Bewertung der Speichel-Biomarker-Spiegel bei Personen mit unterschiedlichen parodontalen Erkrankungen

Ziel dieser klinischen Studie ist die vergleichende Untersuchung der Spiegel von IL-6, IL-8 und LIGHT-Protein in Speichelproben von parodontal gesunden Personen mit Gingivitis und Parodontitis, die sich zur routinemäßigen parodontalen Kontrolle in unserer Klinik vorstellten. Im Einklang mit den erzielten Ergebnissen; Es ist geplant, das Potenzial dieser biochemischen Mediatoren als diagnostischen Marker bei der Diagnose von Parodontalerkrankungen zu ermitteln.

Parodontitis ist eine multifaktorielle Erkrankung, von der 10–15 % der erwachsenen Weltbevölkerung betroffen sind. Sie entsteht durch mikrobiellen Zahnbelag und ist durch den Verlust der klinischen Anhaftung sowie die Zerstörung von Bindegewebe und Alveolarknochen gekennzeichnet. Unbehandelt führt die Entzündung dazu, dass sie in tiefere Gewebe eindringt und die Knochenhomöostase verändert, was zum Zahnverlust führt.

Gingivitis ist eine Entzündung des Zahnfleisches, die keine Zerstörung des umliegenden Gewebes rund um den Zahn verursacht und durch Ödeme im Zahnfleisch und Blutungen in mehr als 10 % aller Bereiche im Mund gekennzeichnet ist. Gemäß der Klassifikation der Parodontalerkrankungen aus dem Jahr 2017 wird Gingivitis in zwei Gruppen unterteilt: Zahnbelag-bedingte Gingivitis und nicht-zahnbelagbedingte Gingivitis. Gingivitis ist oft schmerzlos und selten werden spontane Blutungen beobachtet. Aus diesen Gründen kann es vorkommen, dass Betroffene die Krankheit erst spät erkennen. Daher ist eine frühzeitige Diagnose einer Gingivitis wichtig, um die Umwandlung der Gingivitis in eine Parodontitis zu verhindern, die durch fortschreitende Knochenzerstörung und Bindegewebszerstörung gekennzeichnet ist.

Studien haben gezeigt, dass es mehr als 700 Bakterien gibt, die sich in der menschlichen Mundhöhle ansiedeln können, im Mund einer Person jedoch durchschnittlich 200 bis 300 Bakterienarten. Unter diesen Bakterien gibt es Bakterien, die mit der Zahnfleischgesundheit in Zusammenhang stehen, wie Porphyromonas gingivalis (Pg), Tannerella forsythensis (Tf) und Treponema denticola (Td), die als rote Komplexbakterien bezeichnet werden; Die Unterarten Fusobacterium nucleatum (Fn), Prevotella intermedia (Pi) und Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa), die keiner Gruppe angehören, wurden mit aktiver Gewebezerstörung und dem Fortschreiten der Parodontitis in Verbindung gebracht.

Gemäß der zentralen Plaque-Hypothese, die eine der derzeit akzeptierten Plaque-Hypothesen ist, ist die Fähigkeit hochpathogener Bakterien, insbesondere P. Gingivalis und Aggregatibacter Actinomycetemcomitans, trotz ihrer geringen Plaque-Konzentration eine Immunantwort des Wirts auszulösen und eine Gewebezerstörung zu verursachen betont. Es hat sich gezeigt, dass pathogene Bakterien eher die Immunantwort des Wirts beeinflussen als eine direkte entzündliche Zerstörung von Knochen und Bindegewebe. Einer der wichtigen Punkte in der Pathogenese parodontaler Erkrankungen sind Zytokine, ein Teil des erworbenen Immunsystems. Studien haben gezeigt, dass die Menge proinflammatorischer Zytokine wie Interleukin-6 (IL-6), IL-8, Interleukin-1 (IL-1) und Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) im Blutplasma, im Speichel und im Zahnfleisch ansteigt Rillenflüssigkeit.

