Interleukin 1-beta (IL-1ß) polymorphism and orthodontics: a systematic review / Polimorfismo de la interleuquina 1 beta (IL-1ß) y ortodoncia: revisión sistemática

ABSTRACT Introduction: the aim of this systematic review is to explore the published literature to analyze the relationship between polymorphism of interleukin 1-beta (IL-1β) and orthodontics. Methods: the search strategy developed for Medline, Scopus and Embase was used, verifying search records and selecting articles according to the guidelines set forth by Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA). Two researchers evaluated studies in humans undergoing orthodontic treatment that evaluate IL-1β polymorphism, movement speed and/or root resorption, including clinical trials, case-control studies, cross-sectional studies, and cohort studies, published up to April 2017. Results: of the 123 relevant articles identified, 9 studies published between 2001 and 2016 were included in the detailed analysis. Studies on tooth movement generally agree that there is an increase in IL-1β levels in the first hours after starting the orthodontic treatment. Conclusion: an association of IL-1β polymorphism with external root resorption and tooth movement speed was found.

RESUMEN Introducción: el objetivo de esta revisión sistemática es analizar, a través de la literatura publicada, la relación entre el polimorfismo de la interleuquina 1 beta (IL-1β) y la ortodoncia. Métodos: se aplicó la estrategia de búsqueda desarrollada para Medline, Scopus y Embase y se verificaron los registros de la búsqueda y los artículos seleccionados de acuerdo a los lineamientos de la declaración para Revisiones Sistemáticas y Metaanálisis (PRISMA). Dos investigadores evaluaron los estudios en humanos sometidos a tratamiento de ortodoncia, donde se evalúan el polimorfismo de la IL-1β y la velocidad de movimiento y/o resorción radicular, como ensayos clínicos, estudios de casos y controles, estudios transversales o estudios de cohortes, publicados hasta abril de 2017. Resultados: de los 123 estudios relevantes identificados, 9 de ellos, publicados entre 2001 y 2016, fueron incluidos en el análisis detallado. Los estudios de movimiento dental concuerdan en el aumento de los niveles de IL-1β en las primeras horas de inicio del tratamiento ortodóncico. Conclusión: se encontró asociación del polimorfismo de la IL-1β con la resorción radicular externa y la velocidad de movimiento dental.

Polimorfismo (+3954c>T) del gen IL-1B y su asociación con la resorción radicular apical externa post-tratamiento ortodóntico / IL-1B (+3954c>T) gene polymorphism and its association with external root resorption after orthodontic treatment

El objetivo fue determinar la presencia del polimorfismo rs1143634 (+3954C>T) del gen Interleuquina 1 Beta (IL-1B) y su asociación con la resorción radicular apical externa (RRE) post-tratamiento ortodóntico. Se realizó un estudio piloto de individuos tratados con aparatología ortodontica, 13 (casos) presentaron RRE posterior al tratamiento ortodóntico y 22 (controles) estaban clínicamente sanos. A partir de muestras de células epiteliales de mucosa bucal se extrajo ADN y se genotipificó el polimorfismo rs1143634 (+3954C>T) del gen IL-1B mediante la reacción en cadena de la polimerasa y digestión del producto con la enzima de restricción TaqI. Se estimaron las frecuencias alélicas y genotípicas del rs1143634; además, se evaluó la desviación del equilibrio de Hardy-Weinberg. Las frecuencias alélicas y genotípicas se compararon mediante la prueba de c2 con razón deverosimilitud (p <0,05). El promedio de edad de los participantes fue 28,1 (DE=11,5) años y el 68,6 % era mujeres. Al comparar la distribución de los genotipos del polimorfismo IL-1B (+3954C>T) entre grupos no se encontró una diferencia estadísticamente significativa (p=0,0926). Sin embargo, se observó una diferencia significativa en la distribución de alelos (p= 0,035), siendo el alelo T (alelo 2) más prevalente en el grupo control. El polimorfismo IL-1B (+3954C>T) se encontró presente en la población de estudio. Aunque no existieron diferencias en la distribución de los genotipos que apoyara una asociación entre este polimorfismo y la RRE, si hubo una diferencia en la distribución de los alelos, sugiriendo que el alelo T posiblemente actúa como factor protector contra el desarrollo de la RRE.

