MicroRNAs: emerging players in apical periodontitis

Abstract Apical periodontitis is an inflammatory disorder of periradicular tissues developed from endodontic infections. Understanding its pathophysiology and the underlying molecular mechanisms is key to the advancement of endodontics. MicroRNAs (miRNAs), a group of evolutionarily conserved small non-coding RNAs, may be phenotypically and functionally associated with the pathogenesis of apical periodontitis. Several studies have focused on the role of miRNAs in the pulp and periradicular biology, and they have demonstrated their essential functions, such as initiating odontogenic differentiation and promoting pro- or anti-inflammatory responses in pulpitis. Up to date, over 2,000 miRNAs have been discovered in humans; however, only few have been reported to associate with apical periodontitis. Therefore, identifying miRNAs involved in diseased apical tissues and conducting functional studies are important in expanding our current knowledge of pulp and periradicular biology and exploring novel therapeutic avenues. In this review, we revisit current models of apical periodontitis and miRNA biogenesis, analyze existing evidence of the involvement of miRNAs in diseased apical tissues, and discuss their diverse functions and potential values. Based on their sheer abundance, prolonged stability in biofluid, and relative ease of sampling, miRNAs may be a useful tool to be developed as diagnostic biomarkers for apical periodontitis. Furthermore, it can be used as therapeutic targets in conjunction with conventional endodontic therapies.

Influence of genetic polymorphisms in genes of bone remodeling and angiogenesis process in the apical periodontitis

Abstract Persistent apical periodontitis (AP) is a situation involving an inflammatory and immune response caused mainly by anaerobic polymicrobial infection of the root canal system and the outcome and follow-up of the root canal treatment has been reported as intimately related to host response. The apical periodontitis repair might be associated with genetic polymorphisms. This study aimed to evaluate the association between HIF1A genetic polymorphisms (rs2301113 and rs2057482) with PAP in Brazilian patients. Subjects with at least 1 year of follow-up after root canal therapy (RCT) were recalled. Sixty-four subjects with signs/symptoms of PAP and 84 subjects with root canal-treated teeth exhibiting healthy perirradicular tissues (healed) were included. Genomic DNA was extracted from saliva and used for HIF1A genotyping by real-time PCR. Genotype and allele frequencies were compared by c2 or Fisher's exact tests and odds ratio was implemented, using Epi Info 3.5.2. All tests were performed with an established alpha of 0.05. There was no association between allele and genotype distribution for HIF1As polymorphisms and PAP (p>0.05). The genetic polymorphisms in HIF1A were not associated with persistent apical periodontitis.

Resumo A periodontite apical persistente (PAP) é uma condição que envolve uma resposta inflamatória e imunológica causada principalmente por infecções polimicrobianas de origem anaeróbia no sistema de canais radiculares, tornando o resultado e o acompanhamento do tratamento do canal radicular intimamente relacionados à resposta do hospedeiro. O reparo da periodontite apical pode estar associado a polimorfismos genéticos. Este estudo teve como objetivo avaliar a associação entre os polimorfismos genéticos do HIF1A (rs2301113 e rs2057482) com a PAP em pacientes brasileiros. Indivíduos com pelo menos 1 ano de acompanhamento após o tratamento do canal radicular (TCR) foram agendados para consulta de acompanhamento. Sessenta e quatro indivíduos com sinais/sintomas de PAP e 84 indivíduos com dentes tratados endodonticamente e tecidos perirradiculares saudáveis (cicatrizados) foram incluídos no presente estudo. O DNA genômico foi extraído da saliva e utilizado para a genotipagem do HIF1A por PCR em tempo real. O genótipo e as frequências alélicas foram comparados por teste c2 ou exato de Fisher e odds-ratio foi implementado por meio do software Epi Info 3.5.2. Todos os testes realizados foram estabelecidos com a=0,05. Não houve associação entre alelo e distribuição genotípica para polimorfismos do HIF1A e PAP (p> 0,05). Os polimorfismos genéticos em HIF1A não foram associados à periodontite apical persistente.

