Bacteremie van parodontale behandeling om de onderbouwing van sepsis op te helderen

Bacteriëmie door parodontale behandeling om de onderbouwing van sepsis op te helderen Hypothese In de context van cardiovasculaire aandoeningen (CVD) en sepsis veronderstelt dit onderzoek dat (1) parodontitis een specifiek CVD-fenotype veroorzaakt dat tot op zekere hoogte kan worden teruggedraaid door parodontitis te behandelen; (2) dat niet-chirurgische parodontale behandeling kan worden gebruikt als een humaan bacteriëmiemodel voor het evalueren van biomarkers die kunnen worden gebruikt in de sepsiskliniek; (3) dat endogene antimicrobiële peptideprofiel de ernst van een bacteriëmie dicteert; (4) dat proteïnasen uit de orale biofilm de ernst van een bacteriëmie veroorzaakt door orale bacteriën en hun producten kunnen beïnvloeden.

Doelstellingen A. Wat zijn de klinische en omics-gerelateerde fenotypische effecten van hart- en vaatziekten op de lange termijn van de behandeling van parodontitis in vergelijking met een onbehandelde groep? B. Kunnen biomarkers worden gebruikt voor het opsporen van een bacteriëmie of eerdere bacteriëmie? C. Zijn de effecten van bacteriëmie op cardiovasculaire biomarkers gerelateerd aan het antimicrobiële peptideprofiel van het individu? D. Heeft de aanwezigheid van bacteriële proteasen, zoals gingipaïne, betrekking op het hebben van een bacteriëmie door parodontale behandeling en de systemische respons van een bacteriëmie? Projectbeschrijving Om de klinische problemen van de tandartsstoel en de sepsisintensiteitszorgafdeling te beantwoorden, hebben de onderzoekers de Bacteremia Study ontworpen. Aim 1 is een interventiestudie, terwijl Aim 2 en 3 de pathofysiologische onderbouwing van de associatie onderzoeken. Bij het bestuderen van de langetermijneffecten van parodontale behandeling op CVD-fenotype Malmö Offspring Dental Study (MODS) zullen deelnemers die geen tandheelkundige zorg hebben gezocht ondanks dat ze te horen hebben gekregen dat ze parodontitis hebben, worden uitgenodigd als niet-behandelde controles. De primaire uitkomstvariabele is veranderingen in het totale carotisplaquegebied (TPA) per jaar.

In doel 2 en 3 de parameters die worden gebruikt om de verschillende aspecten van de bacteriëmie te ontleden. Het AMP-profiel kan verschillen bij proefpersonen met ernstigere bacteriëmie (gemeten door bloedkweek) versus geen bacteriëmie. Het primaire resultaat is de concentratie van CVD-biomarkers tijdens en na bacteriëmie (positieve bloedkweek) in vergelijking met degenen met een negatieve bloedkweek.

Werving De deelnemers worden geworven bij de Zweedse tandheelkundige dienst van Skåne in Lund, op de afdeling Parodontologie. Het inclusiecriterium is parodontitis - één kwadrant met ≥2 tanden met > 5 mm pocketdiepte (PD) en dit kwadrant wordt behandeld wanneer de bloedmonsters worden genomen. De behandeling is een mechanische niet-chirurgische parodontale behandeling. Uitsluitingscriterium is het hebben van een aandoening die profylactische antibiotica vereist bij parodontale behandeling.

Aantal geworven deelnemers De studie zal 100 deelnemers rekruteren plus heronderzoek van MODS-deelnemers die geen parodontale behandeling hebben gezocht. Helaas is de beschikbare literatuur over bacteriëmie bij parodontale behandeling zeer heterogeen (13-75%), waardoor het moeilijk is om een ​​zinvolle powerberekening uit te voeren. De onderzoekers hebben besloten tot 100 deelnemers en dit is goedgekeurd door de Ethical Review Authority.

