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CitoquinasCitoquinas e a e a hiperativahiperativaçção ão celularcelular

ILIL--1 e IL1 e IL--8 no flu8 no fluíído gengivaldo gengival

Por Carlos Marcelo da SilvaPor Carlos Marcelo da Silva FigueredoFigueredo, DDS,, DDS, MDScMDSc, , PhDPhD [email protected]@hotmail.com

www.www.periodontiamedicaperiodontiamedica.com.com

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Indutores de IL-1Indutores de ILIndutores de IL--11

•• Quase todas as bactQuase todas as bactéérias e seus produtos.rias e seus produtos.•• Estresse:Estresse: InjInjúúria tria téérmica, ultravioleta B, rmica, ultravioleta B,

laser.laser.•• Substâncias Substâncias neuroativasneuroativas:: fenitofenitoíínana..•• Substâncias inflamatSubstâncias inflamatóórias:rias: proteproteíína Cna C--

reativa, A1AT, tabaco.reativa, A1AT, tabaco.

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Indutores não-bacterianosIndutores nãoIndutores não--bacterianosbacterianos

•• Matriz celular:Matriz celular: fibronectinafibronectina, col, coláágeno.geno.•• Fatores de coagulaFatores de coagulaçção:ão: plasminaplasmina, trombina., trombina.•• CitoquinasCitoquinas:: ILIL--1, TNF, IL1, TNF, IL--2, IL2, IL--3, IL3, IL--12.12.•• Outros:Outros: --1 1 integrinasintegrinas, anti, anti--CD63.CD63.

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Interleukin-1InterleukinInterleukin--11

mRNAmRNAmicrotubulesmicrotubules

ProPro--ILIL--11((ACTIVEACTIVE))

myristoylationmyristoylation

CaCa ++ / ++ / calpaincalpain oror duringduring cellcell deathdeath

Mature ILMature IL--11

from Dinarellofrom Dinarello 19961996

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Interleuquina-1InterleuquinaInterleuquina--11

•• Pro forma: Pro forma: ProliferaProliferaçção epitelialão epitelial e ce céélulaslulas ectodectodéérmicas rmicas (fatores de crescimento (fatores de crescimento autautóócrinoscrinos). ).

•• ILIL--11aderidos a membrana: aderidos a membrana: Ativados eAtivados e deslocados para o interior da cdeslocados para o interior da céélula quando lula quando necessnecessáário.rio.

•• icILicIL--1Ra:1Ra: competem para scompetem para síítios de ligatios de ligaçção ão nucleares.nucleares.

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Interleuqina-1InterleuqinaInterleuqina--11

•• Similaridades: Similaridades: ambos são transcritos no ambos são transcritos no citoplasma associados com o citoplasma associados com o citoesqueleto citoesqueleto mais do que associado a estruturas do mais do que associado a estruturas do retretíículo endoplasmculo endoplasmáático.tico.

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Interleukin-1InterleukinInterleukin--11

mRNAmRNAmicrotubulesmicrotubules

ProPro--ILIL--11

Mature ILMature IL--11

from Dinarellofrom Dinarello 19961996

ProPro--ICEICE

ERER

ActiveActive ICEICE

IL-1propiece

ProPro--ILIL--11

proteasesproteases

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IL-1 RaILIL--1 Ra1 Ra

•• sILsIL--1 Ra 1 Ra -- produproduçção induzida.ão induzida.•• icILicIL--1 Ra 1 Ra -- induzido e expressado induzido e expressado

naturalmente (naturalmente (queratinqueratinóócitoscitos / c/ céélulas lulas epiteliais do intestino).epiteliais do intestino). 2 formas: 2 formas: icILicIL--1 Ra I e II.1 Ra I e II. icILicIL--1 Ra bloqueias a união da IL1 Ra bloqueias a união da IL--11

ao ao

DNA emDNA em queratinqueratinóócitoscitos..

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IL-1 RaILIL--1 R1 Raa

from Dinarellofrom Dinarello 19961996

ERERsILsIL--1 Ra1 RamRNAmRNA

icILicIL--1 Ra1 RamRNAmRNA

golgigolgiPro Pro sILsIL--1 Ra1 Ra

icILicIL--1 Ra1 Ra

MatureMaturesILsIL--1 Ra1 Ra

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CitoquinasCitoquinas e a e a hiperativahiperativaçção ão celularcelular

ILIL--1 e IL1 e IL--8 no flu8 no fluíído gengivaldo gengival

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Indutores de IL-1Indutores de ILIndutores de IL--11

•• Quase todas as bactQuase todas as bactéérias e seus produtos.rias e seus produtos.•• Estresse:Estresse: InjInjúúria tria téérmica, ultravioleta B, rmica, ultravioleta B,

laser.laser.•• Substâncias Substâncias neuroativasneuroativas:: fenitofenitoíínana..•• Substâncias inflamatSubstâncias inflamatóórias:rias: proteproteíína Cna C--

reativa, A1AT, tabaco.reativa, A1AT, tabaco.

