Porównanie poziomów neuropiliny-1 (NRP-1), kotyniny i białka C-reaktywnego (CRP) w ślinie z parametrami klinicznymi przyzębia u palaczy i osób niepalących z różnymi chorobami przyzębia

Celem tego badania klinicznego jest porównanie poziomów neuropiliny 1 (NRP-1), kotyniny i białka C-reaktywnego (CRP) wśród palaczy i niepalaków, którzy są ogólno i przyzębia, a także te z zapaleniem dziąseł i zapaleniem przyzębia, oraz korelacja tych biomarkerów z przyziemnych parametrów klinicznych. Ostatecznym celem jest określenie potencjalnego wpływu palenia na zdrowie przyzębia i choroby za pośrednictwem tych biomarkerów.

„Choroby przyzębia” obejmują szereg przewlekłych stanów zapalnych wpływających na dziąsło, kości pęcherzykowe i więzadła przyzębia. Proces rozpoczyna się od zapalenia dziąseł, charakteryzującego się sulkularną patogenną akumulacją bakteryjną w dziąsłach, i może przejść do zapalenia przyzębia, obejmującą zaburzoną odpowiedź immunologiczną gospodarza i zniszczenie przywiązania tkanki łącznej. Zapalenie dotkniętych tkanek, degradacja tkanki łącznej i sygnalizacja biochemiczna w przebudowie kości pęcherzykowej przyczyniają się do obserwowanej zachorowalności klinicznej.

Zapalenie dziąseł indukowane płytką jest odwracalnym stanem zapalnym wynikającym z akumulacji biofilmu drobnoustrojów na zębach i nieodpowiednie usunięcie. Charakteryzuje się zaczerwienieniem dziąseł, obrzękiem i tendencją do łatwego krwawienia. Przy odpowiednich pomiarach higieny jamy ustnej może spontanicznie rozwiązać się w ciągu około tygodnia. U podatnych osobników zapalenie dziąseł może przejść do zapalenia przyzębia. Zapalenie przyzębia charakteryzuje się utratą przyczepności tkanek łącznych i niszczeniem kości pęcherzykowej po zapalnej reakcji gospodarza na patogeny przyzębia. Zniszczenia te prowadzą do tworzenia patologicznych kieszeni, zwiększonej ruchliwości, dysfunkcji żucia, dyskomfortu pacjenta, a ostatecznie utraty zębów.

Rola specyficznych klastrów gatunków bakteryjnych w chorobie przyzębia badano przy użyciu różnych metod, od klasycznych technik kulturowych po podejścia molekularne, genomowe i proteomiczne. Niektóre gatunki bakteryjne, takie jak porfiromonas gingivalis, Tannerella forsythensis i Treponema denticola, są powszechnie związane z chorobą przyzębia. W miarę postępu choroby przyzębia wzrasta liczba bakterii Gram-ujemnych i beztlenowych w płytce zębowej. Jednak obecność samego biofilmu drobnoustrojów może nie być wystarczająca do rozwoju choroby. Choroba powstaje, gdy zaburza się równowaga między biofilmem drobnoustrojów a odpowiedzią gospodarza, co prowadzi do dysbiozy lub nadmiernej odpowiedzi immunologicznej na obecność drobnoustrojów.

Podczas zakażenia przyzębia uwalnianie leukotoksyn bakteryjnych, kolagenaz, fibrynolizyn i innych proteaz przyczynia się do zniszczenia tkanek. Komórki nabłonkowe służą jako fizyczna bariera przeciwko patogenom i inicjują wrodzone i adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne. Dendrytyczne komórki Langerhans w nabłonku wychwytują antygeny drobnoustrojowe i przenoszą je do tkanki limfoidalnej do prezentacji do limfocytów. Następnie następuje infiltracja neutrofili, granulocytów i limfocytów do zmiany przyzębia. Neutrofile próbują fagocytozę i wyeliminować bakterie, ale mogą być niewystarczające do wielkości i przewlekłej trwałości biofilmu drobnoustrojów. Ta intensywna przewlekła odpowiedź zapalna prowadzi do resorpcji kości pęcherzykowej przez osteoklasty i degradację włókien tkanek łącznych przez metaloproteinazy macierzy, co powoduje tworzenie tkanki granulacyjnej.

Neuropiliny są glikoproteinami transbłonowymi wyrażanymi na wszystkich kręgowcach, z NRP-1 i NRP-2 zidentyfikowanymi jako dwa odrębne geny. NRP-1 znajduje się na chromosomie 10p12, podczas gdy NRP-2 jest na chromosomie 2. Oba geny zawierają 17 eksonów. Neuropiliny nie mają wewnątrzkomórkowych domen kinazy tyrozynowej, ale mają duży region pozakomórkowy i krótki cytoplazmatyczny ogon około 40 aminokwasów. Neuropiliny regulują różne funkcje, w tym homeostazę, angiogenezę, arteriogenezę, regulację immunologiczną, zapalenie, migrację komórek podczas stanu zapalnego, komunikację z komórkami odpornościowymi, rakiem i chorobami autoimmunologicznymi. NRP-1 zwiększa prezentację antygenu poprzez ułatwienie interakcji między komórkami dendrytycznymi i komórkami T. Jest wyrażany w makrofagach, komórkach dendrytycznych, a zwłaszcza komórkach T. Wykazano, że NRP-1 odgrywa rolę w regulacji migracji komórek śródbłonka naczyniowego. Ponadto NRP-1 jest zaangażowany w homeostazę kości i jest wyrażany w osteoblastach i osteoklastach. NRP-1 służy jako receptor semaforyny-3a (SEMA3A), czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego-A (VEGF-A), VEGF-B, czynnik wzrostu łożyska (PIGF) i mikroRNA.

