Bakteriämie durch parodontale Behandlung zur Aufklärung der Grundlagen der Sepsis

Bakteriämie durch Parodontalbehandlung zur Aufklärung der Grundlagen der Sepsis-Hypothese Im Zusammenhang mit kardiovaskulären Erkrankungen (CVD) und Sepsis geht diese Studie davon aus, dass (1) die Parodontitis einen spezifischen CVD-Phänotyp verursacht, der bis zu einem gewissen Grad durch die Behandlung der Parodontitis rückgängig gemacht werden kann; (2) dass eine nicht-chirurgische Parodontalbehandlung als menschliches Bakteriämie-Modell zur Bewertung von Biomarkern verwendet werden kann, die in der Sepsis-Klinik verwendet werden können; (3) dieses endogene antimikrobielle Peptidprofil diktiert die Schwere einer Bakteriämie; (4) dass Proteinasen aus dem oralen Biofilm die Schwere einer durch orale Bakterien und ihre Produkte induzierten Bakteriämie beeinflussen können.

Ziele A. Was sind die langfristigen klinischen und omicsbezogenen kardiovaskulären phänotypischen Wirkungen der Behandlung von Parodontitis im Vergleich zu einer unbehandelten Gruppe? B. Können Biomarker zum Nachweis einer Bakteriämie oder einer vorangegangenen Bakteriämie verwendet werden? C. Stehen die Auswirkungen einer Bakteriämie auf kardiovaskuläre Biomarker im Zusammenhang mit dem antimikrobiellen Peptidprofil der Person? D. Bezieht sich das Vorhandensein von bakteriellen Proteasen, wie Gingipain, auf eine Bakteriämie aufgrund einer Parodontalbehandlung und die systemische Reaktion auf eine Bakteriämie? Projektbeschreibung Um die klinischen Probleme des Behandlungsstuhls und der Sepsis-Intensivstation zu beantworten, haben die Forscher die Bakterämiestudie entwickelt. Ziel 1 ist eine Interventionsstudie, während Ziel 2 und 3 die pathophysiologischen Grundlagen der Assoziation untersuchen. Bei der Untersuchung der langfristigen Auswirkungen einer Parodontalbehandlung auf den kardiovaskulären Phänotyp Malmö Offspring Dental Study (MODS) werden Teilnehmer, die keine Zahnbehandlung in Anspruch genommen haben, obwohl ihnen mitgeteilt wurde, dass sie an Parodontitis leiden, als nicht behandelte Kontrollen eingeladen. Die primäre Ergebnisvariable sind Veränderungen der Gesamtfläche der Carotis-Plaques (TPA) pro Jahr.

In Ziel 2 und 3 werden die Parameter verwendet, um die verschiedenen Aspekte der Bakteriämie zu zerlegen. Das AMP-Profil kann bei Personen mit schwererer Bakteriämie (gemessen durch Blutkulturen) anders sein als ohne Bakteriämie. Das primäre Ergebnis ist die Konzentration von CVD-Biomarkern während und nach einer Bakteriämie (positive Blutkultur) im Vergleich zu denen mit negativer Blutkultur.

Rekrutierung Die Teilnehmer werden beim Schwedischen Zahnärztlichen Dienst von Skåne in Lund in der Abteilung für Parodontologie rekrutiert. Das Einschlusskriterium ist eine Parodontitis – ein Quadrant mit ≥ 2 Zähnen mit > 5 mm Taschentiefe (PD) und dieser Quadrant wird behandelt, wenn die Blutproben entnommen werden. Die Behandlung ist eine mechanische nicht-chirurgische Parodontalbehandlung. Ausschlusskriterien sind Erkrankungen, die eine prophylaktische Antibiotikagabe bei der Parodontalbehandlung erfordern.

Anzahl der rekrutierten Teilnehmer Die Studie wird 100 Teilnehmer rekrutieren plus eine erneute Untersuchung von MODS-Teilnehmern, die keine Parodontalbehandlung in Anspruch genommen haben. Leider ist die verfügbare Literatur zur Bakteriämie bei parodontaler Behandlung sehr heterogen (13-75 %), was eine aussagekräftige Power-Berechnung erschwert. Die Ermittler haben sich für 100 Teilnehmer entschieden und dies wurde von der Ethical Review Authority genehmigt.