Current trends of genetics in apical periodontitis research

Abstract: Genetics is an emerging topic in endodontic research focusing on the host response regarding the pathogenesis of apical periodontitis (AP). A number of genetic epidemiological studies carried out by many investigators worldwide have shown evidence of an association between certain candidate genes and AP. Some studies have been conducted on knockout mice with a deficiency in certain proteins, leading to more or less severe AP, and thus suggesting a pivotal role of these genes in AP pathogenesis. Other research has evaluated the association between genetic polymorphisms in humans with different AP aspects; these studies pointed out that genetic polymorphisms in some candidate genes are involved in inter-individual variations in their response to AP. Therefore, the objective of this report was to provide an updated overview of the genes involved in AP pathogenesis, with a focus on the most relevant candidate genes.

Association Between Apical Periodontitis and TNF- alpha -308 G>A Gene Polymorphism: A Systematic Review and Meta-Analysis

Abstract Currently, investigations have focused on the identification of Single Nucleotide Polymorphisms (SNP) involved in host response and its ability to generate an immunity deficiency. The aim of this study was to perform a systematic review (SR) and meta-analysis to evaluate the association between TNF-α -308 G>A polymorphism and apical periodontitis (AP) phenotypes. A broad search for studies was conducted. The following databases were used: PubMed, Scopus, Web of Science, and VHL (Medline, SciELO, Ibecs, and Lilacs). The MeSH terms "Periapical Periodontitis," "Periapical Abscess," "Polymorphism, Genetic," and "Polymorphism, Single Nucleotide" were used. MeSH synonyms, related terms, and free terms were included. Clinical investigations of individuals with different AP phenotypes in permanent teeth were selected. After application of the eligibility criteria, selected studies were qualified by assessing their methodological quality. A fixed effect model was used for the meta-analysis. The initial search identified 71 references. After excluding duplicate abstracts, 33 were selected. From these, two were eligible for quality assessment and were classified as being of moderate evidence. The included studies did not demonstrate association between AP and TNF-α -308 G>A SNP. However, the meta-analysis demonstrated an association between the genotype distribution and AP phenotype (OR= 0.49; confidence interval= 0.25, 0.96; p=0.04). The role of TNF-α -308 G>A SNP in AP phenotypes is debatable. Further studies are needed to confirm and understand the underlying mechanisms of the identified association.

Resumo Atualmente as investigações têm focado na identificação de Polimorfismos de Núcleo Único (SNP) envolvidos na resposta do hospedeiro e sua capacidade de gerar uma deficiência de imunidade. O objetivo deste estudo foi realizar uma revisão sistemática (RS) e uma meta-análise para avaliar a associação entre o polimorfismo do gene TNF-α (-308 G> A) e os fenótipos de periodontite apical (PA). Esta RS foi registrada na base de dados PROSPERO, CRD42016035688, e foi conduzida seguindo o método PRISMA. Foi realizada uma ampla pesquisa de estudos. Foram utilizadas as seguintes bases de dados: PubMed, Scopus, Web of Science e BVS (Medline, SciELO, Ibecs e Lilacs). Foram utilizados os seguintes descritores (MeSH) "Periapical Periodontitis," "Periapical Abscess," "Polymorphism, Genetic," and "Polymorphism, Single Nucleotide". Sinônimos, termos relacionados e termos livres foram incluídos. Foram selecionadas investigações clínicas de indivíduos com diferentes fenótipos de PA em dentes permanentes. Após a aplicação dos critérios de elegibilidade, os estudos selecionados foram classificados através da avaliação da qualidade metodológica. Foi utilizado um modelo de efeito fixo para a metanálise. A pesquisa inicial identificou 71 referências. Após a exclusão de resumos duplicados, 33 foram selecionados. Destes, dois eram elegíveis para a avaliação da qualidade e foram classificados como sendo de evidência moderada. Os estudos incluídos não demonstraram associação entre PA e o TNF-α-308 G>A. No entanto, a metanálise demonstrou associação entre a distribuição do genótipo e os fenótipos da PA (OR = 0,49, intervalo de confiança=0,25, 0,96; p=0,04). O papel do TNF-α-308 G>A em fenótipos da PA é discutível. São necessários mais estudos para confirmar e compreender os mecanismos subjacentes à associação identificada.