The objective of this study was to determine the presence of Interleukin 1 beta (IL-1B) rs1143634 (+3954C>T) gene polymorphism and its association with external apical root resorption (ERR) after orthodontic treatment. We conducted a pilot study of individuals treated with orthodontic treatment, 13 (cases) had ERR after orthodontic treatment and 22 (controls) were clinically healthy. DNA was extracted from samples of epithelial cells from the oral cavity and IL-1B rs1143634 (+3954C>T) gene polymorphism was genotyped by polymerase chain reaction and digestion product through the TaqI restriction enzyme. Genotype and allele frequencies of rs1143634 were estimated; in addition, the deviation from Hardy-Weinberg equilibrium was assessed. Allele and genotype frequencies were compared using the c2 test with likelihood ratio (p <0.05). The mean age of participants was 28.6 (SD= 11.5) years and 68.6 % were females. No statistically significant association was found between the genotypes distribution of IL-1B (+3954C>T) polymorphism with ERR (p= 0.0926). However, a significant difference in the alleles distribution (p= 0.035) was observed, where the allele T (allele 2) was more prevalent in the control group. IL-1B (+3954C>T) polymorphism was present in the study population. Although there were no differences in the genotypes distribution to support an association between this polymorphism with ERR, there was a difference in the alleles distribution, suggesting that the allele T possibly acts as a protective factor against the development of ERR.

The concentration of IL-1B in saliva of children with oral lesions associated to histiocytosis / Concentracion de il-1β en saliva de niños con lesiones bucales asociadas a histiocitosis

La Histiocitosis de células de Langerhans(HCL) es una enfermedad de etiología y patogenia aún desconocidas. Afecta diferentes órganos y tejidos en los que produce lesiones de distinta gravedad. La histopatología de las lesiones y la clínica sugieren la participación de citoquinas en su patogenia. La IL-1β podría tener un rol importante en el desarrollo de la enfermedad. El objetivo de este estudio fue determinar las concentracionesde IL-1β de las salivas de pacientes pediátricos con diagnóstico de Histiocitosis de Célula de Langerhans con y sin manifestaciones bucales (grupos 1 y 2 respectivamente), en relación a un grupo control (grupo 3), de pacientes pediátricos que no presentaron antecedentes médicos ni lesiones bucales. Fueron estudiadas las salivas de 20 pacientes con la enfer -medad de HCL, en relación a un grupo control de 11 pacientes pediátricos que no presentaron antecedentes médicos. Los niños con Histiocitosis cuyas edades oscilaban entre 4 meses y 16 años fueron derivados del servicio de Oncohematología del Hospital Garrahan y Hospital de Clínicas, a la Cátedra de Odontología Integral Niños de la Facultad de Odontología de la Universidad de Buenos Aires. Se determinaron las concentraciones de IL-1β en los diferentes grupos, y se utilizó el Enzyme Inmune Assay Kit (Cayman, MI, USA), se expresó en pg/ml. El análisis de los resultados se realizó según el test de Kruskall Wallis, se obtuvieron diferencias significativas entre los tres grupos (H = 20,36; P<0,001). Luego se realizó el análisis de comparaciones múltiples de Dunn que mostró diferencias estadísticamente significativas entre los grupos 1 y 2 y entre los grupos 1 y 3 (p < 0,05). Se observaron valores más elevados de IL-1β en los pacientes con Histiocitosis con manifestaciones bucales (grupo 1), en relación con el grupo sin manifestaciones bucales (grupo 2) y con el grupo control (grupo 3).

Langerhans Cell Histiocytosis (LCH) is a disease whosetiology and pathogenesis are still unknown. It affects several organs and tissues, producing lesions of different severity. Its histopathology and clinical picture suggest the participation of cytokines in its pathogenesis. IL-1β might have an important role in its development. The purpose of this study was to determine the concentrations of IL-1β in saliva of pediatric patients diagnosed with LCH, with and without oral manifestations (Groups 1 and 2respectively) compared to a Control Group (Group 3) of pediatric patients without medical antecedents or oral lesions.The saliva of twenty patients with LCH was studied and compared to a Control Group consisting of eleven pediatric patients without medical antecedents. The children with histiocytosis, aged four months to sixteen years, were referred by the Onco haematology Service at Garrahan Hospital and Hospital de Clínicas, to the Department of Comprehensive Children’s Dentistry, School of Dentistry, University of BuenosAires (UBA).The concentrations of IL-1β in the different groups were determined using the Enzyme Immune Assay Kit (Cayman MI,USA) and expressed in pg/ml. Results were analyzed by the Kruskall Wallis test. Significant differences between the three cohorts were found, (H = 20.36, P< 0.001). Dunn ́s multiple comparison analysis was performed, which showed significant differences between Groups 1 and 2, and between Groups 1 and 3 (P < 0.05). Higher values of IL-1βwere found in the patients with histiocytosis with oral manifestations (Group 1) than in patients without manifestations (Group 2) and patients in the Control Group (Group 3).

