Μελέτη της σχέσης των πολυμορφισμών των γονιδίων της ιντερλευκίνης-6 (IL-6 ⁻¹⁷⁴) και του υποδοχέα τύπου Toll-4 (TLR4 Asp299Gly και TLR4 Thr399Ile) με την περιοδοντική νόσο

Abstract

Background: Chronic periodontitis is a bacterially induced inflammatory disease and a major cause of tooth loss among adults. The stimulation of certain receptors induces a cascade of inflammatory mediators such as cytokines, which result in the initiation and progress of periodontal disease. Interleukin-6 (IL-6) is a multifunctional cytokine that mediates inflammatory tissue destruction. A G to C substitution at position -174 in the promoter of IL-6 gene reduces in vitro transcription of IL-6. This polymorphism has been associated with inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, inflammatory bowel diseases and periodontal disease in other populations. Toll-like receptors (TLRs) are signal molecules essential for the cellular response to bacterial cell wall components. Since TLR4 have been shown to play an important role in the recognition of periodontal pathogens (Actinobacillus actinomycetemcomitans (Aα), Fusobacterium nucleatum) or their products (LPS), TLR4 gene polymorphisms could affect the host’s ability to respond to microbial pathogens and thus result in increased susceptibility to periodontitis. Purpose: The purpose of this study was to investigate the association between the IL-6⁻¹⁷⁴ and TLR4 Asp299Gly and Thr399Ile gene polymorphisms and the susceptibility to chronic periodontitis in the Greek population. Materials and Methods: Genomic DNA was obtained from the gingival crevicular fluid (GCF) of 45 patients with chronic periodontitis (mean age 51.7 ± 7.68 years) and 30 periodontally healthy subjects (mean age 49.7 ± 11.85 years). The IL-6⁻¹⁷⁴, TLR4 Asp299Gly and Thr399Ile gene polymorphisms were genotyped using the polymerase chain reaction method (PCR). The following clinical parameters were measured: Probing Depth (PD), Attachment loss (AL), Gingival Bleeding Index (GBI), Plaque Index (PI). The data were analysed by chi-square test, Fisher exact test, t-test, Analysis of variance (ANOVA), logistic regression analysis, and Wilcoxon sum test. Results: there was a significant association between IL-6 genotype and phenotype (periodontal situation). Individuals with a GG genotype have 6,19 times higher risk to develop periodontitis than individuals with the CC/GC genotypes (Fisher's exact test, p=0.01 odds ratio=6.19). Furthermore, there is a statistically important difference in the observed attachment loss (AL) in the GG gonotype (p=0.003) and GC genotype (p=0.008) compared with that observed in the CC genotype. It was found that the GG and GC genotypes had on average 1.00 ± 0.33 mm and 0.82 ± 0.30 mm more AL respectively than the CC genotype. Moreover there is a statistically significant difference between the probing depth (PD) observed in the GG genotype (p=0.007) and GC genotype (p=0.012) compared with that observed in the CC genotype. It was found that the GG and GC genotypes had on average 0.4261 ± 0.1551mm and 0.3434 ± 0.1342 mm more PD respectively than the CC genotype. Practically that is to say that the carriage of the G allele results in increased susceptibility to periodontal disease, which is expressed by the increased AL and PD. Furthermore there is statistically significant difference between the GBI and PI observed in the GG (GBI: 54.8%, p=0.0007 και PI: 56.4%, p=0.0015) and GC (GBI: 45.7%, p=0.003 και PI: 49.2%, p=0.0047) genotypes compared to those observed in the CC genotype (GBI: 24.5% καν PI: 29.7%). In the present sample, initially it was not found that smoking influences periodontal situation (p=0.1554). Further investigation using Logistic regression, and adjusting for the IL-6 genotype, revealed that smoking is associated with increased risk of severe disease (p=0,043). TLR4 gene polymorphisms showed that there was no association of chronic periodontitis with either polymorphism (TLR4 Asp299Gly: chi-square=3.24, p=0.107 and TLR4 Thr399Ile: chi-square=2.47, p=0.140). On the contrary the role of IL-6⁻¹⁷⁴ polymorphism remains important and consistent even when TLR4 Asp299Gly and Thr399Ile polymorphisms are included in the model. Furthermore, there was no statistically significant association between these polymorphisms with any of the clinical parameters examined (p>0.05 for all the comparisons).