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Indutores não-bacterianosIndutores nãoIndutores não--bacterianosbacterianos

•• Matriz celular:Matriz celular: fibronectinafibronectina, col, coláágeno.geno.•• Fatores de coagulaFatores de coagulaçção:ão: plasminaplasmina, trombina., trombina.•• CitoquinasCitoquinas:: ILIL--1, TNF, IL1, TNF, IL--2, IL2, IL--3, IL3, IL--12.12.•• Outros:Outros: --1 1 integrinasintegrinas, anti, anti--CD63.CD63.

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Interleukin-1InterleukinInterleukin--11

mRNAmRNAmicrotubulesmicrotubules

ProPro--ILIL--11((ACTIVEACTIVE))

myristoylationmyristoylation

CaCa ++ / ++ / calpaincalpain oror duringduring cellcell deathdeath

Mature ILMature IL--11

from Dinarellofrom Dinarello 19961996

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Interleuquina-1InterleuquinaInterleuquina--11

•• Pro forma: Pro forma: ProliferaProliferaçção epitelialão epitelial e ce céélulaslulas ectodectodéérmicas rmicas (fatores de crescimento (fatores de crescimento autautóócrinoscrinos). ).

•• ILIL--11aderidos a membrana: aderidos a membrana: Ativados eAtivados e deslocados para o interior da cdeslocados para o interior da céélula quando lula quando necessnecessáário.rio.

•• icILicIL--1Ra:1Ra: competem para scompetem para síítios de ligatios de ligaçção ão nucleares.nucleares.

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Interleuqina-1InterleuqinaInterleuqina--11

•• Similaridades: Similaridades: ambos são transcritos no ambos são transcritos no citoplasma associados com o citoplasma associados com o citoesqueleto citoesqueleto mais do que associado a estruturas do mais do que associado a estruturas do retretíículo endoplasmculo endoplasmáático.tico.

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Interleukin-1InterleukinInterleukin--11

mRNAmRNAmicrotubulesmicrotubules

ProPro--ILIL--11

Mature ILMature IL--11

from Dinarellofrom Dinarello 19961996

ProPro--ICEICE

ERER

ActiveActive ICEICE

IL-1propiece

ProPro--ILIL--11

proteasesproteases

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IL-1 RaILIL--1 Ra1 Ra

•• sILsIL--1 Ra 1 Ra -- produproduçção induzida.ão induzida.•• icILicIL--1 Ra 1 Ra -- induzido e expressado induzido e expressado

naturalmente (naturalmente (queratinqueratinóócitoscitos / c/ céélulas lulas epiteliais do intestino).epiteliais do intestino). 2 formas: 2 formas: icILicIL--1 Ra I e II.1 Ra I e II. icILicIL--1 Ra bloqueias a união da IL1 Ra bloqueias a união da IL--11

ao ao

DNA emDNA em queratinqueratinóócitoscitos..

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IL-1 RaILIL--1 R1 Raa

from Dinarellofrom Dinarello 19961996

ERERsILsIL--1 Ra1 RamRNAmRNA

icILicIL--1 Ra1 RamRNAmRNA

golgigolgiPro Pro sILsIL--1 Ra1 Ra

icILicIL--1 Ra1 Ra

MatureMaturesILsIL--1 Ra1 Ra

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IL- RaILIL-- RaRa

•• ILIL--1, mais do que a IL1, mais do que a IL--1 RA, ocupa 1 RA, ocupa receptores vazios.receptores vazios.

•• Seria necessSeria necessáário um excesso de 10 a100rio um excesso de 10 a100-- foldfold de ILde IL--1 Ra para inibir a atividade de 1 Ra para inibir a atividade de ILIL--1.1.

•• Comparado a ILComparado a IL--11, o gene para , o gene para sILsIL--1 Ra 1 Ra éé expressado 1 a 2 expressado 1 a 2 hshs mais tarde.mais tarde.

