Odkrycie i walidacja biomarkerów periodontitis

Zapalenie przyzębia jest poważnym problemem zdrowia publicznego w Chinach: odpowiada za utratę funkcji żucia u 60 milionów starszych dorosłych, a 400-500 milionów dorosłych znajduje się na tej samej trajektorii chorobowej. Ponadto, zapalenie dziąseł i wczesne stadium zapalenia przyzębia są bardzo rozpowszechnione we wszystkich grupach wiekowych. Badanie obciążenia chorobami The Lancet z 2021 roku przedstawia niepokojące prognozy dla zdrowia jamy ustnej w Chinach, z 47,8% wzrostem zaawansowanego zapalenia przyzębia i 217% wzrostem bezzębia do roku 2050. Liczby te nie są możliwe do opanowania przez chiński system opieki zdrowotnej, chyba że zostanie wdrożony szereg skoordynowanych działań: i) edukacja zdrowotna promująca higienę jamy ustnej w szkole i miejscu pracy; ii) skuteczne strategie samowykrywania oparte na sztucznej inteligencji i dokładna identyfikacja osób wysokiego ryzyka; iii) skuteczne metody leczenia; oraz iv) reorganizacja systemu opieki zdrowotnej.

Opracowaliśmy, opatentowaliśmy i zwalidowaliśmy oparty na sztucznej inteligencji test przesiewowy do samowykrywania dla ogólnej populacji poprzez aplikację. Opiera się on na kilku zwalidowanych pytaniach i wykonaniu testu immunologicznego przepływu bocznego do wykrywania aktywowanej metaloproteinazy macierzy 8 (aMMP8). Algorytm umożliwia dokładne samowykrycie ciężkiego zapalenia przyzębia. System ten nie jest jednak w stanie zidentyfikować osób bez klinicznie ewidentnego zapalenia przyzębia (osób z powierzchownym stanem zapalnym odpowiadającym zapaleniu dziąseł i początkowemu zapaleniu przyzębia), u których rozwinie się choroba, które zatem powinny być celem wczesnych interwencji. To ograniczenie wynika z niewystarczającej wiedzy na temat procesu, który przekształca powierzchowny stan zapalny (zapalenie dziąseł) w zapalenie przyzębia. To ograniczenie jest widoczne w niedawno opublikowanych wynikach amerykańskiego badania diagnostycznego sponsorowanego przez NIH, mających na celu wykrycie biomarkerów początku zapalenia przyzębia (i progresji). W swoim badaniu Teles i in. (2024) pokazują, że prawie 24% osób z zapaleniem dziąseł rozwija zapalenie przyzębia w ciągu 12-miesięcznego okresu, ale nie udało się zidentyfikować biomarkerów w ślinie lub surowicy. Podobnie, nasze niedawno ukończone badanie (Li i in. w przygotowaniu) nie zidentyfikowało wysoce dokładnych biomarkerów dla początku i progresji choroby. Co ważne, zarówno amerykańskie, jak i nasze badanie testowały domniemane biomarkery zidentyfikowane na podstawie obecnej, ograniczonej wiedzy o procesie chorobowym. Luki w podstawowej wiedzy są teraz oczywiste i ograniczają naszą zdolność do wczesnego wykrywania zapalenia przyzębia. Ponadto, obecna, niedoskonała diagnostyka różnicowa oparta na badaniu klinicznym z użyciem sondy periodontologicznej z podziałką milimetrową nie może dokładnie odróżnić zapalenia dziąseł od wczesnego stadium zapalenia przyzębia, co komplikuje definicję prawdy podstawowej (złoty standard).

W obecnym badaniu proponujemy wdrożenie podejścia multi-omikowego, aby przetestować zdolność do rozróżnienia mieszanej populacji klinicznie nierozróżnialnego zapalenia dziąseł i zapalenia przyzębia I stadium na dwie lub więcej grup. W tej fazie odkrywania biomarkerów planujemy użycie wielu nowoczesnych metod: i) proteomiki z użyciem mikroskopowej laserowej mikrodysekcji biopsji tkanek, ii) konwencjonalnej proteomiki śliny, iii) transkryptomiki biopsji tkanek oraz iv) analizy mikrobiomu metodą "shotgun". Metody zostaną zastosowane w podejściu agnostycznym, aby przetestować następujące hipotezy:

1. Możliwe jest zidentyfikowanie dwóch lub więcej grup osób z mieszanej populacji osób z zapaleniem dziąseł i zapaleniem przyzębia I stadium.
2. Grupy różnią się na podstawie biomarkerów pochodzących od gospodarza i/lub czynników mikrobiomu oraz ryzyka progresji do zapalenia przyzębia.
3. Szlak biomarkerów i czynniki wirulencji mikrobiów wśród osób zidentyfikowanych zgodnie z różnymi podejściami użytymi do zbadania biologii choroby są generalnie spójne.
4. Możliwe jest zidentyfikowanie ograniczonego zestawu biomarkerów, które można wykorzystać do przewidzenia początku zapalenia przyzębia, a tym samym ukierunkowania wczesnych interwencji na tę populację wysokiego ryzyka.