Η χρόνια περιοδοντίτιδα βραδείας εξέλιξης είναι μια φλεγμονώδης νόσος μικροβιακής αιτιολογίας, έχει ως συνέπεια την απώλεια των δοντιών και η εξέλιξη της αποτελεί διαδικασία που εξαρτάται από την αλληλεπίδραση διαφόρων μεσολαβητών, όπως οι προφλεγμονώδεις και αντιφλεγμονώδεις κυτοκίνες, με συνεργιστικές ή και ανταγωνιστικές δράσεις. Η ιντερλευκίνη-6 (IL-6) είναι μια πολυλειτουργική κυτοκίνη που εμπλέκεται στην φλεγμονώδη απάντηση του ξενιστή στην μικροβιακή εισβολή και τελικά στην καταστροφή των περιοδοντικών ιστών. Μια αντικατάσταση της G σε C στην θέση (-174) στον υποκινητή του γονιδίου της 1L-6 έχει αναφερθεί ότι in vitro μειώνει την μεταγραφή της IL-6. Ο πολυμορφισμός αυτός έχει συσχετισθεί με τη Ρευματοειδή Αρθρίτιδα, τα φλεγμονώδη νοσήματα του εντέρου, και αλλά φλεγμονώδη νοσήματα, αλλά και με την περιοδοντική νόσο σε άλλους πληθυσμούς. Οι υποδοχείς τύπου Toll (Toll-like receptors/TLRs) και συγκεκριμένα ο TLR4, αναγνωρίζει βακτηριακά προϊόντα που αποτελούν δεσμευτικά μόρια για αυτόν όπως ο λιποπολυσακχαρίτης (LPS) των αρνητικών κατά Gram μικροβίων και είναι σηματοδοτικά μόρια, απαραίτητα για την απάντηση του ξενιστή. Ο TLR4 έχει βρεθεί ότι δεσμεύει τον LPS περιοδοντοπαθογόνων μικροβίων όπως του A. actinomycetemcomitans και του Fusobacterium nucleatum. Με δεδομένο ότι ο TLR4 έχει βρεθεί να διαδραματίζει έναν σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση των περιοδοντοπαθογόνων μικροβίων, οι πολυμορφισμοί του γονιδίου του θα μπορούσαν να τροποποιήσουν την απάντηση του ξενιστή στα μικρόβια και επομένως να οδηγήσουν σε μια αυξημένη ευπάθεια στην περιοδοντίτιδα. Σκοπός αυτής της μελέτης ήταν η διερεύνηση της πιθανής συσχέτισης των πολυμορφισμών στα γονίδια της ιντερλευκίνης 6 στη θέση -174 (Interleukin-6 -174/IL-6⁻¹⁷⁴) και του υποδοχέα τύπου Toll 4 (TLR4 Asp299Gly και TLR4 Thr399Ile), και της ευπάθειας στην προχωρημένη χρόνια περιοδοντίτιδα στον ελληνικό πληθυσμό. Υλικό και Μέθοδοι: Το υλικό αυτής της εργασίας ήταν δείγματα ουλικού υγρού που προήλθε από 45 ασθενείς (μέσης ηλικίας 51.7 ± 7.68 έτη) με προχωρημένη χρόνια περιοδοντίτιδα βραδείας εξέλιξης (πειραματική ομάδα), και από 30 υγιή άτομα (ομάδα μαρτύρων) (μέσης ηλικίας 49.7 ± 11.85 έτη). Οι πολυμορφισμοί IL-6⁻¹⁷⁴ και TLR4 Asp299Gly και Thr399Ile μελετήθηκαν με την μέθοδο της αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης (Polymerase Chain Reaction-PCR). Η γονοτυπική συχνότητα των περιοδοντικών ασθενών συγκρίθηκε με αυτήν των υγιών μαρτύρων και οι κλινικές παράμετροι βάθος θυλάκου, απώλεια πρόσφυσης, δείκτης αιμορραγίας ούλων (GBI) και ο δείκτης πλάκας (ΡΙ) συσχετίσθηκαν με τους παραπάνω πολυμορφισμούς. Αποτελέσματα: Όσον αφορά τον πολυμορφισμό IL-6⁻¹⁷⁴ βρέθηκε ότι υπάρχει συσχέτιση του γονοτύπου με τον φαινότυπο (περιοδοντική κατάσταση). Τα άτομα με γονότυπο GG έχουν 6,19 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο να αναπτύξουν περιοδοντίτιδα σε σχέση με τα άτομα που φέρουν τους γονότυπους (CC/GC) (Fisher’s exact test, p=0.01 odds ratio=6.19). Επίσης υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ της απώλειας πρόσφυσης που παρατηρείται στους γονότυπους GG (p=0.003) και GC (p=0.008) σε σχέση με αυτήν που παρατηρείται στο γονότυπο CC. Μάλιστα βρέθηκε ότι ο GG γονότυπος είχε κατά μέσο όρο 1.00 ± 0.33 mm επιπρόσθετη απώλεια πρόσφυσης από τον CC γονότυπο, ενώ ο γονότυπος GC παρουσίαζε κατά μέσο όρο 0.82 ± 0.30 mm επιπρόσθετη απώλεια πρόσφυσης από τον CC γονότυπο. Επιπλέον βρέθηκε ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ του βάθους του θυλάκου που παρατηρείται στους γονότυπους GG (p=0.007) και GC (p=0.012) σε σχέση με αυτό που παρατηρείται στο γονότυπο CC. Μάλιστα βρέθηκε ότι ο GG γονότυπος είχε κατά μέσο όρο 0.4261 ± 0.1551 mm επιπρόσθετο βάθος θυλάκου από τον CC γονότυπο, ενώ ο γονότυπος GC παρουσίαζε ανάλογη κατά μέσο όρο διαφορά 0.3434 ± 0.1342 mm επιπρόσθετο βάθος θυλάκου από τον CC γονότυπο. Πρακτικά δηλαδή ο φορέας του G αλληλόμορφου γονιδίου είτε σε ετερόζυγη είτε σε ομόζυγη κατάσταση παρουσιάζει ευπάθεια στην νόσο που εκφράζεται με την αυξημένη απώλεια πρόσφυσης και αφετέρου με το αυξημένο βάθος θυλάκου. Επίσης διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στον GBI και ΡΙ στους γονότυπους GG (GBI: 54.8%, p=0.0007 και ΡΙ: 56.4%, p=0.0015) και GC (GBI: 45.7%, p=0.003 και ΡΙ: 49.2%, p=0.0047) έναντι (GBI: 24.5% και ΡΙ: 29.7%) για τον γονότυπο CC. Το κάπνισμα αρχικά δεν βρέθηκε ότι επηρεάζει την περιοδοντική κατάσταση (p=0.1554), μετά όμως από διόρθωση ως προς τον γονότυπο της IL-6 και τη χρήση της δοκιμασίας Logistic regression, διαπιστώθηκε ότι το κάπνισμα σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης προχωρημένης νόσου (p=0,043). Όσον αφορά τους πολυμορφισμούς Asp299Gly και Thr399Ile του γονιδίου του υποδοχέα του TLR4 δεν διαπιστώθηκε καμία συσχέτιση με τη χρόνια περιοδοντίτιδα με τους πολυμορφισμούς αυτούς (: χ²=2.47, p=0.140), αντίθετα ο ρόλος του πολυμορφισμού IL-6⁻¹⁷⁴ παραμένει σημαντικός και αμετάβλητος ακόμα και όταν οι πολυμορφισμοί TLR4 Asp299Gly και Thr399Ile περιληφθούν στο μοντέλο. Επίσης δεν διαπιστώθηκε καμία συσχέτιση των πολυμορφισμών αυτών με καμία από τις κλινικές παραμέτρους που εξετάσθηκαν (p>0.05 για όλες τις συγκρίσεις).