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IL-1 RI and IIILIL--1 RI 1 RI andand IIIIILIL--11

ILIL--1 RA1 RA

ILIL--1 1 sRIIsRIIILIL--1 1 sRIsRI

ILIL--1RI1RI ILIL--1 1 RAcPRAcP

ILIL--1 1 RAcPRAcP

No No SignalSignalNo No SignalSignal

ILIL--1RII1RII

High affinityHigh affinitylow low affinityaffinity

CellCell membranemembrane

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IL-1 in plasmaILIL--1 in plasma1 in plasma

ILIL--11

-- 500 pg/500 pg/mlmlÉÉ influenciada por:influenciada por:ILIL--1 1 sRII sRII A2MGA2MGComplementoComplementoA quantidade intracelular (prA quantidade intracelular (próó--forma) forma)

remanescente.remanescente.ILIL--6 6 éé o marcador plasmo marcador plasmáático para ILtico para IL--11

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Efeitos biológicos da IL-1Efeitos biolEfeitos biolóógicos da ILgicos da IL--11

Efeitos quando injetado localmente:Efeitos quando injetado localmente: Infiltrado de Infiltrado de neutrneutróófilosfilosAumento da destruiAumento da destruiçção de ão de proteoglicanasproteoglicanasAngiogêneseAngiogêneseFluxo de Fluxo de neutrneutróófilosfilos e albumina para o e albumina para o

pulmãopulmão

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Efeitos biológicos da IL-1Efeitos biolEfeitos biolóógicos da ILgicos da IL--11

AlteraAlteraçções na resposta imunolões na resposta imunolóógicagicaAumento da produAumento da produçção de AB ão de AB

productionproduction (efeito adjunto)(efeito adjunto)Aumento na sAumento na sííntese de ntese de linfoquinas linfoquinas (IL(IL--

2, 2, --3, 3, --6)6)

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Efeito biológico da IL-1Efeito biolEfeito biolóógico da ILgico da IL--11

Efeito em culturas de cEfeito em culturas de céélulas e teciduais:lulas e teciduais:Aumento da expressão de ELAMAumento da expressão de ELAM--1, 1,

VCAMVCAM--1, ICAM1, ICAM--1.1.DestruiDestruiçção de cartilagem, liberaão de cartilagem, liberaçção de ão de

ccáálcio lcio pelospelosóóssosssos..ProliferaProliferaçção de fibroblastosão de fibroblastos

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Atividades sinérgicas a IL-1Atividades sinAtividades sinéérgicas a ILrgicas a IL--11

ILIL--1 e 1 e bradiquininabradiquininaAngiogêneseAngiogêneseSSííntese de PGE2 por fibroblastos gengivaisntese de PGE2 por fibroblastos gengivaisProduProduçção de ILão de IL--6 por fibroblastos e c6 por fibroblastos e céélulas lulas

hephepááticas.ticas.

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Atividades sinérgicas a IL-1Atividades sinAtividades sinéérgicas a ILrgicas a IL--11

ILIL--1 e TNF1 e TNFSSííntese de ILntese de IL--8 por c8 por céélulas lulas mesenquinaismesenquinaisResistência a insulinaResistência a insulinaSSííntese de fatores de crescimento por ntese de fatores de crescimento por

fibroblastosfibroblastos SSííntese de PGE2 por fibroblastosntese de PGE2 por fibroblastos

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Atividades sinérgicas a IL-1Atividades sinAtividades sinéérgicas a ILrgicas a IL--11

ILIL--1 e IL1 e IL--6 6 InduInduçção antigênica para a produão antigênica para a produçção de ILão de IL--2 2

por cpor céélulaslulas--T.T.SSííntese hepntese hepáática de protetica de proteíínas de adesão ao nas de adesão ao

LPSLPSProliferaProliferaçção de cão de céélulas lulas progenitorasprogenitoras

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InflamedInflamedsitesite

ILIL--11TNFTNF

ILIL--88

Stimulation Stimulation of local of local cellscells

NeutrophilsNeutrophilsLL--selectinselectin SpreadingSpreading

up regulation of adhesion molec.

ILIL--88

ActivationActivation of of other cellsother cells::T T cellscells: : chemotaxischemotaxisBasophilsBasophils::histaminehistamine releasereleaseEosinophilsEosinophils::chemotaxischemotaxis

Respiratory burst

LTB4

PhagocytosisPhagocytosisLysosomal Lysosomal enzymeenzyme releaserelease

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IL-8ILIL--88

•• Produzido por monProduzido por monóócitos, linfcitos, linfóócitos, citos, neutrneutróófilosfilos, , hepathepatóócitoscitos, fibroblastos,, fibroblastos, queratinqueratinóócitoscitos, etc., etc.

