Haplotypes in BMP4 and FGF Genes Increase the Risk of Peri-Implantitis

Abstract Despite the success of osseointegrated implants, failures have increased significantly, associated with development of peri-implantitis. Multiple factors influence the peri-implant bone loss, including environmental and genetic causes. BMPs (Bone morphogenetic proteins) are growth factors that induce bone formation. FGF (fibroblast growth factors) and their receptors (FGFRs) play important roles by controlling the levels of cell proliferation, differentiation and migration. BMP/FGF relationship is responsible for promoting bone regeneration and bone loss. The aim of this study was to analyze the correlation between BMP4, FGF3, FGF10 and FGFR1 genes and peri-implant bone loss. Two hundred and fifteen volunteers, with 754 dental implants, were submitted to oral examination and divided in healthy group (n=129) and peri-implantitis group (n=86). Thirteen polymorphisms in BMP4, FGF3, FGF10 and FGFR1 genes were analyzed individually and in haplotype. The chi-square test correlated genotypes, allelic and haplotype frequencies. Values of p<0.05 were considered significant. Volunteers with peri-implantitis demonstrated high incidence of total edentulism (p<0.0001) and thin peri-implant phenotype (p<0.04). Higher incidence of spontaneous bleeding, plaque and implant mobility was observed in peri-implantitis group (p<0.0001 for all). The TT polymorphic genotype for BMP4 rs2761884 was associated with healthy peri-implant (p=0.01). FGF3 rs4631909 (TT+CT genotype) also showed association with the control group (p=0.04). The frequency of C allele for FGF3 rs4631909 showed a tendency for association with peri-implantitis (p=0.08). FGF10 CCTG (p=0.03), BMP4 GAAA (p=0.05) and GGGA (p=0.02) haplotypes were associated with peri-implantitis (p=0.03). Therefore, it may be concluded that BMP4 and FGF10 haplotypes are associated with peri-implantitis.

Resumo Apesar do alto índice de sucesso em implantodontia, falhas tem aumentado drasticamente, estando associadas ao desenvolvimento de peri-implantite. A perda óssea peri-implantar é influenciada por múltiplos fatores, incluindo causas genéticas e ambientais. As BMPs (proteínas ósseas morfogenéticas) são fatores de crescimento indutores da formação óssea. Os FGFs (fatores de crescimento dos fibroblastos) e seus receptores (FGFRs) desenvolvem importante função na proliferação, diferenciação e migração celular. A relação BMP/FGF é responsável pela regeneração e perda óssea. O objetivo deste estudo foi estudar a possível correlação entre os genes BMP4, FGF3, FGF10 e FGFR1 e a perda óssea peri-implantar. Duzentos e quinze voluntários, com 754 implantes, foram submetidos ao exame oral e divididos em grupo saúde (n=129) e peri-implantite (n=86). Treze polimorfismos nos genes BMP4, FGF3, FGF10 e FGFR1 foram analisados individualmente e como haplótipos. O teste do qui-quadrado correlacionou as frequências dos genótipos, alelos e haplótipos. Valores de p<0,05 foram considerados estatisticamente significantes. Voluntários com peri-implantite mostraram alta incidência de edentulismo total (p<0,0001) e biotipo periodontal fino (p<0,04). Sangramento espontâneo, placa e mobilidade do implante foram altamente incidentes no grupo peri-implantite (p<0,0001). O genótipo polimórfico TT para BMP4 rs2761884 foi associado com saúde peri-implantar (p=0,01). FGF3 rs4631909 (genótipos TT+CT) mostraram associação com o grupo controle (p=0,04). A frequência do alelo C para FGF3 rs4631909 mostrou uma tendência de associação com peri-implantite (p=0,08). Os haplótipos FGF10 CCTG (p=0,03), BMP4 GAAA (p=0,05) e GGGA (p=0,02) foram associados com peri-implantite (p=0,03). Sendo assim, conclui-se que os haplótipos BMP4 e FGF10 estão associados com peri-implantite.

MMP13, TIMP2 and TGFB3 Gene Polymorphisms in Brazilian Chronic Periodontitis and Periimplantitis Subjects

Abstract Subjects susceptible to chronic periodontitis (CP) show a high risk for the development of peiimplantitis (PI). Both diseases are multifactorial, presenting similarities in their pathophysiology and polygenic profile. MMP-13 (matrix metalloproteinases 13/ collagenase 3) is a collagenolytic enzyme, which expression is induced by TGF beta 3 (transforming growth factor type 3) in human gingival fibroblasts and inhibited by TIMP-2 (tissue inhibitor of metalloproteinase type 2). The aim of this study was to investigate the occurrence of peiimplantitis (PI) in subjects with history of chronic periodontitis (CP) and polymorphisms frequency in MMP13, TIMP2 and TGFB3 genes. One hundred and sixty-three volunteers received dental implant placement were submitted to oral and radiographic examination in order to identify past history of CP or presence of PI. Volunteers were divided into 4 groups: Control (without PI and CP, n=72), CP (with CP and without PI, n=28), PI (with PI and without CP, n=28) and diseased (with CP and PI, n=35). The chi-square test correlated genotypes in specific regions of MMP13 (rs2252070), TIMP2 (rs7501477) and TGFB3 (rs2268626) genes, considering the interaction between CP and PI. The results showed that volunteers with CP had 3.2 times more susceptibility to develop PI (p=0.0004) compared to those without CP. No significant association was observed in MMP13, TIMP2 and TGFB3 genes with CP or PI. CP is a risk factor to develop PI, however, there is no association of both diseases with polymorphisms in the MMP13, TIMP2 and TGFB3 genes.

