Use of minimally invasive gingival biopsies in the study of inflammatory mediators expression and their correlation with gingival fluid in patients with chronic periodontitis.

Background: There are no studies comparing the gingival crevicular fluid (GCF) cytokines expression with its corresponding values from the same tissue’s sites. Such comparison might be of great value since most of the cytokine function is related to cell and/or tissue receptors. Aims: Our aim was to use minimally invasive biopsies to evaluate the expression of interferon‑gamma, interleukin 1 (IL‑1) β, IL‑6, IL‑17A, IL‑17F, and their correlation with the expression in gingival fluid in patients with chronic periodontitis. Materials and Methods: The collection of gingival fluid comprised 22 samples from 11 patients (mean age 46.73 ± 10.16 standard deviation years) with chronic periodontitis. The collection of biopsies comprised 22 samples from the same patients. Gingival fluid and biopsy were taken from the same site in one shallow and one deep site per patient. Gingival fluid samples were collected with periopaper® and analyzed using Luminex®. Biopsies were taken with a 2 mm diameter punch and analyzed for the same mediators using immunohistochemistry. Results: The gingival fluid showed higher amounts for IL‑1‑β in deep sites. Immunohistochemical markers were observed in the analyzed cells groups, both in deep and shallow sites, without significant differences between them. In the comparative analysis between immunohistochemical markers and GCF, IL‑1‑β showed high concordance in shallow and deep sites. Conclusions: The use of a standardized punch of 2 mm diameter for periodontal tissue biopsies seems to be suitable for immunohistochemistry analysis and showed that the GCF may not express all the markers in the same proportion at the corresponding tissue.

Expressão do interferon-γ em biópsias gengivais de pacientes com periodontite crônica severa / Expression of interferon-γ in gingival biopsies from patients with severe chronic periodontitis

O objetivo desse estudo foi analisar a expressão do interferon gama (INF-γ) em biópsias gengivais de sítios rasos e profundos de pacientes com periodontite crônica severa, e correlacionar a expressão do INF- γ no fluido gengival. Foram coletadas biópsias de 22 sítios profundos, 18 sítios rasos e 14 sítios controles. O fluido gengival foi coletado de 12 sítios profundos e 8 sítios rasos. Profundidade de bolsa à sondagem (PB); nível de inserção clínica (NIC); índice de placa visível (IPV) e índice de sangramento gengival (ISG) foram avaliados. As análises morfológica e imuno-histoquímica dos tecidos removidos foram realizadas. A intensidade da marcação do INF- γ nos tecidos foi avaliada semiquantitativamente. Houve uma tendência a um padrão de marcação similar nos sítios rasos e profundos, com predomínio de marcação fraca nos sítios profundos. Não houve diferenças estatisticamente significantes entre os três grupos. Não houve correlação significante (Spearman) com a expressão do INF- γ nos tecidos epiteliais e conjuntivos com os dados clínicos e o fluido gengival. Concluímos que não foi possível observar diferenças na expressão do INF- γ em biópsias gengivais nos sítios rasos e profundos de pacientes com periodontite quando comparados à indivíduos saudáveis, o que pode ser atribuído ao caráter bifásico do INF- γ.

The aim of this study was to analyze the expression of interferon-gamma (INF-γ) in gingival biopsies from shallow and deep sites in patients with severe chronic periodontitis and correlate the expression of INF-γ in the gingival crevicular fluid (GCF). Biopsies were collected from 22 deep sites, 18 shallow sites and 14 control sites. The GCF samples were collected from 12 deep and 8 shallow sites. Probing pocket in the epithelial and connective tissues with the clinical data and with the GCF. We conclude that there were no differences in the expression of INF-γ in gingival biopsies in shallow and deep sites of pacients with periodontitis compared to healthy subjects, which may be attributed to the biphasic character of INF-γ.

Utilização de biópsias gengivais minimamente invasivas para o estudo da expressão de mediadores inflamatórios e sua correlação com a expressão do fluido gengival em pacientes com periodontite severa / Use of minimally invasive gingival biopsies in the study of inflammatory mediators expression and their correlation with gingival fluid in patients with severe periodontitis

O objetivo deste estudo foi utilizar biópsias minimamente invasivas para avaliar a expressão de mediadores inflamatórios e sua correlação com o fluido gengival em pacientes com periodontite severa. O grupo teste compreendeu 22 pacientes com periodontite severa (idade média 45,5  DP 8,9 anos), analisados por sítios rasos e profundos, e o grupo controle por 14 pacientes periodontalmente saudáveis (idade média 39,35  DP 16,5 anos). As amostras do fluido gengival foram coletadas com papel absorvente, nos mesmos sítios de onde foram realizadas as biópsias, e quantificadas, por Luminex®, para IFN- γ, IL 1-β, IL-6, IL-21, IL-22, IL-23, IL-25, IL-31, IL-33, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, IL-17F, sCD40L e TNFα. Foram coletadas biópsias, com um punch de 2mm de diâmetro nos grupos teste e controle. A avaliação imuno-histoquímica foi semiquantitativa, nas células epiteliais, plasmócitos, macrófagos, fibroblastos e células endoteliais, para a IL1-β, IFN-γ, IL-6 e IL-17. Foram observadas marcações imuno-histoquímicas, em todos os grupos celulares analisados, tanto nos pacientes com periodontite como nos controles, sem diferenças significativas entre eles. O fluido gengival apresentou maiores quantidades para os marcadores IL-1β e IL-23 nos sítios profundos. Não foram encontradas correlações significativas entre as marcações imuno-histoquímicas e o fluido gengival para os subgrupos analisados. Na análise comparativa entre as biópsias e o fluido gengival, a IL1-β mostrou alta concordância nos sítios rasos e profundos. Concluindo, a utilização padronizada de um punch de 2mm de diâmetro para biópsias em tecido periodontal mostrou- se viável, para estudos com imuno-histoquímica. O fluido gengival pode não expressar todos os marcadores do tecido correspondente, com variações dependendo do marcador analisado e das condições inflamatórias locais.