Cardiovasculaire fenotypering Bij baseline en na 1 jaar en 2 jaar ondergaan de deelnemers cardiovasculaire fenotypering bij de Clinical Research Unit van het Skåne University Hospital (Kliniska Forskningsenheten, KFE). De cardiovasculaire fenotypering in dit project is gebaseerd op verschillende subklinische parameters die hieronder worden genoemd, maar de belangrijkste is echografie van de halsslagader voor beoordeling van het plaquegebied en de stabiliteit van de halsslagader. Universitair hoofddocent Jönsson is de eerste auteur en Olle Melander co-auteur van een publicatie waarin het verband tussen parodontitis en het totale plaquegebied van de halsslagader wordt onderzocht. De beeldvorming van de halsslagader in dit project wordt uitgevoerd door hetzelfde personeel met dezelfde apparatuur als in Jönsson et al..

• Halsslagader echografie (GE logiq E9) van beide halsslagaders.

• Aanwezigheid van plaque in de halsslagader.
• Aantal halsslagaderplaques.
• Gebied van halsslagaderplaque(s).
• Visuele dop.
• Mate van stenose.
• Grijsschaalmedium (GSM) van halsslagaderplaque.
• Statistisch geometrisch kenmerk (SGF) - vlekkerigheid van de plaque. De GSM en SGF (eigenlijk SGF/plaque-gebied of SGF/graad van stenose) is een uitdrukking van heterogeniteit van de plaque op echografie en is gecorreleerd met plaque-gebied gekleurd voor lipiden, macrofagen en bloeding evenals cytokine-expressie. Terwijl GSM de algehele echogeniciteit in de plaque geeft, is SGF een meting die de verdeling van grijsschaalniveaus binnen de plaque beschrijft.

Andere parameters in cardiovasculaire fenotypering opgenomen in het project:

• Bloeddruk - zittende bloeddruk.
• BMI en heup/taille meting.
• Totaal cholesterol (TC), LDL-C en HDL-C.
• Nuchtere bloedglucose (FBG) en HbA1c.
• GWAS voor genen geassocieerd met HVZ. Bloedkweek en bloed 16S-sequencing Op alle tijdstippen wordt bloed afgenomen voor kweek en bloed 16S-sequencing-analyse. Voor het kweken zijn de flebotomisten in het onderzoek door de verpleegsters van de infectiekliniek getraind in het afnemen van bloed voor het kweken - 4 bloedkweekkolven per tijdstip - een anaerobe en een aerobe op elke arm.

Er zal bloed worden afgenomen en DNA zal worden geëxtraheerd uit PBMC's. Voor daaropvolgende sequencing zal 16S amplicon-sequencing worden gebruikt met op amplicon sequencing-varianten (ASV) gebaseerde bioinformatica-pijplijn, waardoor de resolutie wordt verhoogd en een groter deel van de bacteriën kan worden geïdentificeerd met soortresolutie. De resultaten van de 16S-sequencing in het bloed zullen vervolgens worden vergeleken met de inhoud van de orale biofilm.

Biomarkers De biomarkers spelen twee belangrijke rollen in dit project: ten eerste zijn het biomarkers van bacteriëmie die de onderzoekers evalueren, en de sequentiebepaling van bloedbacteriën wordt ook beschouwd als een biomarker van eerdere bacteriëmie, zoals hierboven beschreven. Ten tweede, en misschien nog wel belangrijker, weerspiegelen ze gezamenlijk de systemische respons. Bacteriëmie kan sepsis veroorzaken, maar de reactie van de gastheer is de oorzaak van de aandoening.

Voor de analyse worden de biomarkers verdeeld in biomarkers die onmiddellijk naar het ziekenhuislaboratorium worden gestuurd, en biomarkers die de onderzoekers analyseren wanneer alle monsters zijn verzameld. De onmiddellijk geanalyseerde biomarkers zijn dat wel

• Procalcitonine (PCT)
• Troponine T met hoge gevoeligheid (hsTNT)
• Hooggevoelig C-reactief proteïne (hs-CRP)
• N-terminaal prohormoon van hersennatriuretisch peptide (NT-proBNP)

In een latere fase analyseren de onderzoekers ook:

• Middenregionaal pro-adrenomedullin (MR-pro-ADM)
• C-terminale pro-endotheline-1 (CT-pro-ET-1)

Wanneer de onderzoekers alle monsters hebben verzameld, zullen de onderzoekers een multiplexbenadering gebruiken voor nieuwe biomarkerdetectie, zoals OLINK-proteomics.

