Wirkung einer nicht-chirurgischen Parodontaltherapie auf den Interleukin-21-Spiegel der Gingiva-Crevicular-Flüssigkeit

Einführung

Die Parodontitis ist eine polymikrobielle Erkrankung, die das zahnunterstützende Gewebe betrifft. Ein integraler Bestandteil der Parodontalerkrankung beinhaltet die Zerstörung von Parodontalgewebe, die aus der Stimulierung der bakteriellen Herausforderung für die immun-entzündliche Antwort des Wirts resultiert. Die chronische Parodontitis ist die häufigste Form der Parodontitis in der erwachsenen Bevölkerung. Der bakterielle Plaque-Biofilm ist der ursprüngliche Faktor für Parodontitis, aber der Großteil der Zerstörung des parodontalen Gewebes würde schließlich aus einer Folge von Immun-Entzündungsreaktionen resultieren. Als Folge der zellulären Aktivierung tragen Entzündungsmediatoren, einschließlich Cytokinen, Chemokinen usw., gemeinsam zur Gewebezerstörung und Knochenresorption bei. Zytokine können basierend auf ihrem Expressionsmuster und ihrer Wirkung auf Zielzellen oder -gewebe als Th1, Th2, Th17 und T-regulatorisch (Treg) gruppiert werden.5 Klassischerweise wurde Parodontitis durch den Th1/Th2-Weg erklärt. Th1-Zellen werden häufiger im Frühstadium parodontaler Läsionen nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass Th1-Zellen mit einer Schutzreaktion gegen bakterielle Infektionen verbunden sind, während Th2-Zellen in der späteren und fortgeschrittenen Phase der Erkrankung vorherrschen und eine Rolle bei der Zerstörung und dem Fortschreiten der Parodontitis spielen Läsionen. Eine alternative Art der Wirtsantwort auf pathogene Bakterien wurde durch den IL-23/IL-17-Weg beschrieben. Dieser alternative Weg findet statt, wenn Bakterien die Synthese von IL-23/17 anstelle von IL-12 induzieren, das eine zentrale Rolle bei der Initiierung und Aufrechterhaltung der Entzündungsreaktion spielt. Der IL-23/17-Weg ist im Vergleich zum klassischen Th1/Th2-Weg eine sehr fein abgestimmte zelluläre Immunantwort mit einer Vielzahl von Funktionen, die den angeborenen und den adaptiven Arm der Immunantwort überbrückt.9 Th17-Zytokine (IL-17, IL-21, IL-22, IL-6, Tumornekrosefaktor {TNF}-a usw.)8 sind an Parodontalerkrankungen beteiligt, aber ob ihre dominierende Rolle wirtsschützend oder destruktiv ist, ist fraglich . Diese Zytokine wurden bei unterschiedlichem Entzündungsstatus bei Parodontitis nicht aufgeklärt.

IL-21 ist ein Typ-I-Zytokin, strukturell scheint es den IL-2-, IL-4- und IL-15-Proteinen ähnlich zu sein. IL-21 besteht hauptsächlich aus aktivierten T-Zellen, steuert aber ein breites Spektrum myeloider und lymphoider Zellen des Immunsystems, die es IL-21 ermöglichen, die erworbene und angeborene Immunität zu modulieren.10 IL-21 konkurriert bei der Immunität gegen Tumorzellen11 und chronische Virusinfektionen,12 jedoch wurde die enorme Leistung von IL-21 mit dem Fortschreiten von entzündlichen Immunerkrankungen in verschiedenen Organen korreliert.13 IL-21 ist bei dermatologischen Erkrankungen wie Hautbiopsien14 von Patienten mit systemischem Lupus erythematodes, Psoriasis und atopischer Dermatitis erhöht. Darüber hinaus entspricht die IL-21-Interpretation der Anwesenheit von Th17-Zellen in Synovialflüssigkeit und peripherem Blut von Patienten mit rheumatoider Arthritis.

Die Rolle von IL-21 bei Entzündungen wurde ausführlich untersucht; Der Behandlungsaspekt auf seiner Ebene bei parodontalen Erkrankungen muss weiter untersucht werden. Daher bestimmen die Forscher im Lichte der obigen Befunde die Spiegel von Interleukin-21 (IL-21) in GCF von chronischer Gingivitis, chronischer Parodontitis und Kontrollpatienten vor und nach nicht-chirurgischer Parodontaltherapie zusammen mit der Korrelation von klinische Parameter der Zerstörung parodontaler Gewebe.