Resumo Indivíduos susceptíveis à periodontite crônica (CP) apresentam alto risco para o desenvolvimento de periimplantite (PI). Ambas doenças são multifatoriais e apresentam similaridades na patofisiologia e perfil poligênico. A MMP-13 (metaloproteinase da matriz tipo 13) é uma enzima colagenolítica cuja expressão é induzida por TGF beta 3 (fator transformador do crescimento tipo 3) nos fibroblastos gengivais humanos e inibida por TIMP-2 (inibidor tecidual de metaloproteinase tipo 2). O objetivo deste estudo foi investigar a ocorrência de periimplantite em sujeitos com periodontite crônica e a frequência dos polimorfismos nos genes MMP13, TIMP2 e TGFB3. Cento e sessenta e três voluntários submetidos à instalação de implantes endósseos foram analisados clínica e radiograficamente quanto à presença de histórico de CP e PI, sendo divididos em 4 grupos: Controle (sem história de CP e PI, n=72), CP (com CP e sem PI, n=28), PI (com PI e sem CP, n=28) e Doentes (com CP e PI, n=35). O teste do qui-quadrado correlacionou os genótipos nas regiões dos genes MMP13 (rs2252070), TIMP2 (rs7501477) e TGFB3 (rs2268626), considerando a interação entre CP e PI. Os resultados mostraram que voluntários com CP possuem 3.2 vezes mais chances de desenvolver PI (p=0.0004) comparados aos sem CP. Nenhuma associação significativa foi observada entre os genes MMP13, TIMP2 e TGFB3 e CP ou PI. A CP é um fator de risco ao desenvolvimento de PI, no entanto, não há associação entre ambas as doenças com polimorfismos nos genes MMP13, TIMP2 e TGFB3.

Correlação entre consumo de álcool e doença peri-implantar: estudo clínico e radiográfico / Correlation between alcohol consumption and peri-implant disease: a clinical and radiographic study

O índice de insucesso em implantodontia tem apresentado níveis crescentes nos últimos anos, estando relacionado ao desenvolvimento de doença peri-implantar (DPI). No entanto, apesar dos fatores de risco já definidos, o consumo de álcool ainda não apresenta uma relação clara com o desenvolvimento da doença. O objetivo deste estudo foi correlacionar os aspectos clínicos e radiográficos no tecido peri-implantar com o consumo de álcool. Oitenta e três pacientes foram divididos em 3 grupos: grupo A (saúde, n=42), grupo B (mucosite, n=14) e grupo C (peri-implantite, n=27). Análises clínica e radiográfica foram realizadas em todos os pacientes, considerando o sangramento à sondagem, o nível de perda óssea e a história de doença periodontal, além do questionário específico quanto ao consumo de álcool. Os resultados evidenciaram que o grupo A apresentou, significativamente, (p=0,01) maior frequência de etilistas em relação aos grupos doentes. No entanto, o teste do qui-quadrado (א2)) evidenciou correlação estatisticamente significante entre etilistas com história de doença periodontal e o desenvolvimento de mucosite (p=0,02) e peri-implantite (p=0,01). Baseando-se nos resultados, concluiu-se que o etilismo não influenciou isoladamente no desenvolvimento da DPI, mas quando associado à história de doença peri-implantar mostrou ser um fator de risco à mucosite e peri-implantite

Failure rates in implant dentistry have increased in the last years and these have been correlated with periimplant disease development. In spite of the fact that many risk factors have been described for periimplant disease, alcohol consumption doesn’t presents clear relationship with disease development. The aim of this study was to correlate clinical and radiographica spects in periimplant tissues with alcohol consumption. Eighty-three patients were divided in 3 groups: group A (health, n=42), group B (mucositis, n=14) and group C (periimplantitis, n=27). Clinical and radiographic analyses were performed in all patients, evaluating bleeding on probing, bone level and periodontal disease history. A specific questionnaire was used to identify alcohol consumption. The results showed that group A presented greater drinker frequency (p=0.01) than disease groups. However, chi-square test showed significant correlation between drinkers presenting periodontal disease history with mucosistis (p=0.02) and periimplantitis (p=0.01) development. We concluded that alcohol consumption had no influence on periimplant disease development, however it is a risk factor for mucositis and periimplantitis when associated to periodontal disease history.