W zapaleniu przyzębia występuje odpowiedź immunologiczna wobec patogenów przyzębia obejmującej odporność wrodzoną i adaptacyjną, która może obejmować NRP-1 w interakcji między komórkami dendrytycznymi i komórkami T. Nierównowaga lub rozregulowanie tej odpowiedzi immunologicznej prowadzi do nadmiernego uszkodzenia tkanki i nieodwracalnego zniszczenia wsparcia dentystycznego.

Podczas ostrego stanu zapalnego różne komórki, w tym makrofagi, fibroblasty i komórki śródbłonka, uwalniają cytokiny prozapalne, takie jak IL-6, TNF-α, IL-1β i IL-22. Te cytokiny stymulują wątrobę do wytwarzania białek ostrej fazy (APP), w tym amyloidu A (SAA) i białka C-reaktywnego (CRP). Poziomy CRP gwałtownie rosną w ciągu 24 do 72 godzin w odpowiedzi na stan zapalny lub uszkodzenie tkanki i zmniejsza się po rozdzielczości stanu zapalnego lub infekcji. Podwyższone poziomy CRP zostały powiązane z różnymi stanami zapalnymi, w tym chorobami przyzębia.

Ślina zawiera różne składniki, w tym elektrolity, komórki nabłonkowe, peptydy przeciwdrobnoustrojowe i enzymy. Analiza śliny wykazała potencjalne właściwości diagnostyczne do identyfikacji biomarkerów chorób przyzębia. Ślina jest uważana za atrakcyjny płyn diagnostyczny dla chorób związanych z doustnym ze względu na jego nieinwazyjne zbieranie, łatwość uzyskania i obecność różnych biomarkerów.

Badanie obejmuje zdrowe systemowo 80 uczestników, w tym 20 osób niepalących ze zdrowym przyzębia; 20 osób z zapaleniem dziąseł; 20 osób z zapaleniem przyzębia; i 20 osób z paleniem z zapaleniem przyzębia. Próbki śliny zebrano od wszystkich uczestników w celu przeanalizowania poziomów NRP-1, kotyniny i CRP przy użyciu metod ELISA (metody testu immunosorbent wiązanego enzymatycznego). Zarejestrowano również kliniczne parametry przyzębia, takie jak sondowanie głębokości kieszeni (PPD), poziom przyczepności klinicznej (Cal), krwawienie z sondowania (BOP) i wskaźnik płytki (PI).

Kotynina, główny metabolit nikotyny, jest szeroko stosowany jako biomarker ekspozycji na tytoń ze względu na dłuższy okres półtrwania (około 17 godzin) w porównaniu z nikotyną. Poziomy kotyniny w ślinie, surowicy lub moczu mogą odzwierciedlać zarówno aktywną, jak i pasywną ekspozycję tytoniu, co czyni go niezawodnym wskaźnikiem ilościowym stanu i intensywności palenia.

Palenie jest ugruntowanym modyfikowalnym czynnikiem ryzyka choroby przyzębia. Wykazano, że zmieniają odpowiedzi immunologiczne gospodarza na wyzwania drobnoustrojowe w jamie jamy ustnej. Palenie wpływa na różne funkcje komórek odpornościowych, takie jak zmniejszenie aktywności neutrofili i fibroblastów, upośledzenie produkcji immunoglobuliny G (IgG) i zmniejszenie uwalniania czynników wzrostu. Z drugiej strony zwiększa ekspresję cytokin prozapalnych, takich jak PGE2, IL-1β, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10 i IL-15, a także rozpowszechnienie patogenów przyzębia.

Nikotyna i jej metabolity wpływają również na środowisko doustne poprzez zwiększenie kolonizacji bakteryjnej na komórkach nabłonkowych i zmniejszenie potencjału oksydacyjnego, promując warunki beztlenowe, które faworyzują bakterie patogenne. Zmiany te przyspieszają postęp choroby przyzębia i komplikują jej zarządzanie.

Co ciekawe, kliniczne objawy stanu zapalnego, takie jak krwawienie z sondowania, mogą wydawać się zmniejszone u palaczy z powodu zwężających naczyń krwionośnych nikotyny, która ogranicza przepływ krwi, obrzęk i wizualne objawy stanu zapalnego. Mimo to podstawowe zniszczenie przyzębia może być poważniejsze i postępować niezauważone.

Chociaż wcześniej badano związek między poziomem CRP w ślinie a chorobą przyzębia, brakuje danych w obecnej literaturze dotyczące poziomów NRP-1 w ślinie u osób z chorobą przyzębia. To badanie ma na celu wypełnienie tej luki poprzez badanie, w jaki sposób poziomy ślinki NRP-1, kotyniny i CRP różnią się u palaczy w porównaniu z niepalącymi w różnych stanach zdrowia przyzębia oraz określenie, czy NRP-1 może służyć jako potencjalny biomarker dla postępu choroby przyzębia, wpływając na palenie.

Podsumowując, badanie to ma na celu wyjaśnienie znaczenia diagnostycznego i prognostycznego poziomu NRP-1, kotyniny i CRP, szczególnie w kontekście palenia i jego wpływu na zdrowie przyzębia. Odkrycia te mogą przyczynić się do poprawy oceny ryzyka i spersonalizowanych podejść do diagnozy przyzębia i planowania leczenia.