Choroby przyzębia są główną przyczyną utraty zębów u dorosłych. Zapalenie dziąseł i przyzębia to najczęstsze choroby przyzębia. W obu przypadkach występują ostre lub przewlekłe zmiany zapalne dziąseł wywołane biofilmem. Zapalenie dziąseł charakteryzuje się ostrym stanem zapalnym, podczas gdy zapalenie przyzębia zwykle objawia się przewlekłym stanem zapalnym. Na poziomie histologicznym składniki bakteryjne wyzwalają aktywację komórek odpornościowych, takich jak makrofagi, limfocyty, komórki plazmatyczne i komórki tuczne1,2. Te komórki odpornościowe, zwłaszcza makrofagi, oddziałują z komórkami lokalnymi (w tym komórkami nabłonka dziąseł, fibroblastami, komórkami śródbłonka i osteoblastami), powodując zmiany zapalne w tkance przyzębia3,4. Eksperymentalne modele chorób przyzębia zostały ustalone u różnych typów zwierząt, takich jak szczury, chomiki, króliki, fretki, psy i naczelne. Jednak fizjopatologia modeli zwierzęcych różni się od ludzkiej, co utrudnia analizę mechanizmów komórkowych i molekularnych oraz ocenę nowych leków na choroby przyzębia5. Do zbadania mechanizmu infekcji przyzębia wykorzystano komisję bakterii przyzębia i jednowarstwowych ludzkich komórek nabłonka jamy ustnej6. Niemniej jednak jednowarstwowe hodowle komórek jamy ustnej nie mają trójwymiarowej (3D) architektury komórkowej nienaruszonej tkanki; W związku z tym nie mogą naśladować sytuacji in vitro.
Tutaj, 3D zapalne odpowiedniki tkanek ludzkich dziąseł (iGTE) są ustalane do reprezentowania chorób przyzębia in vitro. Ten model 3D chorób przyzębia zajmuje pozycję pośrednią między monowarstwowymi hodowlami komórkowymi a modelami zwierzęcymi. Trzy rodzaje komórek ludzkich, w tym keratynocyty HaCaT, fibroblasty dziąseł i makrofagi THP-1, są współhodowane na żelu kolagenowym i stymulowane przez inicjatory stanu zapalnego do budowy iGTE. IGTE ściśle symuluje warunki in vivo różnicowania komórek, interakcji komórka-komórka i aktywacji makrofagów w dziąsłach. Model ten ma wiele możliwych zastosowań w badaniach przesiewowych leków i testowaniu nowych podejść farmakologicznych w chorobach przyzębia, a także do analizy mechanizmów komórkowych i molekularnych w gojeniu się ran, stanach zapalnych i regeneracji tkanek.