MATERIAL UND METHODEN:

PATIENTEN:

Vierunddreißig Patienten (19 Männer und 15 Frauen im Alter von 20 bis 60 Jahren) wurden nacheinander über einen Zeitraum von sechs Monaten (April 2014 bis September 2014) aus der ambulanten Abteilung für Parodontologie des Krishnadevaraya College of Dental Sciences, Bangalore und Karnataka, aufgenommen. Die ethische Genehmigung für die Studie wurde von der institutionellen Ethikkommission (02-D012-36773) eingeholt. Die Studie wurde in Übereinstimmung mit den in der Deklaration von Helsinki 2008 beschriebenen ethischen Grundsätzen durchgeführt. Das Verfahren der Studie wurde erklärt und von allen Teilnehmern wurde vor ihrer Aufnahme in die Studie eine informierte schriftliche Zustimmung eingeholt. Darunter wurden 24 Patienten mit erkranktem Parodontium in 12 Patienten mit chronischer Gingivitis und 12 Patienten mit chronischer Parodontitis eingeteilt, während 10 gesunde Personen als Kontrolle eingeschlossen wurden. Einschlusskriterien waren: Patienten mit mehr als oder gleich 14 funktionstüchtigen Zähnen, systemisch gesunde Patienten, die in den letzten 6 Monaten der Studie keinerlei chirurgische oder nicht-chirurgische Parodontaltherapie oder Antibiotika oder nichtsteroidale entzündungshemmende Therapie erhalten hatten . Chronische Gingivitis wurde definiert als eine Sondierungstiefe (PD) von weniger als oder gleich 4 mm und mehr als 25 % Stellen mit Zahnfleischbluten (BOP).15 Chronische Parodontitis wurde definiert als eine Sondierungstiefe von mehr als oder gleich 5 mm, RAL von mehr als oder gleich 8 mm, mit mehr als oder gleich 10 % Stellen mit positivem BOP und Anzeichen von Knochenverlust, die radiologisch bestimmt wurden.16 Als gesunde Kontrollgruppe wurden Patienten betrachtet, die sich freiwillig ohne Anzeichen einer Parodontalerkrankung meldeten, was durch das Fehlen einer erhöhten PD oder AL festgestellt wurde.

Klinische Messungen:

Klinische Parameter wurden für alle Zähne außer den 3. Molaren an allen sechs Stellen für jeden Zahn (mesio-bukkal, disto-bukkal, disto-lingual, mittel-lingual und mesio-lingual) gemessen und bewertet. Diese Parameter bestanden aus Taschentiefe (PD), Bewertung der Zahnfleischblutung, d. h. Gingivaindex (GI), dichotome Messung der supragingivalen Plaqueansammlung, d. h. Plaqueindex (PI), und Blutung bei Sondierung (BOP) bis zur Basis der Spalte. Ein kalibrierter Untersucher (MN) führte alle Patientenbewertungen und Messungen durch.

Sammlung und Analyse von GCF-Proben:

In allen drei Gruppen wurden GCF-Proben zu Studienbeginn und 6 Wochen nach der Behandlung gesammelt. Die Auswahl der Stelle basierte auf der höchsten Punktzahl, die für eine einzelne Stelle in der Mundhöhle aufgezeichnet wurde. Eine einzige Stelle bei jedem Probanden, die die schlimmsten entzündlichen Manifestationen (chronische Gingivitis) und den höchsten RAL-Wert (chronische Parodontitis) aufwies, wurde für die Entnahme von Zahnfleischtaschenflüssigkeit ausgewählt. In unserer Studie haben wir bei jedem Probanden eine einzelne Stelle ausgewählt, um das Sammeln von Proben aus mehreren Stellen zu vermeiden, da Parodontitis eine ortsspezifische Erkrankung ist. Vor der Entnahme der GCF-Proben wurde die supragingivale Plaque mit Wattepellets entfernt, wobei der Kontakt mit der marginalen Gingiva vermieden wurde. Standard-Papierstreifen wurden vorsichtig bis zu einer Tiefe von ungefähr 2 mm in den Sulcus/die Tasche für 30 Sekunden eingeführt, um GCF zu sammeln. Mit Blut kontaminierte Streifen wurden entsorgt und es wurde eine andere Stelle verwendet, um Ersatzproben zu erhalten. Bei Patienten mit chronischer Gingivitis wurde eine alternative Probe mit den nächsthöheren GI-Werten entnommen, und bei Patienten mit chronischer Parodontitis wurde die nächsttiefere Sondierungstaschentiefe {PPD} für die alternative Probenstelle ausgewählt. Ein kalibriertes Gerät wurde verwendet, um das GCF-Probenvolumen zu quantifizieren, und die Messwerte wurden unter Bezugnahme auf eine Standardkurve in das tatsächliche Volumen (μl) umgewandelt, die unter Verwendung der Periotron-Ablesung des Volumens von flüssigem (μl) destilliertem Wasser in Perio-Col-Streifen erstellt wurde. Ein leerer Zahnfleischflüssigkeitssammelstreifen (Perio-Col) wurde zwischen die Periotron-Flüssigkeitsmetasensoren gelegt und das Instrument wurde eingestellt, um einen Messwert von Null anzuzeigen. Eine Mikroliterspritze wurde verwendet, um 0,25–1,25 &mgr;l Flüssigkeit (destilliertes Wasser) genau auf den Periolstreifen abzugeben. Die Streifen wurden sofort zwischen die Periotronsensoren gelegt. Das Periotron-Score-Volumen zeigte das bekannte Flüssigkeitsvolumen, das aufgezeichnet wurde. Dieser Schritt wurde drei weitere Male mit 0,25 &mgr;l Testflüssigkeit wiederholt und die durchschnittliche Punktzahl aufgezeichnet. Der obige Schritt wurde unter Verwendung von Volumina von 0,5, 0,75, 1,0, 1,25 &mgr;l wiederholt, und in jedem Fall wurde der mittlere Periotronwert berechnet und aufgezeichnet. Sobald alle Werte erhalten waren, wurde eine Standardkurve mit bekanntem Flüssigkeitsvolumen (X-Achse) und Periotronwert (Y-Achse) berechnet. Auf ähnliche Weise wurden GCF-Volumina (von Gesundheit, chronischer Gingivitis, chronischer Parodontitis) von Studienpatienten automatisch mit dem Periotron-Score erhalten. Die Interpolation aus dem Standardkalibrierungsdiagramm ergab das Flüssigkeitsvolumen. Nach der Volumenmessung wurden die Streifen von den ausgewählten Stellen sofort in einzelne Mikrozentrifugenröhrchen gegeben, die 200 &mgr;l Phosphatpufferlösung enthielten. Die Proben wurden bis zur weiteren Analyse bei -80 °C gelagert.