Association of genetic polymorphisms with resistance and susceptibility phenotypes to chronic inflammatory osteolytic periapical and periodontal lesions / Associação de polimorfismos genéticos com os fenótipos de resistência e susceptibilidade à lesões osteolíticas periodontais e periapicais

Chronic periodontitis and apical periodontitis are infectious diseases characterized by the inflammatory destruction of teeth-supporting tissues. The clinical presentation of these diseases is the result of the interaction between the infecting microorganisms and the host's defense mechanisms, constituting the host/pathogen barrier. Genetic variations are associated with differential susceptibility profiles, modulating simultaneously the patterns of infection and immune response. Therefore, we investigated the association of selected genetic variations with phenotypes of resistance or susceptibility to periodontal and periapical inflammatory bone resorption, as well as with changes in the sub gingival microbial profile and host's response biomarkers. The polymorphism rs4794067 (gene TBX21) proved significantly associated with increased risk to suffer periodontitis. Polymorphic allele-carriers demonstrated increased expression of T-bet. IFN-γ expression and bacterial load proved unaltered by genotype differences. The mutation rs333 (a.k.a. CCR5Δ32, in gene CCR5) demonstrated a protective effect against chronic periodontitis. Heterozygous subjects exhibited decreased TNF-α expression. The genetic mutation was unrelated to changes in the bacterial load of putative periodontal pathogens. The polymorphisms rs2521634 (gene NPY), rs10010758 (gene TBC1D), rs6667202 (gene IL10), and rs10043775 (gene TBXO38) proved associated with significant changes in the composition of the subgingival biofilm in chronic periodontitis patients. For apical periodontitis we employed an unbiased biomarker screening strategy based in 2D diferential electrophoresis in tandem with mass spectrometry. Among the biomarkers that proved significantly modulated, we discover a substantial upregulation of HSP27 and SERPINB1. Both proteins were preferentially localized in the cytoplasm of epithelial cells in the epithelium lining the cystic cavity and the epithelial chords of epithelized granulomas. Additionally, SERPINB1 was expressed in infiltrating polymorph nuclear neutrophils. The expression of HSP27 and SERPINB1 demonstrated a negative correlation with acute inflammation biomarkers. Overall, these genes and protein biomarkers may be promissory targets to predict the risk profile for periodontal and periapical inflammatory bone resorption.(AU)

A periodontite crônica e a periodontite apical são doenças infecciosas caraterizadas pela destruição inflamatória dos tecidos de suporte dentários. O fenótipo clínico de ambas as doenças é o resultado da interação entre os microrganismos infectantes e os mecanismos de defesa do hospedeiro (barreira hospedeiro/patógeno). Ainda, variações genéticas podem conferir níveis diferenciais de susceptibilidade a tais doenças, teoricamente modulando tanto os padrões de infecção como de resposta do hospedeiro. Neste contexto, investigamos a associação de variações genéticas selecionadas com fenótipos de resistência e susceptibilidade a lesões osteolíticas periodontais e periapicais, assim como possíveis associações com mudanças no perfil microbiológico sub gengival e em marcadores de resposta do hospedeiro. O polimorfismo rs4794067 (no gene TBX21) demonstrou uma associação significativa com risco aumentado de sofrer periodontite crônica. Os portadores do alelo polimórfico apresentaram uma expressão significativamente aumentada de Tbet. No entanto, a expressão de IFN-γ e a carga bacteriana mostraram-se independentes do perfil genético para rs4794067. O polimorfismo rs333 (também conhecido como CCR5Δ32, no gene CCR5) demonstrou um efeito protetor para periodontite crônica. Os pacientes heterozigotos exibiram níveis de expressão significativamente diminuídos de TNF-α, porém, os níveis bacterianos mostraram-se independentes do perfil genético para rs333. Os polimorfismos rs2521634 (no gene NPY), rs10010758 (no gene TBC1D), rs6667202 (no gene IL10) e rs10043775 (no gene TBXO38) demostraram uma associação significativa com mudanças no perfil microbiológico sub gengival em pacientes com periodontite crônica. No caso da periodontite apical, escolhemos uma metodologia de seleção de marcadores baseada no uso consecutivo de eletroforeses diferencial bidimensional e espectrometria de massa. Dentre os marcadores que apresentaram uma modulação significativa, as lesões de periodontite apical demostraram uma supraregulação de HSP27 e SERPINB1. Ambas as proteínas foram preferencialmente imunomarcadas nas ilhas epiteliais dentro das lesões. A expressão de HSP27 e SERPINB1 apresentou uma correlação negativa com os marcadores de inflamação aguda. Assim sendo, estes genes e biomarcadores proteicos mostram-se como alvos promissórios para a determinação do perfil de risco de lesões osteolíticas periodontais e periapicais.(AU)