•• Sua produSua produçção ocorre apão ocorre apóós efeitos s efeitos estimulatestimulatóóriosrios, como: LPS, IL, como: LPS, IL--1, TNF, 1, TNF, viroses, viroses, selectinasselectinas..

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IL-8ILIL--88

Atividades biolAtividades biolóógicas gicas in in vitrovitroLeucLeucóócitoscitosAtivaAtivaçção e quimiotaxia de ão e quimiotaxia de neutrneutróófilosfilosQuimiotaxia de cQuimiotaxia de céélulaslulas--T e T e basbasóófilosfilos InibiInibiçção da produão da produçção de ão de IgEIgE induzida por induzida por

ILIL--4 por linf4 por linfóócitos B.citos B.

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IL-8ILIL--88

Outras cOutras céélulaslulasQuimiotaxia de cQuimiotaxia de céélulas lisas musculares e lulas lisas musculares e

ccéélulas lulas endotelias endotelias umbilicais. umbilicais. ProliferaProliferaçção deão de queratinqueratinóócitoscitos e ce céélulas lulas

endoteliasendotelias. .

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Increased interleukinIncreased interleukin--11 concentrationconcentration in GCF as a in GCF as a

characteristic traitcharacteristic trait of of patients withpatients with periodontitisperiodontitis..

FigueredoFigueredo, C.M.S., , C.M.S., Ribeiro M.S.M., Fischer, R.G. Ribeiro M.S.M., Fischer, R.G. & & GustafssonGustafsson, A., A. JournalJournal of of PeriodontologyPeriodontology

1999;70:14571999;70:1457--1463.1463.

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ILIL--1 1 andand PeriodontitisPeriodontitis

Higher concentrations andHigher concentrations and total total amountsamounts in GCF in GCF andand in in tissue tissue Higher productionHigher production ((mRNAmRNA ISH).ISH).ILIL--11is is thethe major major inflammatory inflammatory

cytokinecytokine in in gingivagingiva..

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ILIL--1 1 and Neutrophiland Neutrophil’’ss elastaseelastase

•• May induce direct or indirect theMay induce direct or indirect the release release of of azurophilicazurophilic granula.granula.

•• It It can increase thecan increase the release of ILrelease of IL--8 8 andand TNFTNF

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Material Material and Methodsand Methods

•• Paper stripsPaper strips..•• Untreated populationUntreated population..•• ILIL--11byby ELISA.ELISA.•• ElastaseElastase measured functionallymeasured functionally

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Results

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 2 4 6 8 10 12 14 16IL1b conc

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 2 4 6 8 10 12 14 16IL1b conc

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 2 4 6 8 10 12 14 16IL1b conc

Elas

tase

conc

GGGPPP

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Results

Site GG p1 GP p2 PP p3

PI 1.7 (0.7) NS 1.2 (0.3) 0.001 1.7 (0.5) NS

GI 1.7 (0.5) 0.05 1.4 (0.4) 0.003 1.9 (0.3) 0.021

PPD 1.9 (0.5) NS 2.1 (0.4) 0.001 6.1 (1.1) 0.001

GCF 1.8 (0.7) 0.013 1.3 (0.5) 0.006 1.9 (0.6) NS

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Results

Site GG p1 GP p2 PP p3

E activity 26600(14600) NS 22400 (17300) NS 30000(35500) NS

EA1AT (nmol/L) 0.26 (0.23) NS 0.23 (0.20) NS 0.44 (0.17) NS

A1AT (nmol/L) 0.24 (0.20) NS 0.17 (0.14) NS 0.24 (0.17) NS

A2MG (ng/L) 458 (601) NS 738 (750) NS 621 (369) NS

IL-1 (pg/L) 2.0 (2.49) 0.009 5.0 (3.89) NS 5.4 (4.07) 0.003

6

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Results

Site GG p1 GP p2 PP p3

E activity (Cells equiv) 46500 (28000) 0.04 27700 (24500) 0.25 68500 (80600) NS

EA1AT (nmol) 0.42 (0.35) NS 0.29 (0.14) 0.001 0.75 (0.45) 0.04

A1AT (nmol) 0.38 (0.28) 0.04 0.20 (0.14) NS 0.40 (0.22) NS

A2MG (ng) 656 (696) NS 823 (686) 0.002 1164 (636) NS

IL-1 (pg) 2.9 (3.2) 0.02 5.5 (3.7) 0.002 9.0 (5.3) 0.001

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ConclusionConclusion

•• The concentrationThe concentration of ILof IL--11

seemsseems to to be be associated with theassociated with the individual individual rather than rather than with the degreewith the degree of of tissue destructiontissue destruction at at the the sampledsampled sitesite..

