Objev a validace biomarkerů parodontitidy

Parodontitida je v Číně významným problémem veřejného zdraví: je zodpovědná za ztrátu žvýkací funkce u 60 milionů starších dospělých a 400–500 milionů dospělých je na stejné trajektorii onemocnění. Kromě toho jsou gingivitida a časná parodontitida vysoce rozšířené ve všech věkových skupinách. Studie zátěže nemocí The Lancet 2021 poskytuje znepokojivé projekce pro čínské ústní zdraví, s 47,8% nárůstem pokročilé parodontitidy a 217% nárůstem bezzubosti do roku 2050. Tyto čísla nejsou čínským zdravotním systémem zvládnutelná, pokud nebudou realizována řada koordinovaných opatření: i) zdravotní výchova podporující ústní hygienu ve školách a na pracovišti; ii) efektivní strategie samovyšetření založené na umělé inteligenci a přesná identifikace vysoce rizikových subjektů; iii) účinné léčebné modality; a iv) reorganizace zdravotního systému.

Vyvinuli jsme, patentovali a ověřili samovyšetřovací screeningový test založený na umělé inteligenci pro širokou populaci prostřednictvím aplikace. Je založen na několika ověřených otázkách a provedení laterálního průtokového imunotestu k detekci aktivované matrixové metaloproteinázy 8 (aMMP8). Algoritmus umožňuje přesné samovyšetření těžké parodontitidy. Systém však nedokáže identifikovat subjekty bez klinicky zjevné parodontitidy (subjekty s povrchovým zánětem odpovídajícím gingivitidě a počínající parodontitidě), u kterých se onemocnění rozvine, a které by proto měly být cílem časných intervencí. Toto omezení je způsobeno nedostatečnými znalostmi procesu, který mění povrchový zánět (gingivitidu) v parodontitidu. Toto omezení je patrné v nedávno publikovaných výsledcích americké diagnostické studie sponzorované NIH k detekci biomarkerů nástupu (a progrese) parodontitidy. Ve své studii Teles a kol. (2024) ukazují, že téměř 24 % subjektů s gingivitidou přejde k parodontitidě během 12 měsíců, ale nepodařilo se identifikovat slinné ani sérové biomarkery. Podobně naše nedávno dokončená studie (Li a kol. v přípravě) neidentifikovala vysoce přesné biomarkery pro nástup a progresi onemocnění. Důležité je, že americká i naše studie testovaly předpokládané biomarkery identifikované na základě současných hrubých znalostí o procesu onemocnění. Nyní jsou zřejmé mezery v základních znalostech a omezují naši schopnost včasné detekce parodontitidy. Kromě toho současná hrubá diferenciální diagnóza založená na klinickém vyšetření parodontální sondou s milimetrovým značením nedokáže přesně odlišit gingivitidu od časné parodontitidy, což komplikuje definici základní pravdy (zlatý standard).

V této studii navrhujeme implementovat multi-omický přístup k otestování schopnosti rozlišit smíšenou populaci klinicky nerozlišitelné gingivitidy a parodontitidy stadia I do dvou nebo více shluků. V této fázi objevování biomarkerů plánujeme použít více špičkových metod: i) proteomiku laserové skenovací mikrodisekce tkáňových biopsií, ii) konvenční slinnou proteomiku, iii) transkriptomiku tkáňových biopsií a iv) shotgun analýzu mikrobiomu. Metody budou aplikovány agnostickým přístupem k testování následujících hypotéz:

1. Je možné identifikovat dva nebo více shluků subjektů ze smíšené populace subjektů s gingivitidou a parodontitidou stadia I.
2. Shluky se liší na základě biomarkerů pocházejících z hostitele a/nebo mikrobiomových faktorů a rizika progrese k parodontitidě.
3. Biomarkerové dráhy a faktory mikrobiální virulence mezi subjekty identifikovanými podle různých přístupů používaných k prozkoumání biologie onemocnění jsou obecně konzistentní.
4. Je možné identifikovat omezenou sadu biomarkerů, které lze použít k predikci nástupu parodontitidy, a tím cílit časné intervence na tuto vysoce rizikovou populaci.