Kardiovaskuläre Phänotypisierung Zu Studienbeginn und nach 1 Jahr und 2 Jahren werden die Teilnehmer einer kardiovaskulären Phänotypisierung in der Clinical Research Unit des Skåne University Hospital (Kliniska Forskningsenheten, KFE) unterzogen. Die kardiovaskuläre Phänotypisierung in diesem Projekt basiert auf mehreren subklinischen Parametern, die unten erwähnt werden, der wichtigste ist jedoch der Halsschlagader-Ultraschall zur Beurteilung der Fläche und Stabilität der Halsschlagader-Plaques. Associate Professor Jönsson ist der Erstautor und Olle Melander Co-Autor einer Publikation, die den Zusammenhang zwischen Parodontitis und der gesamten Plaquefläche der Halsschlagader untersucht hat. Die Carotis-Bildgebung in diesem Projekt wird von demselben Personal mit derselben Ausrüstung wie in Jönsson et al. durchgeführt.

• Halsschlagader-Ultraschall (GE logiq E9) beider Halsschlagadern.

• Vorhandensein von Carotis-Plaque.
• Anzahl der Carotis-Plaques.
• Bereich der Carotis-Plaques.
• Visuelle Kappe.
• Grad der Stenose.
• Graustufenmedium (GSM) von Karotisplaque.
• Statistisches geometrisches Merkmal (SGF) - Fleckigkeit der Plaque. GSM und SGF (eigentlich SGF/Plaque-Fläche oder SGF/Grad der Stenose) ist ein Ausdruck der Heterogenität der Plaque im Ultraschall und korreliert mit der Plaque-Fläche, die auf Lipide, Makrophagen und Blutung sowie Zytokin-Expression gefärbt wurde. Während GSM die Gesamtechogenität in der Plaque angibt, ist SGF eine Messung, die die Verteilung der Graustufenwerte innerhalb der Plaque beschreibt.

Weitere in das Projekt einbezogene Parameter der kardiovaskulären Phänotypisierung:

• Blutdruck - Blutdruck im Sitzen.
• BMI und Hüft-/Taillenmessung.
• Gesamtcholesterin (TC), LDL-C und HDL-C.
• Nüchternblutzucker (FBG) und HbA1c.
• GWAS für Gene, die mit CVD assoziiert sind. Blutkultur und Blut-16S-Sequenzierung Zu allen Zeitpunkten wird Blut zur Kultivierung und Blut-16S-Sequenzanalyse entnommen. Für die Kultivierung wurden die Phlebotomisten in der Studie von den Krankenschwestern der Infektionsklinik in der Blutentnahme für die Kultivierung geschult – 4 Blutkulturflaschen pro Zeitpunkt – ein Anaerobier und ein Aerobier an jedem Arm.

Aus PBMCs wird Blut entnommen und DNA extrahiert. Für die anschließende Sequenzierung wird die 16S-Amplikon-Sequenzierung mit auf Amplikon-Sequenzierungsvarianten (ASV) basierender Bioinformatik-Pipeline verwendet, was die Auflösung erhöht und es ermöglicht, einen größeren Anteil der Bakterien mit Speziesauflösung zu identifizieren. Die Ergebnisse der Blut-16S-Sequenzierung werden dann mit dem Gehalt des oralen Biofilms verglichen.

Biomarker Die Biomarker spielen in diesem Projekt zwei wichtige Rollen - erstens sind sie Biomarker der Bakteriämie, die von den Forschern ausgewertet werden, und die Sequenzierung von Blutbakterien gilt auch als Biomarker einer vorangegangenen Bakteriämie, wie oben beschrieben. Zweitens, und vielleicht noch wichtiger, spiegeln sie gemeinsam die systemische Reaktion wider. Bakteriämie kann eine Sepsis auslösen, aber die Wirtsantwort ist die Ursache der Erkrankung.

Für die Analyse werden die Biomarker unterteilt in diejenigen, die sofort an das Krankenhauslabor geschickt werden, und Biomarker, die die Ermittler analysieren, wenn alle Proben gesammelt sind. Die sofort analysierten Biomarker sind

• Procalcitonin (PCT)
• Hochempfindliches Troponin T (hsTNT)
• Hochempfindliches C-reaktives Protein (hs-CRP)
• N-terminales Prohormon des natriuretischen Peptids des Gehirns (NT-proBNP)

In einer späteren Phase werden die Ermittler auch analysieren:

• Mittelregionales Pro-Adrenomedullin (MR-Pro-ADM)
• C-terminal pro-Endothelin-1 (CT-pro-ET-1)

Wenn die Forscher alle Proben gesammelt haben, werden die Forscher einen Multiplex-Ansatz für den Nachweis neuartiger Biomarker verwenden, wie z. B. OLINK-Proteomik.