Variabilidad genética de la respuesta inflamatoria: I. Polimorfismo -511 C/T en el gen IL1β en diferentes subpoblaciones peruanas / Genetic variability of the inflammatory response: I. The -511 C/T IL1β polymorphism in different Peruvian subpopulations

El polimorfismo -511 citosina/timina (-511 C/T) en la región promotora del gen interleuquina 1 beta (IL1β) estα implicado en la producciσn diferencial de la citoquina y por tanto puede estar asociado a la respuesta inmuno-inflamatoria en obesidad, dislipidemias, cardiopatías, cáncer, infecciones, y el tratamiento con nutrientes y fármacos. Objetivos: Establecer la distribución de frecuencias de los genotipos y alelos del polimorfismo -511 C/T del gen IL1β en diferentes subpoblaciones peruanas. Diseño: Estudio descriptivo, observacional, transversal. Instituciones: Centro de Investigación de Bioquímica y Nutrición e Instituto de Medicina Tropical D.A. Carrión, Facultad de Medicina, UNMSM y Centro de Genética y Biología Molecular, Facultad de Medicina, USMP, Lima, Perú. Participantes: Pobladores peruanos. Intervenciones: Extracción de ADN genómico a partir de muestras sanguíneas o epitelio bucal según metodología estándar, de 168 individuos de 9 grupos subpoblacionales: 23 mestizos de Lima, 33 amazónicos (20 de Pucallpa y 13 de Amazonas) y 112 andinos (12 de Ancash, 10 de Cajamarca, 18 de Huarochirí-Lima, 25 de Puno-Taquile, 25 de Puno-Uros y 22 de Puno-Anapia). Análisis del polimorfismo -511 C/T mediante la técnica de PCR/RFLP, con primers específicos y digestión con la enzima de restricción AvaI, detectándose los fragmentos por electroforesis en geles de agarosa al 2% y tinción con bromuro de etidio. Principales medidas de resultados: Frecuencias genotípicas y alélicas del gen IL1β. Resultados: Se encontró las siguientes frecuencias genotípicas CC=0,024; CT=0,369 y TT=0,607, consistentes con el equilibrio de Hardy-Weinberg; y las frecuencias alélicas fueron alelo C=0,208 y aleloT= 0,792. La frecuencia del alelo T, considerado el mutante, fue muy alta en los Uros de Puno (0.940) y más baja en los mestizos de Lima (0.609). La comparación de las frecuencias genotípicas (TT versus CT+CC) y alélicas (T versus C) mostraron diferencias significativas (p<0,01) entre los pares Lima mestizos y las de Puno-Taquile y Puno-Uros. Existieron diferencias significativas (p<0,001) cuando se las comparó con otras poblaciones del mundo. Conclusiones: El alelo T mutante del polimorfismo -511 C/T en el gen IL1β, asociado a mayor producciσn de la citoquina, fue frecuente en las subpoblaciones estudiadas. Debido a las diferencias encontradas, es importante considerar la etnicidad en los estudios de asociaciσn y de riesgo de este gen, como factor de respuesta inflamatoria, en obesidad, dislipidemias, cardiopatías, cáncer, infecciones, y el tratamiento con nutrientes y fármacos.