Polimorfismos genéticos da interleucina-1 e o risco de periodontite periapical crônica numa população de Antioquia, Colômbia / Il-1 gene polymorphisms and the risk of chronic periapical periodontitis in a population from Antioquia, Colombia

Objetivo: Determinar a frequência de polimorfismos bialélicos em IL-1A (rs1800587, posição − 889) e IL-1B(rs1143634, posição + 3954) numa amostra de indivíduos da região de Antioquia, Colômbia, com diagnóstico de periodontite periapical crônica ou periápice saudável; avaliando sua possível associação, junto com o hábito de fumar, no desenvolvimento de periodontite perirradicular. Materiais e métodos: A amostra incluída neste estudo consistiu em 54 indivíduos da região de Antioquia, Colômbia com diagnóstico clínico e imaginológico de periodontite periapical crônica (n = 27) ou com periápice saudável (n = 27). O genótipo dos indivíduos foi determinado utilizando-se análises dos polimorfismos do comprimento de fragmentos de restrição (RFLPs), após realizada a extração do DNA da mucosa oral. Resultados: Foi encontrada umaassociação, embora não estatisticamente significativa, entre o efeito combinado de fumar e apresentar pelo menos um alelo mutante em IL-1B (rs1143634, posição + 3954, C/T), com o desenvolvimento de periodontite periapical (OR = 4,8; 0,2 – 99,1). Isto mesmo ocorreu com as variáveis de fumar (OR = 3,7; 0,5 – 29,2), ou apresentar pelo menos um alelo mutante em IL-1A (rs1800587, posição − 889, C/T) (OR = 3,2; 0,5 – 19,0). Conclusão: A presença de polimorfismos genéticos bialélicos em IL-1 parece constituir, junto com o hábito de fumar, fatores de risco para o desenvolvimento de periodontite apical crônica após o desenvolvimento de necrose pulpar.

Objective: The aim of this study was to determine the frequency of biallelic polymorphisms in IL-1A (rs1800587,position − 889) and IL-1B (rs1143634, position + 3954) in a sample of individuals from Antioquia department, diagnosed with chronic periapical periodontitis or healthy periapex, evaluating their possible association, together with tobacco habits, in the development of perirradicular periodontitis. Material and methods: The sample consisted of 54 individuals with a clinical and imagenologic diagnosis of chronic periapical periodontitis (n = 27) or healthy periapex (n = 27). The genotype of individuals was determined by using restriction fragment length polymorphism (RFLPs), after the DNA extraction from buccal mucosa. Results: Association was found, although not statistically significant, between the combined effect of smoking and having at least one mutated allele in IL-1B (+ 3954 position, C/T), with the development of periapical periodontitis (OR = 4.8, 0.2 – 99.1). Also, smoking (OR = 3.7, 0.5 – 29.2), or having at least one mutated allele in IL-1A (rs1800587, position − 889, C / T) (OR = 3.2, 0.5 – 19.0), were associated with periapical periodontitis development, even though with p values greater than 0.05. Conclusion: The presence of biallelic genetic polymorphisms in IL-1 appears to be, along with smoking, risk factors for chronic apical periodontitis after the development of dental pulp necrosis.