Antimikrobielle Peptide Antimikrobielle Peptide werden in Übereinstimmung mit zuvor veröffentlichten Arbeiten der Gruppe durch quantitative Massenspektrometrie zur Überwachung ausgewählter Reaktionen (SRM-MS) analysiert.

Proteasen Proteasen und insbesondere die Gingipain-Form Porphyromonas gingivalis haben durch eine kürzlich erschienene Veröffentlichung, die über die Wirkungen von Gingipain auf den Krankheitsverlauf der Alzheimer-Krankheit berichtet, Aufmerksamkeit erregt. Proteinasen und insbesondere Gingipain werden in GCF und auch in Plasma analysiert. Dank vorheriger Finanzierung haben die Forscher in Zusammenarbeit mit Innovagen Anti-Gingipain-Antikörper entwickelt, die in Zusammenarbeit mit den außerordentlichen Professoren Bertil Kinnby und Claes Wickström an der Universität Malmö evaluiert werden.

Statistik Ziel-1-Statistik – Der Aspekt des Interventionsversuchs basiert hauptsächlich auf Veränderungen der Karotis-Gesamtplaquefläche (TPA). Die jährliche Änderung der TPA wird zuerst bei den nicht behandelten Probanden von MODS bewertet. Änderungen der TPA werden als abhängige Variable in einer linearen Regression behandelt. Parodontalbehandlung versus unbehandelte Kontrolle wird als unabhängige Variable verwendet. Andere unabhängige Variablen sind Störfaktoren wie Alter, Raucherstatus, Bildung, Medikation, Blutdruck usw. Die Forscher werden dann mit der Verwendung von Biomarkern im Zusammenhang mit Omics, wie z. B. OLINK-Proteinen, als unabhängige Variablen fortfahren.

Ziel-2-Statistik - Um den Zusammenhang zwischen kardiovaskulären Biomarkern und Bakteriämie zu untersuchen, untersuchen die Forscher jeden Zeitpunkt (Abbildung 1) separat. Um den Zusammenhang zwischen Bakteriämie und CVD-Biomarkern zu untersuchen, werden positive Blutkulturen / frühere Blutkulturen / koloniebildende Einheiten (KBE) als abhängige Variablen und die Biomarker als unabhängige Variablen in logistischen/linearen Regressionen verwendet, wobei Störfaktoren bereinigt werden. ROC-Kurven werden erstellt, um Biomarker der Bakteriämie zu den jeweiligen Zeitpunkten zu testen, um eine positive Blutkultur / frühere Blutkultur vorherzusagen.

Ziel 3 Statistik - Um den Einfluss des AMP-Profils zu beurteilen, werden einzelne Peptide in eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) einbezogen. Ein lineares Regressionsmodell mit Biomarkern als abhängigen Variablen und Blutkultur- und PCA-Faktoren als unabhängigen Variablen wird konstruiert.

Ziel 4 Statistik - Proteasen werden als unabhängige Variablen in logistische und lineare Regressionsmodelle mit Blutkultur bzw. Biomarkern als abhängige Variablen aufgenommen.

Die Ergebnisse der Blutsequenzierung für das Mikrobiom werden in Bezug auf die Auswirkungen auf Biomarker bzw. Blutkultur in den Zielen von 3 und 4 analysiert.

Bedeutung Eine gründliche Untersuchung der Grundlagen des Zusammenhangs zwischen kardiovaskulären Erkrankungen und Parodontalerkrankungen und der Frage, wie sich Parodontalerkrankungen auf den Verlauf von kardiovaskulären Erkrankungen auswirken können, wird für das Verständnis des Zusammenhangs wichtig sein. Jahrzehntelange häufige niedriggradige Bakteriämie haben möglicherweise schwerwiegendere Schäden am Herz-Kreislauf-System verursacht, die eine persönlichere Betreuung durch Kardiologen erfordern. Diese Studie verdeutlicht, worauf Kardiologen achten sollten.

Im Zusammenhang mit Sepsis hat das aktuelle Projekt das Potenzial, dazu beizutragen, dass mehr Sepsispatienten die Krankheit überleben, indem es genauer und schneller auf die Bakterien abzielt, die die Krankheit auslösen. Ein Biomarker, der empfindlicher auf Bakteriämie reagiert als Blutkulturen und eine schnelle Analyse ermöglicht, würde zu einer kürzeren Zeit bis zur Korrektur von Antibiotika beitragen, was der wichtigste Faktor für kürzere Krankenhausaufenthalte und weniger Todesfälle durch Sepsis ist.