and fibroblasts in immunity. J Dent Res. 2008;87(3):256–261. doi: 10.1177/154405910808700304

12. Bortolotti D, Gentili V, Rizzo S, Schiuma G, Beltrami S, Strazzabosco G, et al. TLR3 and TLR7 RNA Sensor Activation during SARS-COV-2 Infection. Microorganisms. 2021;9(9):1820. doi: 10.3390/microorganisms9091820

13. Fontes-Dantas FL, Fernandes GG, Gutman EG, Alves-Leon SV, Passos GF, Figueiredo CP, et al. SARS-CoV-2 Spike protein induces TLR4-mediated long-term cognitive dysfunction recapitulating postCOVID-19 syndrome in mice. Cell Reports. 2023 Mar 28;42(3):112189. doi: 10.1016/j.celrep.2023.112189

14. Kakavandi S, Zare I, VaezJalali M, Dadashi M, Azarian M, Akbari A, et al. Structural and non-structural proteins in SARS-CoV-2: potential aspects to COVID-19 treatment or prevention of progression of related diseases. Cell Commun Signal. 2023 May 15;21(1):110. doi: 10.1186/s12964-023-01104-5

15. Yanai H, Chiba S, Hangai S, Kometani K, Inoue A, Kimura Y, , et al. Revisiting the role of IRF3 in inflammation and immunity by conditional and specifically targeted gene ablation in mice. Proc Natl Acad Sci USA. 2018;115(20):5253-5258. doi: 10.1073/pnas.1803936115

16. Liu T, Zhang L, Joo D, Sun S. NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduct Target Ther. 2017;2:17023. doi: 10.1038/sigtrans.2017.23

17. Nguyen H, Gazy N, Venketaraman V. A Role of Intracellular Toll-Like Receptors (3, 7, and 9) in Response to Mycobacterium tuberculosis and Co-Infection with HIV. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(17):6148. doi: 10.3390/ijms21176148

18. Kikkert, M. Innate immune evasion by human respiratory RNA viruses. J. Innate. Immun. 2020;12(1):4–20. doi: 10.1159/000503030

19. Yumoto H, Hirao K, Hosokawa Y, Kuramoto H, Takegawa D, Nakanishi T, et al. The roles of odontoblasts in dental pulp innate immunity. Jpn Dent Sci Rev. 2018;54(3):105-117. doi: 10.1016/j.jdsr.2018.03.001