Analysis of Interleukin 17A in periapical abscess and granuloma lesions

Abstract Interleukin 17A (IL-17A) is a proinflammatory cytokine responsible for the initiation and propagation of inflammation. One of its actions is the recruitment of neutrophils to the site of infection. The aim of this study was to investigate whether there is association between IL-17A expression and neutrophil infiltration in periapical abscesses and periapical granulomas, as well as to find which type of T lymphocyte effector (CD4+ or CD8+) expresses IL-17A in these lesions. Elastase, CD4, CD8, and IL-17A were analyzed by immunohistochemistry and immunofluorescence, in the biopsies of periapical lesions. Abscess lesions exhibited the highest labeling area for IL-17A (p = 0.011). During double immunofluorescence staining, there were significantly more CD4+/IL-17A+ cells compared to CD8+/IL-17A+ cells, both in the abscesses (p = 0.025) and granulomas (p = 0.011). In conclusion, IL-17A was intensively expressed in periapical abscesses rich in neutrophils. The high percentage of IL-17A in these cases suggests the participation of this cytokine particularly in the acute stages of the inflammatory process of the periapical lesions.

Análise imuno-histoquímica e por imunofluorescência da expressão da interleucina 17 em abscessos e granulomas periapicais / Immunohistochemistry and immunofluorescence analysis of interleukin 17 in periapical abscess and granuloma

Abscessos e granulomas periapicais são considerados lesões inflamatórias relacionadas a elementos dentários, com origem em infecções do tecido pulpar e periapical. É pouco conhecido o papel da interleucina 17 (IL-17) nessas lesões, uma citocina que participa ativamente de uma classe de resposta imunológica recentemente descrita, denominada Th17. A resposta Th17 tem sido caracterizada pela produção de IL-17 por linfócitos CD4+ e tem sido associada à instalação e perpetuação do processo inflamatório, bem como a intenso recrutamento de neutrófilos. Este estudo tem como foco investigar a expressão dessa citocina em lesões de abscesso e granuloma periapicais, com a intenção de verificar se há diferenças de expressão entre essas duas lesões, já que a presença de infiltrado neutrofílico difere bastante entre elas. Testes imuno-histoquímicos para IL-17, CD4 (para identificação de linfócitos T CD4+), CD8 (para identificação de linfócitos T CD8+) e elastase (para identificação de células inflamatórias polimorfonucleadas) foram realizados em casos de abscesso (n=25) e granuloma (n=25) periapicais, selecionados do acervo do Serviço de Patologia Cirúrgica da Disciplina de Patologia Bucal da FOUSP. Foi obtida a porcentagem da área de células com expressão positiva para os marcadores citados. Também foi realizada a quantificação de células CD4+/IL-17+ e CD8+/IL-17+ detectadas por imunofluorescência nessas mesmas biópsias

Foram realizados testes estatísticos de Friedman e Mann-Whitney, para se verificarem as diferenças entre as porcentagens de marcação imuno-histoquímica obtidas para o abscesso e o granuloma, bem como teste de correlação de Spearman, para se verificar se havia correlação entre a expressão de IL-17 e os demais marcadores. Nos casos de abscesso periapical, houve expressão intensa de elastase, seguida de IL-17 e CD8, cujas respectivas porcentagens de expressão não diferiram estatisticamente entre si, mas foram significativamente maiores do que a da expressão do CD4 (p<0,0001). No teste de correlação de Spearman, houve correlação positiva significante entre IL-17 e CD8 (rs = 0,5944, p=0,0415), mas não entre IL-17 e elastase e IL-17 e CD4. Na quantificação de células duplamente positivas pela técnica da imunofluorescência houve significantemente mais células CD4+/IL-17+ do que CD8+/IL-17+ (p=0,0250). Nos casos de granuloma periapical, observou-se que a porcentagem de área de marcação do CD4 foi significativamente maior em relação a da elastase (p=0,0055), do CD8 (p=0,0200) e da IL-17 (p=0,0210). Houve correlação positiva significativa entre IL-17 e elastase (rs = 0,5604, p=0,0463), mas não entre IL-17 e os demais marcadores. Na quantificação de células duplamente positivas pela técnica da imunofluorescência houve significância maior para células CD4+/IL-17 do que de células CD8+/IL-17+ (p=0,0470). Na comparação da porcentagem de área de marcação entre abscesso e granuloma, a porcentagem de IL-17 foi significativamente maior nos abscessos (p=0,0114)

Periapical abscess and periapical granulomas are considered inflammatory lesions related to dental infections originated from pulpal and periodontal tissues. There is little information about the role of interleukin 17 (IL-17) on these lesions. IL-17 is a cytokine pertaining to a new class of immunological response termed Th17. Th17 response has been characterized by the IL-17 release by CD4+ lymphocytes and has been associated to stabilization and perpetuation of the inflammatory process, as well as to neutrophil recruitment. The present study focused on the investigation of the IL-17 expression in periapical abscess and periapical granuloma, in order to verify if there are differences between the lesions that could be related to level of neutrophil infiltrate. Immunohistochemical tests to IL-17, CD4 and CD8 (to identify different lymphocyte population) and elastase (to detect neutrophils) were performed in the periapical abscess (n=25) and granuloma (n=25) biopsies, selected from the collection of Surgical Pathology Service of the Department of Oral Pathology FOUSP. Percentage of the labeling area showing positive expression was obtained for the all cited markers. Counting of CD4+/IL17+ and CD8+/IL7+ cells detected by immunofluorescence was also performed. Friedman´s and Mann-Whitney non-parametric statistical tests were applied for the labeling area percentages in order to detect the significant differences between abscess and granuloma. Spearman´s correlation test was adopted to verify whether there was a correlation between IL-17 and the other markers

In the periapical abscess biopsies, elastase, IL-17, and CD8 were intensively labeled, with area percentage significantly higher than that observed for CD4 (p<0.0001). By the Spearman correlation test, there was significant positive correlation between IL-17 and CD8 (rs = 0.5944, p=0.0415), but not between IL-17 and elastase, and IL-17 and CD4. In the double staining by immunofluorescence there was significantly more CD4+/IL17+ cells than CD8+/IL17+ cells (p=0.0250). In the periapical granulomas, CD4 labeling area percentage was significantly higher than those for elastase (p=0.0055), CD8 (p=0.0200), and IL-17 (p=0.0210). There was significant positive correlation between IL-17 and elastase (rs = 0.5604, p=0.0463), but not between IL-17 and the other markers. The most frequent double staining cells were CD4+/IL17+ cells in the comparison with CD8+/IL17+ cells (p=0.0114). In conclusion, IL-17 labeling area percentage is higher in the abscess than in the granuloma; in the granulomatous lesions the IL-17 expression is directly proportional to the neutrophil infiltration. These results may indicate that the Th17 response participates to the acute phase of the apical inflammatory process