The -511 citosyne/thymine (-511 C/T) polymorphism in the promoter region of human interleukin 1B (IL1β) gene is associated to differential cytokine synthesis and immuno-inflammatory response in obesity, dyslipidemias, cardiopathies, cancer, infections, other diseases, nutritional intervention and drug treatment. Objectives: To determine allelic and genotypic frequencies of -511 C/T polymorphism in the IL1β gene polymorphism in different Peruvian subpopulations. Design: Descriptive, cross-sectional study. Settings: Faculties of Human Medicine, Universidad Nacional Mayor de San Marcos and Universidad San Martin de Porres, Lima, Peru. Participants: Peruvian subjects. Interventions: Genomic DNA was extracted from 168 individuals from Lima (23 mestizos), 33 Amazonians (20 Pucallpa and 13 Amazonas) and 112 Andeans (12 Ancash, 10 Cajamarca, 18 Huarochiri-Lima, 25 Puno-Taquile, 25 Puno-Uros and 22 Puno-Anapia) according to standard methodology and amplification using PCR-RFLP technique. PCR products were digested with AvaI restriction enzyme and fragments were separated by 2% agarose gel electrophoresis and ethidium bromide stain. Main outcomes measures: Allelic and genotypic frequencies of the -511 C/T polymorphism in the IL1β gene. Results: CC=0,024, CT=0,369, and TT=0,607 genotypes frequencies were found, consistent with Hardy-Weinberg equilibrium, as well as alleles frequencies C = 0,208, and T= 0,792. The frequency of (mutant) T allele was very high in Puno-Uros (0,940) and low in Lima-mestizos (0,609). Comparison of genotypes (TT versus CT+CC) and alleles (T versus C) showed significant differences (p <0.01) between pairs Lima-mestizos and Puno-Uros and Puno-Taquile. Differences were significant (p <0.001) when compared to other world populations. Conclusions: T allele of IL1β gene -511 polymorphism related to increased production of the cytokine was frequent in these Peruvian subpopulations. Because of these differences, it is important to consider ethnicity in association studies and risk of this gene, factor of inflammatory response in obesity, dyslipidemias, cardiopathies, cancer, infections, other diseases, nutritional intervention and drug treatment.

La sepsis como estresor: asociación con los niveles séricos de cortisol, proteína C reactiva e interleuquina1beta / Sepsis as a stressor: association with serum levels of cortisol, C reactive protein and interleukin 1beta

El estrés tiene alta prevalencia en el mundo; una de sus causas es la sepsis. Durante la misma, se liberan citoquinas que activan el eje hipotálamo-hipofiso suprarrenal (HHS) elevándose el cortisol y proteínas de fase aguda. El objetivo de este trabajo fue analizar el efecto de la sepsis sobre el eje HHS a través del cortisol, y asociarlo con interleuquina 1 beta (IL1-beta) y proteína C reactiva (PCR). Se dosó cortisol por electroquimioluminscencia, PCR por inmunoturbidimetría e IL1-beta por ELISA en sueros de pacientes sépticos (S, n=40) y no sépticos (NS, n=21). El cortisol fue significativamente mayor al valor de corte (VC), establecido mediante curva ROC, en el 63% de pacientes S, y sólo en el 14% de NS (OR: 10,0; IC: 2,5 - 39,7; p<0,05). La PCR estuvo elevada en el 55% de S, y en el 43% de NS (p>0,05). En algunos pacientes S se evidenciaron niveles muy aumentados de IL1-beta en el día de admisión. La elevación conjunta de PCR y cortisol fue del 40% en S y del 5% en NS, mientras que el aumento de los tres parámetros sólo se vio en S (8%). En conclusión, en el grupo de pacientes estudiado la sepsis actuó como activador del eje HHS, evidenciado por el incremento en el cortisol.

Stress has a high prevalence in the world; one of its causes is sepsis. During this syndrome, cytokines are released, which activate the hypothalamic - pituitary - adrenal (HPA) axis. This raises cortisol levels and acute phase proteins. The goal of this work was to analize the effects of sepsis on the HPA axis, through cortisol measurements, and to associate it with interleukin 1 beta (IL1-beta) and C reactive protein (CRP). Cortisol was measured by electrochemoluminiscence, CRP by immunoturbidimetric method and IL1-beta by ELISA in sera of septic (S, n=40) and non septic (NS, n=21) patients. Cortisol was significantly higher than its cut-off (CO), established by ROC curves, in 63% of S patients, and only in 14% of NS (OR: 10,0; CI: 2.5 - 39.7; p<0.05). CRP was elevated in 55% of S, and in 43% of NS (p>0.05). In some S patients, very high levels of IL1-beta were observed on the day of admission. The joint elevation of CRP and cortisol was of 40% in S and 5% in NS, while rises in all parameters were only seen in S (8%). It can be concluded that in the group of patients studied sepsis acted as an activator of the HPA axis, as evidenced by the elevated cortisol levels.