LIGHT-Protein (TNFSF-14), ein Mitglied der Tumor-Nekrose-Faktor-Superfamilie (TNFSF), wird hauptsächlich von T-Zellen und unreifen dendritischen Zellen sezerniert, aber auch von Zellen mit immunologischen Funktionen wie Monozyten, Granulozyten, Splenozyten und Milz Zellen. LIGHT kann HVEM und drei membrangebundene TNFSF-Signalrezeptoren binden, nämlich den Lymphotoxin-Beta-Rezeptor (LTβR) und DcR3. Es wurde gezeigt, dass die Bindung von LIGHT-LTβR Apoptose induziert. Während HVEM auf endothelialen, dendritischen, natürlichen Killer-, T- und B-Zellen exprimiert wird, wird LTβR auf Fibroblasten, Monozyten, Endothel-, Epithel- und Stromazellen exprimiert. Die Wechselwirkung des LIGHT-Proteins mit HVEM oder LTβR führt zur Aktivierung des Nuclear-Factor-kappaB und letztendlich zur Zytokinproduktion. Es wurde auch gezeigt, dass das LIGHT-Protein die T-Zellen-Reaktion über HVEM kostimulieren kann, einschließlich CD4+- und CD8+-T-Zellen.

Rheumatoide Arthritis ist eine chronische, zerstörerische entzündliche Erkrankung. Proinflammatorische Zytokine wie IL-1, TNF-a, Matrix-Metalloproteinase (MMP-8, MMP-9) sind sowohl bei rheumatoider Arthritis als auch bei Parodontitis erhöht. Aus diesen Gründen gibt es Ähnlichkeiten zwischen der Immunpathogenese von Parodontitis und rheumatoider Arthritis. In einer Studie an Patienten mit rheumatoider Arthritis wurde gezeigt, dass das LIGHT-Protein ein wichtiger proinflammatorischer Biomarker ist, der positiv mit der Knochenzerstörung und einer statistisch erhöhten Knochenzerstörung korreliert. In einer anderen Studie, die an Patienten mit rheumatoider Arthritis durchgeführt wurde, wurden die Serumspiegel des LIGHT-Proteins untersucht und es wurde gezeigt, dass erhöhte LIGHT-Spiegel die RANKL-abhängige Osteoklastogenese und die Osteoklastenbildung unabhängig von RANKL steigerten. Eine weitere Schlussfolgerung aus dieser Studie ist, dass das LIGHT-Protein möglicherweise eine Rolle bei immunpathogenen Erkrankungen spielt, die mit lokalem und systemischem Knochenschwund einhergehen.

In einer anderen Studie, die an Patienten mit rheumatoider Arthritis durchgeführt wurde, steigerte LIGHT die Entzündungsreaktion in synovialen Fibroblastenzellen und wurde als neues Anti-Zytokin-Therapieziel für die Behandlung rheumatoider Arthritis vorgeschlagen.

In einer Studie an Patienten mit multipler Myelom-Knochenerkrankung wurde gezeigt, dass LIGHT die Osteoklastogenese steigert; hemmen die osteoblastischen Proteine ​​Osteocalcin, Knochensialoprotein und die Bildung von Osterix; und hemmen die Sklerostin-Osteoblastogenese aus Monozyten.

In einer Studie von Fan et al. wurde untersucht, ob das LIGHT-Protein ein potenzieller Entzündungsbiomarker ist. Bei 566 Patienten wurde gezeigt, dass das LIGHT-Protein im Blutserum bei Vorliegen einer Lungenentzündung, einer entzündlichen Erkrankung, um das 16-fache ansteigt.

Typ-2-Diabetes mellitus ist durch eine Fehlregulation des Kohlenhydrat-, Lipid- und Proteinstoffwechsels gekennzeichnet und wird durch eine gestörte Insulinsekretion aus den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, eine Insulinresistenz oder eine Kombination aus beidem verursacht. Studien haben gezeigt, dass Parodontitis die sechste Komplikation von Diabetes mellitus ist, und es wurde ein positiver wechselseitiger Zusammenhang nachgewiesen. In einer Studie, die an Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus durchgeführt wurde, wurde gezeigt, dass das LIGHT-Protein eine Funktionsstörung in den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, eine erhöhte Sekretion entzündlicher Zytokine und eine erhöhte Bildung einer Entzündungsreaktion in Endothelzellen aufwies.

