Variation der Genexpression und Wundheilung von Implantaten bei Rauchern und Diabetikern

Die parodontale Wundheilung ist ein komplexer multifaktorieller Prozess, der Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Zellen, Wachstumsfaktoren, Hormonen und extrazellulären Matrizen beinhaltet. Obwohl diese Wechselwirkungen noch kaum verstanden werden, lösen sie eine Reihe von Ereignissen aus, die zur Bildung neuen Gewebes führen. Ein Wachstumsfaktor, der eine wichtige Rolle bei der Wundheilung spielt, ist der Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2 (FGF2). FGF2 gehört zur Familie der Heparin-bindenden Wachstumsfaktoren und wird von Makrophagen und Endothelzellen sezerniert. Während der proliferativen Heilungsphase stimuliert es die Fibroblastenproliferation und ECM-Synthese und erhöht die Chemotaxis, Proliferation und Differenzierung von Endothelzellen. Während der Knochenumbauphase stimuliert FGF2 auch die Migration mesenchymaler Vorläuferzellen. Viele Tier- und Humanstudien haben gezeigt, dass FGF2 bei der parodontalen Regeneration wirksam ist. Im Jahr 1999 zeigte Murakami, dass ein chirurgisch behandelter 3-wandiger intraossärer Defekt bei mit FGF2 transplantierten Hunden eine deutlich stärkere Zement- und Knochenbildung nachweisen konnte. Vier Jahre später stellte seine Gruppe erneut fest, dass die topische Anwendung von rhbFGF bei chirurgisch behandelten Furkationsdefekten der Klasse 2 bei Hunden ebenfalls eine Zunahme der Bildung von PDL, Zement und Knochen zeigte. Im Jahr 2008 führte Kitamura eine randomisierte kontrollierte Studie an Menschen mit zwei- oder dreiwandigen intraossären parodontalen Defekten durch und stellte fest, dass rhbFGF das Alveolarknochenwachstum und die PDL-Regeneration stimulieren konnte.

In jüngster Zeit wurden epigenetische Modifikationen wie die DNA-Methylierung mit Veränderungen in den Genexpressionsmustern in Verbindung gebracht, die keine Veränderungen in der DNA-Sequenz mit sich bringen. Die DNA-Methylierung ist durch die Addition der Methylgruppe an Zytokine innerhalb der CpG-Regionen gekennzeichnet. Methylierte CpG-Regionen stören den Zugang von Transkriptionsfaktoren zur Promotorregion und bringen dadurch das Gen zum Schweigen. Dieses Phänomen der DNA-Methylierung hat wichtige regulatorische Funktionen bei normalen und pathologischen zellulären Prozessen. Es wurde erkannt, dass Veränderungen in den Methylierungszuständen in den Promotorregionen von Tumorsuppressorgenen mit Krebs in Zusammenhang stehen. Es wurde auch beobachtet, dass eine anhaltende Entzündung eine DNA-Methylierung verursacht, die Unterdrücker der Zytokin-Signalisierung inaktiviert und zu einer überhöhten Zytokinproduktion führt. Dies macht eine Person anfällig für Parodontitis. In unserem Labor haben die Forscher herausgefunden, dass Parodontitis mit einer erhöhten DNA-Methylierung des COX-2-Promotors verbunden ist, insbesondere des Locus, der in der Promotorregion unmittelbar an den NF-kB angrenzt. Vorläufige Daten (nicht gezeigt) legen nahe, dass FGF2 in parodontalen Geweben unterschiedlich methyliert sein könnte. In vielen Studien wurde auch über eine fehlerhafte Methylierung des Genpromotors bei Rauchern und Diabetikern berichtet. Die Rolle der DNA-Methylierung bei der Wundheilung wurde jedoch noch nicht untersucht.

Wir nehmen an, dass der Methylierungsstatus von FGF2 die Menge an FGF2 beeinflussen kann, die während der Wundheilungsphase nach einer Zahnimplantatoperation ausgeschieden wird. Wir gehen auch davon aus, dass es bei gesunden, rauchenden und diabetischen Patienten einen Unterschied im Methylierungsgrad von FGF2 gibt, der die Wundheilung beeinträchtigen kann. Wir möchten herausfinden, ob die DNA-Methylierung eine Rolle bei der Wundheilung spielt und ob der Methylierungsgrad von FGF2 bei gesunden, rauchenden und diabetischen Patienten variiert.