Periodontiitin biomarkkerien löytäminen ja validoiminen

Periodontiti on merkittävä kansanterveydellinen ongelma Kiinassa: se aiheuttaa purentatoiminnan menetyksen 60 miljoonalle iäkkäälle aikuiselle, ja 400–500 miljoonaa aikuista on samalla tautipoluilla. Lisäksi gingiviitti ja varhaisvaiheen periodontiti ovat erittäin yleisiä kaikissa ikäryhmissä. The Lancet 2021 -taakkatutkimus tarjoaa huolestuttavia ennusteita Kiinan suunterveydelle, jossa edistynyttä periodontitia ennustetaan kasvavan 47,8 % ja hampaattomuutta 217 % vuoteen 2050 mennessä. Numerot eivät ole Kiinan terveysjärjestelmän hallittavissa, ellei toteuteta sarjaa koordinoituja toimia: i) terveyskasvatus suuhygienian edistämiseksi koulussa ja työpaikoilla; ii) tehokkaat tekoälyyn perustuvat itsehavaintostrategiat ja tarkka tunnistaminen korkean riskin yksilöille; iii) tehokkaat hoitomenetelmät; ja iv) terveysjärjestelmän uudelleenorganisointi.

Olemme kehittäneet, patentoineet ja validoineet tekoälyyn perustuvan itsehavaintoseulontatestin yleisväestölle sovelluksen kautta. Se perustuu muutamiin validoituihin kysymyksiin ja lateraalivirtaus-immunoanalyysiin, joka havaitsee aktivoituneen matriksimetalloproteinaasi 8 (aMMP8). Algoritmi mahdollistaa tarkan itsehavainnon vakavasta periodontitista. Järjestelmä ei kuitenkaan pysty tunnistamaan yksilöitä ilman kliinisesti ilmeistä periodontitia (yksilöitä, joilla on pinnallista tulehdusta, joka vastaa gingiviittiä ja alkavaa periodontitia), jotka sairastuvat tautiin, ja jotka siksi tulisi olla varhaisten interventioiden kohteina. Tämä rajoitus johtuu riittämättömästä tiedosta prosessista, joka muuttaa pinnallisen tulehduksen (gingiviitti) periodontiiksi. Tämä rajoitus on ilmeinen äskettäin julkaistussa NIH:n rahoittaman amerikkalaisen diagnostisen kokeen tuloksissa periodontitin alkamisen biomarkkereiden (ja etenemisen) havaitsemiseksi. Teles ym. (2024) osoittavat tutkimuksessaan, että lähes 24 % gingiviittipotilaista etenee periodontiittiin 12 kuukauden aikana, mutta he eivät onnistuneet tunnistamaan sylki- tai seerumibiomarkkereita. Samoin äskettäin valmistunut tutkimuksemme (Li ym. valmistelussa) ei tunnistanut erittäin tarkkoja biomarkkereita taudin alkamiselle ja etenemiselle. Tärkeää on, että amerikkalainen ja meidän tutkimuksemme ovat testanneet oletettuja biomarkkereita, jotka on tunnistettu nykyisten karkeiden tietojen perusteella tautiprosessista. Perustietojen puutteet ovat nyt ilmeisiä ja rajoittavat kykyämme havaita periodontiti varhain. Lisäksi nykyinen karkea erotusdiagnoosi, joka perustuu kliiniseen tutkimukseen periodonttikojeella millimetrimerkinnöillä, ei voi tarkasti erottaa gingiviittiä varhaisvaiheen periodontitista, mikä vaikeuttaa perustotuuden määritelmää (kultainen standardi).

Nykyisessä tutkimuksessa ehdotamme moniomiikkaisen lähestymistavan käyttöönottoa testataksemme kykyä erottaa kliinisesti erottamattomien gingiviitti- ja I-vaiheen periodontittipotilaiden sekoitettu populaatio kahteen tai useampaan klusteriin. Tässä biomarkkerien löytämisvaiheessa suunnittelemme käyttävämme useita huippuluokan menetelmiä: i) laserkeilausmikrodissection-proteomiikkaa kudosbiopsioista, ii) perinteistä sylkiproteomiikkaa, iii) kudosbiopsioiden transkriptomiikkaa ja iv) shotgun-mikrobiomianalyysiä. Menetelmiä sovelletaan agnostisella lähestymistavalla testataksemme seuraavia hypoteeseja:

1. On mahdollista tunnistaa kaksi tai useampi klusteria potilaista gingiviitti- ja I-vaiheen periodontittipotilaiden sekoitetusta populaatiosta.
2. Klusterit eroavat isäntäperäisten biomarkkerien ja/tai mikrobiomitekijöiden ja periodontitiin etenemisriskin perusteella.
3. Biomarkkerireitit ja mikrobiiviltaisuustekijät potilaiden keskuudessa, jotka on tunnistettu eri lähestymistapojen mukaan tautibiologian tutkimiseksi, ovat yleisesti ottaen johdonmukaisia.
4. On mahdollista tunnistaa rajallinen joukko biomarkkereita, joita voidaan käyttää periodontitin alkamisen ennustamiseen ja siten kohdentaa varhaisia interventioita tälle korkean riskin väestölle.