In einer Studie an Patienten mit multipler Myelom-Knochenerkrankung wurde gezeigt, dass LIGHT die Osteoklastogenese steigert; hemmen die Bildung der osteoblastischen Proteine ​​Osteocalcin, Knochensialoprotein und Osterix; und die Sklerostin-Osteoblastogenese aus Monozyten hemmen, untersuchten, ob LIGHT-Protein ein potenzieller Entzündungsbiomarker ist. Bei 566 Patienten wurde gezeigt, dass das LIGHT-Protein im Blutserum bei Vorliegen einer Lungenentzündung, einer entzündlichen Erkrankung, um das 16-fache anstieg.

Typ-2-Diabetes mellitus ist durch eine Fehlregulation des Kohlenhydrat-, Lipid- und Proteinstoffwechsels gekennzeichnet und wird durch eine gestörte Insulinsekretion aus den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, eine Insulinresistenz oder eine Kombination aus beidem verursacht. Studien haben gezeigt, dass Parodontitis die sechste Komplikation von Diabetes mellitus ist und es wurde ein positiver Zwei-Wege-Zusammenhang nachgewiesen. In einer an Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus durchgeführten Studie wurde gezeigt, dass das LIGHT-Protein eine Funktionsstörung in den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, eine erhöhte Sekretion von entzündlichen Zytokinen und eine verstärkte Entzündungsreaktion in Endothelzellen zeigt.

Ausgangspunkt unserer Studie war eine im Jahr 2024 veröffentlichte Studie, die proinflammatorische Zytokine in der Zahnfleischfurchenflüssigkeit nach parodontalen Operationen untersuchte und darauf abzielte, einen potenziellen neuen Biomarker zu finden. Laut dieser Studie stimulierte LIGHT nachweislich die Bildung der proinflammatorischen Zytokine IL-6 und IL-8 sowie MMP-9 in menschlichen Zahnfleischfibroblasten und ging 12 Monate nach der Operation mit einer erhöhten Sondierungstiefenbildung parodontaler Taschen einher. Es wurde vermutet, dass das LIGHT-Protein eine Gewebezerstörung in menschlichen Zahnfleischfibroblastenzellen verursacht, Gewebeverlust in Weichgewebe und Knochen verursacht und zur Entwicklung von Parodontitis beiträgt. In dieser Studie wurde betont, dass weitere Studien erforderlich sind, um den Zusammenhang zwischen LIGHT und Parodontitis zu bewerten.

Interleukin-6 ist ein multifunktionales Zytokin, definiert als B-Zell-Differenzierungsfaktor, der an der Reifung von Antikörper-produzierenden Zellen beteiligt ist. IL-6 ist ein einkettiges Protein, das von T-Zellen, B-Zellen, Monozyten, Fibroblasten und einigen anderen Zelltypen produziert wird. IL-6 kann Signale auf zwei Arten an Zellen übertragen: herkömmliche rezeptorabhängige Signale und trans-Signale, die mit dem löslichen IL-6-Rezeptor verbunden sind. Eine der wichtigsten systemischen Wirkungen von IL-6 ist die Induktion einer Akute-Phase-Reaktion. Bei dieser Akute-Phase-Reaktion handelt es sich um die Induktion der proinflammatorischen Zytokinproduktion und die Stimulierung der Neutrophilen-Chemotaxis. Es erhöht auch den C-reaktiven Proteinspiegel (CRP), das häufigste Akute-Phase-Protein beim Menschen. Es hat auch Eigenschaften wie eine erhöhte T-Zell-Aktivierung und -Differenzierung sowie eine erhöhte Makrophagen-Differenzierung.

IL-6 erhöht auch die Proliferation von Endothelzellen, was zur Sekretion von IL-8 und Monozyten-Chemoattraktivprotein führt. Durch diese Prozesse gelangen Leukozyten an die Entzündungsstelle. Außerdem erhöht es zusammen mit Interleukin-1 die Sekretion proinflammatorischer MMP-Enzyme.