Antimicrobiële peptiden Antimicrobiële peptiden zullen worden geanalyseerd door middel van kwantitatieve Selected Reaction Monitoring Mass Spectrometry (SRM-MS), in overeenstemming met eerder gepubliceerd werk van de groep.

Proteasen Proteasen, en vooral gingipaïne uit Porphyromonas gingivalis, hebben aandacht gekregen door een recente publicatie waarin verslag wordt gedaan van de effecten van gingipaïne op het ziekteverloop van de ziekte van Alzheimer. Proteïnasen en specifiek gingipaïne zullen geanalyseerd worden in GCF, en ook in plasma. Dankzij eerdere financiering hebben de onderzoekers, in samenwerking met Innovagen, anti-gingipain-antilichamen gemaakt die zullen worden geëvalueerd in samenwerking met universitair hoofddocenten Bertil Kinnby en Claes Wickström aan de Universiteit van Malmö.

Statistieken Doel 1 statistieken - Het aspect van de interventieproef zal voornamelijk gebaseerd zijn op veranderingen in het totale plaquegebied van de halsslagader (TPA). De jaarlijkse verandering in TPA zal eerst worden beoordeeld bij de niet-behandelde proefpersonen van MODS. Veranderingen in TPA worden behandeld als een afhankelijke variabele in een lineaire regressie. Parodontale behandeling versus onbehandelde controle wordt gebruikt als onafhankelijke variabele. Andere onafhankelijke variabelen zijn verstorende factoren, zoals leeftijd, rookstatus, opleiding, medicatie, bloeddruk enz. De onderzoekers gaan dan verder met het gebruik van 'omics-gerelateerde biomarkers, zoals OLINK-eiwitten, als onafhankelijke variabelen.

Doel 2 statistieken - Om de associatie tussen cardiovasculaire biomarkers en bacteriëmie te onderzoeken, zullen de onderzoekers elk tijdstip (Figuur 1) afzonderlijk onderzoeken. Om de associatie tussen bacteriëmie en CVD-biomarkers te onderzoeken, zullen positieve bloedkweek / eerdere bloedkweek / kolonievormende eenheden (CFU) worden gebruikt als afhankelijke variabelen en de biomarkers als onafhankelijke variabelen in logistische/lineaire regressies, gecorrigeerd voor confounders. ROC-curves zullen worden geconstrueerd om biomarkers van bacteriëmie te testen op de respectieve tijdstippen, om positieve bloedkweek / eerdere bloedkweek te voorspellen.

Doel 3 statistieken - Om de impact van het AMP-profiel te beoordelen, zullen individuele peptiden worden opgenomen in een principale componentenanalyse (PCA). Een lineair regressiemodel met biomarkers als afhankelijke variabelen en bloedkweek- en PCA-factoren als onafhankelijke variabelen zal worden geconstrueerd.

Doel 4 statistieken - Proteasen zullen worden opgenomen als onafhankelijke variabelen in logistische en lineaire regressiemodellen met respectievelijk bloedkweek en biomarkers als afhankelijke variabelen.

De resultaten van het sequentiëren van bloed voor microbioom zullen worden geanalyseerd in relatie tot de effecten op respectievelijk biomarkers en bloedkweek, in de doelstellingen van 3 en 4.

Belang Een grondig onderzoek naar de onderbouwing van het verband tussen HVZ en parodontitis en hoe parodontitis het beloop van HVZ kan beïnvloeden, zal belangrijk zijn om het verband te begrijpen. Decennia van frequente laaggradige bacteriëmie kunnen ernstigere schade aan het cardiovasculaire systeem hebben veroorzaakt die meer persoonlijke aandacht van cardiologen nodig had. Dit onderzoek maakt duidelijk waar die cardioloog op moet letten.

In de context van sepsis heeft het huidige project het potentieel om ertoe bij te dragen dat meer sepsispatiënten de ziekte overleven door een preciezere en snellere aanpak van de bacteriën die de aandoening initiëren. Een biomarker die gevoeliger is voor bacteriëmie dan bloedkweek en snelle analyse mogelijk maakt, zou bijdragen aan een kortere tijd om antibiotica te corrigeren, wat de belangrijkste factor is voor een korter ziekenhuisverblijf en minder sterfgevallen als gevolg van sepsis.