The aim of this study was to use minimally invasive biopsies to evaluate the expression of inflammatory mediators and their correlation with gingival fluid in patients with severe periodontitis. The test group comprised 22 patients with severe periodontitis (mean age 45.5  8.9 years SD), analyzed by shallow and deep sites and the control group for 14 periodontally healthy patients (mean age 39.35  SD 16.5 years). Gingival fluid samples were collected with absorbent paper in the same sites where biopsies were performed, and quantified by Luminex® to IFN-γ, IL-1 β, IL-6, IL-21, IL-22, IL-23, IL-25, IL-31, IL-33, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, IL-17F, TNF and sCD40L. Biopsies were taken with a 2 mm diameter punch in both groups. Immunohistochemistry was semiquantitative evaluated, comprising epithelial cells, plasma cells, macrophages, fibroblasts and endothelial cells, to IL1-β, IFN-γ, IL-6 and IL-17. Immunohistochemical markers were observed in the analyzed cells groups, both in periodontitis patients as in controls, without significant differences between them. The gingival fluid showed higher amounts for IL-1β and IL-23 in deep sites. No significant correlations between immunohistochemical markers and GCF were found. In the comparative analysis between immunohistochemical markers and GCF, IL1-β showed high concordance in shallow and deep sites. In conclusion, the use of a standardized punch 2mm diameter for periodontal tissue biopsies proved to be feasible for studies with immunohistochemistry. The gingival fluid may not express all the markers of the corresponding tissue, with variations depending on the analysed marker and local inflammatory conditions.

Utilização de biópsias gengivais minimamente invasivas para o estudo da expressão de mediadores inflamatórios e sua correlação com a expressão do fluido gengival em pacientes com periodontite severa / Use of minimally invasive gingival biopsies in the study of inflammatory mediators expression and their correlation with gingival fluid in patients with severe periodontitis

O objetivo deste estudo foi utilizar biópsias minimamente invasivas para avaliar a expressão de mediadores inflamatórios e sua correlação com o fluido gengival em pacientes com periodontite severa. O grupo teste compreendeu 22 pacientes com periodontite severa (idade média 45,5  DP 8,9 anos), analisados por sítios rasos e profundos, e o grupo controle por 14 pacientes periodontalmente saudáveis (idade média 39,35  DP 16,5 anos). As amostras do fluido gengival foram coletadas com papel absorvente, nos mesmos sítios de onde foram realizadas as biópsias, e quantificadas, por Luminex®, para IFN- γ, IL 1-β, IL-6, IL-21, IL-22, IL-23, IL-25, IL-31, IL-33, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, IL-17F, sCD40L e TNFα. Foram coletadas biópsias, com um punch de 2mm de diâmetro nos grupos teste e controle. A avaliação imuno-histoquímica foi semiquantitativa, nas células epiteliais, plasmócitos, macrófagos, fibroblastos e células endoteliais, para a IL1-β, IFN-γ, IL-6 e IL-17. Foram observadas marcações imuno-histoquímicas, em todos os grupos celulares analisados, tanto nos pacientes com periodontite como nos controles, sem diferenças significativas entre eles. O fluido gengival apresentou maiores quantidades para os marcadores IL-1β e IL-23 nos sítios profundos. Não foram encontradas correlações significativas entre as marcações imuno-histoquímicas e o fluido gengival para os subgrupos analisados. Na análise comparativa entre as biópsias e o fluido gengival, a IL1-β mostrou alta concordância nos sítios rasos e profundos. Concluindo, a utilização padronizada de um punch de 2mm de diâmetro para biópsias em tecido periodontal mostrou- se viável, para estudos com imuno-histoquímica. O fluido gengival pode não expressar todos os marcadores do tecido correspondente, com variações dependendo do marcador analisado e das condições inflamatórias locais...

The aim of this study was to use minimally invasive biopsies to evaluate the expression of inflammatory mediators and their correlation with gingival fluid in patients with severe periodontitis. The test group comprised 22 patients with severe periodontitis (mean age 45.5  8.9 years SD), analyzed by shallow and deep sites and the control group for 14 periodontally healthy patients (mean age 39.35  SD 16.5 years). Gingival fluid samples were collected with absorbent paper in the same sites where biopsies were performed, and quantified by Luminex® to IFN-γ, IL-1 β, IL-6, IL-21, IL-22, IL-23, IL-25, IL-31, IL-33, IL-4, IL-6, IL-10, IL-17A, IL-17F, TNF and sCD40L. Biopsies were taken with a 2 mm diameter punch in both groups. Immunohistochemistry was semiquantitative evaluated, comprising epithelial cells, plasma cells, macrophages, fibroblasts and endothelial cells, to IL1-β, IFN-γ, IL-6 and IL-17. Immunohistochemical markers were observed in the analyzed cells groups, both in periodontitis patients as in controls, without significant differences between them. The gingival fluid showed higher amounts for IL-1β and IL-23 in deep sites. No significant correlations between immunohistochemical markers and GCF were found. In the comparative analysis between immunohistochemical markers and GCF, IL1-β showed high concordance in shallow and deep sites. In conclusion, the use of a standardized punch 2mm diameter for periodontal tissue biopsies proved to be feasible for studies with immunohistochemistry. The gingival fluid may not express all the markers of the corresponding tissue, with variations depending on the analysed marker and local inflammatory conditions...