ELISA

Die Konzentrationen von IL-21 im GCF wurden unter Verwendung von ELISA gemäß den Anweisungen des Herstellers bestimmt. Um die Proteine ​​zu eluieren, wurde das Röhrchen, das die Periopapierstreifen enthielt, 30 Sekunden lang gevortext und homogenisiert und dann 5 Minuten lang bei 12.500 U/min bei 4°C zentrifugiert. Das Kit verwendete den monoklonalen Antikörper MT 21.3 Biotin und den humanen rekombinanten IL-21-Standard (eingefangener Antikörper). Die Proben wurden in dreifacher Ausführung durchgeführt, um die Empfindlichkeit des ELISA zu bestätigen, und es wurde festgestellt, dass alle Proben innerhalb der Nachweisgrenze des ELISA lagen. Zur Messung der Extinktion des Substrats wurde ein ELISA-Reader (Spectramax 190 Absorbance Microplate Reader; Molecular Devices; Sunnyvale, CA, USA) mit 450 nm als Elementarwellenlänge verwendet. Die Umrechnung der erhaltenen Extinktionsablesungen in bestimmte Volumina (pg/ml) erfolgte unter Verwendung einer Standard-Referenzkurve. Die Proteinkonzentration an jeder Stelle (pg/ml) wurde bestimmt, indem die Gesamtmenge an IL-21 (pg) durch das Volumen der Zahnfleischtaschenflüssigkeit (μl) geteilt und anschließend die (pg/μl)-Werte in (pg/ml) umgerechnet wurden. .

Parodontale Behandlungsprotokolle:

Zu Studienbeginn wurden klinische Parameter und die Entnahme von GCF-Proben für alle Patienten durchgeführt. Alle Patienten erhielten eine gründliche Mundhygieneinstruktion, ein supragingivales subgingivales Scaling im gesamten Mund sowie eine Wurzelglättung. Die nicht-chirurgische Parodontaltherapie für Gruppe III wurde in 2-3 Sitzungen durchgeführt. Alle Studienpatienten wurden von einem einzigen kalibrierten Untersucher (MN) behandelt.

STATISTISCHE ANALYSE:

Die Aussagekraft der Studie und die Berechnung der Stichprobengröße wurden auf der Grundlage der Veränderung des GCF-IL-21-Spiegels bestimmt. Aktuelle Schätzungen als Pilotstudie, die 12 Patienten in jeder Testgruppe und 10 in der Kontrollgruppe mit einer Gesamtstichprobengröße von 34 Patienten umfasste. Es wurde ein Typ-II-Fehlerniveau von β = 0,20 (80 % Aussagekraft) und ein Typ-I-Fehlerniveau von α = 0,05 (5 % Wahrscheinlichkeit) berechnet. Die Verteilung der Proben mit entsprechenden Werten von PI-, GI-, BOP-, PD-, RAL- und IL-21-Spiegeln vor und nach der Operation wurde statistisch analysiert. Die Daten wurden in Microsoft Excel eingegeben und unter Verwendung des SPSS-Pakets (Statistical Package for Social Science}, Version 10.05) analysiert. Die Anteile wurden mit dem Signifikanztest Chi-Quadrat-Test (χ2) verglichen. Die Normalität der Daten wurde unter Verwendung des Shapiro-Wilk-Tests getestet. Ein Student-t-Test wurde durchgeführt, um die Differenzwerte vor und nach der Behandlung zu bestimmen. Eine Einweg-Varianzanalyse (ANOVA) wurde verwendet, um den Unterschied zwischen den Gruppen zu testen. Der Vergleich der biochemischen und klinischen Parameter wurde unter Verwendung des nicht-parametrischen Kruskal-Wallis-Tests durchgeführt. P < 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.