In einer Studie wurde die Wirkung einer nicht-chirurgischen Erstbehandlung auf den IL-6-Spiegel bei gesunden und Parodontitis-Patienten untersucht. Den Ergebnissen dieser Studie zufolge war der IL-6-Ausgangswert der Zahnfleischfurchenflüssigkeit bei Parodontitispatienten signifikant höher als bei gesunden Patienten. Nach einer nicht-chirurgischen parodontalen Behandlung wurde ein statistisch signifikanter Rückgang der IL-6-Spiegel beobachtet. Diese Studie legt nahe, dass IL-6 ein Biomarker sein könnte, der bei der Diagnose von Parodontitis verwendet werden kann.

In einer an Ratten durchgeführten Studie wurde gezeigt, dass die Hemmung der IL-6-Sekretion bei experimenteller Parodontitis die durch IL-6 induzierte proinflammatorische Aktivität stoppte, die Alveolarknochenresorption verringerte und die RANKL-Produktion verringerte.

In einer Querschnittsstudie wurden die IL-6- und IL-8-Spiegel im Speichel und in der Zahnfleischfurchenflüssigkeit von gesunden Personen und Personen mit Parodontitis analysiert. In den Ergebnissen wurde festgestellt, dass die IL-6- und IL-8-Spiegel sowohl im Speichel als auch in der Zahnfleischfurchenflüssigkeit bei Patienten mit Parodontitis höher waren als bei gesunden Patienten.

IL-8 ist ein proinflammatorisches Chemokin und seine Expression wird hauptsächlich durch das Aktivatorprotein und die durch den Kernfaktor Kappa β vermittelte Transkriptionsaktivität reguliert. Es wurde gezeigt, dass die IL-8-Expression durch Reize wie TNF-α, IL-1β und Steroidhormone, einschließlich Entzündungssignalen, reguliert wird. IL-8 wurde aufgrund seiner chemotaktischen Aktivität und seiner Fähigkeit, eine Degranulation menschlicher Neutrophilen zu verursachen, charakterisiert. In vitro hat es zwei Hauptwirkungen: Chemotaxis und Freisetzung von Granulatenzymen. Es wirkt als Chemoattraktor und Neutrophilenaktivator für Zytokine an entzündlichen Stellen und kann von Endothelzellen, gingivalen Fibroblasten, Monozyten, Neutrophilen und Phagozyten abgesondert werden. Die Sekretion von IL-8 erleichtert die Migration von Neutrophilen aus stark vaskularisiertem Zahnfleischgewebe in die Zahnfleischfurche. IL-8 ist das früheste sezernierte proinflammatorische Zytokin aus Zahnfleischepithelzellen, das durch pathogene Bakterien wie P. Gingivalis und T. Forsythia stimuliert wird, und kann bis zu einer Woche nach der Sekretion bestehen bleiben.

In einer Literaturrecherchestudie wurde betont, dass die Anzahl der IL-8-Spiegel bei Vorliegen einer Parodontitis deutlich ansteigt, aufgrund unterschiedlicher Ergebnisse in verschiedenen Studien jedoch weitere Studien erforderlich sind. In einer anderen Literaturrecherchestudie wurde betont, dass der IL-8-Serumspiegel ein potenzieller Biomarker bei der Beurteilung von Parodontitis sein könnte, es seien jedoch weitere Studien erforderlich.

Den oben genannten Informationen zufolge gibt es in der Literatur keine Studie, die die IL-6-, IL-8- und LIGHT-Spiegel in Speichelproben im Hinblick auf Parodontitis bewertet. Ziel unserer Studie war es, die Veränderungen dieser Zytokine bei Vorliegen einer Parodontitis zu untersuchen, indem wir die IL-6-, IL-8- und LIGHT-Spiegel in Speichelproben von gesunden Personen mit Gingivitis und Parodontitis vergleichend untersuchten, um ihr Potenzial für den Einsatz bei Parodontitis zu zeigen Diagnose einer Krankheit oder um vorläufige Informationen für zukünftige Behandlungen bereitzustellen, die über diese Zytokinwege durchgeführt werden können.