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IL-1 no plasmaILIL--1 no plasma1 no plasma

ILIL--11

-- 500 pg/500 pg/mlmlÉÉ influenciado por:influenciado por:ILIL--1 1 sRII sRII A2MGA2MGComplementoComplemento prpróó--formaformaILIL--6 6 éé o marcador plasmo marcador plasmáático para ILtico para IL--11

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IL-1 no plasmaILIL--1 no plasma1 no plasma

Patients Controls

pg/m

L

0

20

40

60

80

100

120

Figueredo et al. 2000

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ILIL--88

•• FigueredoFigueredo & & GustafssonGustafsson (2000) não observaram (2000) não observaram diferendiferençças na concentraas na concentraçção de ILão de IL--8 entre os s8 entre os síítios tios analisados. Esse resultado confirma os achados de analisados. Esse resultado confirma os achados de CHUNG CHUNG etet al. (1997), o que inviabiliza o uso da al. (1997), o que inviabiliza o uso da ILIL--8 como marcador em s8 como marcador em síítios comtios com periodontiteperiodontite..

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LinfLinfóócitoscitos--T e o controle da T e o controle da hiperativahiperativaçção ão celularcelular

Futuro das doenFuturo das doençças crônicas as crônicas destrutivas?destrutivas?

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antigen

BB--cellcell

TT--cellcell

Hem

opoi

etic

cel

lsHemopoietic

Tissue

Thymus

Bursa of Fabricius

mammals

Secondary lymphoid organs

Cell-mediated immune response

Antibodyresponse

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B3B2

B2

Percursor cellProliferation and diversification of progeny cells

Antigen binding to specific clone

Clonal expansion and maturation

Y Y

Y

Y

B1

B2 B2 B2 B2

AB -secretingB cells from a singleclone YY Y

AB

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Virgin cellVirgin cell

First exposure to antigen

Memory cellsMemory cells

Secondary exposureto antigen

Activated cells

Activated cells

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Th2

Th1 INFIL-2

IL-4IL-5IL-9IL-10IL-13TGF-

Inflamaçãoautoimunidade

Imunidade humorale alergia

NaiveCD4+

IL-12, IL-18

IL-2

IL-4

Adaptação de Dong & Flavell 2000

IL-6

TNF-IL-1 ???

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BactBactééria x cria x céélulas Tlulas T

• “Diferentes tipos de bactérias podem influenciar a direção das reações inflamatórias tanto na para uma resposta Th1 ou Th2. Análises da relação entre as taxas bacterianas e o padrão de produção de citoquinas em pacientes com DP poderá fornecer informações interessantes sobre etiopatogenia”.

Del Prete & Romagnani 1994

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CitoquinasCitoquinas Th1/Th2 Th1/Th2 x TNFx TNF-- e ILe IL--11

•• INFINF

pode induzir a produpode induzir a produçção de ILão de IL--1 por 1 por macrmacróófagos quando estimulados por LPS.fagos quando estimulados por LPS.

•• ILIL--4 pode inibir a libera4 pode inibir a liberaçção de ILão de IL--1 e TNF 1 e TNF por macrpor macróófagos tratados com LPS.fagos tratados com LPS.

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Terapias futurasTerapias futuras

Tratamento com antiTratamento com anti--inflamatinflamatóóriosrios

Tratamento especTratamento especíífico dos fico dos processos de destruiprocessos de destruiçção ão tecidualtecidual

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Tratamento especTratamento especííficofico

Diminuir certos leucDiminuir certos leucóócitoscitos

CD4+, PMN, monCD4+, PMN, monóócitoscitos

Diminuir a atividade de Diminuir a atividade de citoqiuinascitoqiuinas

antianti--TNF TNF ILIL--1 receptor antagonista1 receptor antagonistaILIL--6 receptor antagonista6 receptor antagonista

Page 53: Aula7 imuno aplicada

por Carlos Marcelo da Silva Figueredo, DDS, MDSc, PhD www.periodontiamedica.com

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