Objetivos:

La fuerza mecánica ortodóncica sobre el ligamento periodontal induce la liberación extracelular de trifosfato de adenosina (ATP). Sin embargo, no se ha confirmado la funcionalidad de las moléculas mecanosensibles en las células del ligamento periodontal. En el presente estudio, examinamos las funciones de los canales PIEZO mecanosensibles en la liberación de ATP estimulada mecánicamente en fibroblastos del ligamento periodontal humano (HPdLF).

Materiales y métodos:

Para examinar la expresión PIEZO en HPdLF, realizamos una reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcripción inversa, inmunotinción fluorescente e imágenes de Ca2+. Las concentraciones de ATP se midieron en medio de cultivo después de las aplicaciones del agonista PIEZO1 Yoda1 y la fuerza de compresión en un modelo celular in vitro cargado de peso (IVWLC) desarrollado recientemente utilizando pesas de equilibrio y una placa de 48 pocillos. Se utilizaron el inhibidor del canal mecanosensible GsMTx4 y los inhibidores de la ruta de liberación de ATP, ácido clodrónico, ácido meclofenámico y probenecid. Para suprimir la expresión de PIEZO1, se realizó un tratamiento con ARN de interferencia corto (ARNip) del gen PIEZO1.

Resultados:

El ARNm de PIEZO1 se expresó más abundantemente que el ARNm de PIEZO2 en HPdLF. Los cuerpos celulares de HPdLF fueron inmunorreactivos al anticuerpo anti-PIEZO1. Yoda1 aumentó las concentraciones de Ca2+ intracelular y ATP extracelular de una manera dependiente de la dosis. La liberación de ATP fue inhibida por GsMTx4 e inhibidores de las rutas de liberación de ATP. En el IVWLC, los HPdLF liberaron ATP en respuesta a la fuerza de compresión, pero no en respuesta a la estimulación hipóxica que se aplicó simultáneamente a las células. La liberación de ATP estimulada mecánicamente fue inhibida por GsMTx4, inhibidores de las rutas de liberación de ATP y tratamiento con ARNip de PIEZO1.

Conclusiones:

PIEZO1 en las membranas celulares de HPdLF se activa mediante la fuerza de compresión y luego induce la liberación de ATP a través de exocitosis intracelular dependiente de Ca2+ y canales permeables a ATP.