Immunoexpression of HIF-1α and VEGF in Periodontal Disease and Healthy Gingival Tissues

ABSTRACT

Abstract Hypoxia-inducible factor 1 alpha (HIF-1α) and vascular endothelial growth factor (VEGF) are proteins that stimulate the proliferation and migration of endothelial cells. These proteins have been described in many pathologic and inflammatory conditions, but their involvement in the development of periodontitis has not been thoroughly investigated. This study compared the immunohistochemical expression of these proteins, involved in angiogenesis and hypoxia, by imunnostained inflammatory and endothelial cells in periodontal disease and healthy gingival tissues. Gingival tissue samples were divided as follows 30 samples with chronic periodontitis, 30 with chronic gingivitis, and 30 of healthy gingiva. Results were analyzed statistically by the Kruskal-Wallis, Mann-Whitney and Spearman correlation tests (p=0.01). Inflammatory and endothelial cells were found to express these proteins. Periodontitis showed median percentage of HIF-1α-positive cells of 39.6%, 22.0% in cases of gingivitis and 0.9% in the healthy gingiva group (p=0.001). For VEGF, median percentage of immunopositive cells was 68.7% for periodontitis, 66.1% in cases for gingivitis, and 19.2% for healthy gingival specimens (p<0.001). Significant correlation between VEGF and HIF-1α was also observed in healthy gingiva (p<0.001).The increased expression of HIF-1αα and VEGF in periodontitis, compared to gingivitis and healthy gingiva, suggests possible activation of the HIF-1α pathway in advanced periodontal disease. The correlation between HIF-1α and VEGF expression in healthy gingiva suggests a physiological function for these proteins in conditions of homeostasis. In periodontal disease, HIF-1 and VEGF expression may be regulated by other factors, in addition to hypoxia, such as bacterial endotoxins and inflammatory cytokines.

RESUMO

Resumo O fator induzível por hipóxia 1 alfa (HIF-1α) e o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) são proteínas que estimulam a proliferação e a migração de células endoteliais. Estas proteínas têm sido descritas em muitas condições patológicas e inflamatórias, mas o envolvimento dessas no desenvolvimento de periodontite não foi completamente investigado. Este estudo comparou a expressão imunohistoquímica destas proteínas, envolvidas na angiogênese e hipóxia, na doença periodontal e em tecidos gengivais saudáveis por meio de contagem de células inflamatórias e endoteliais imunomarcadas. As amostras de tecido gengival foram divididas da seguinte forma 30 amostras com periodontite crônica, 30 com gengivite crônica e 30 de gengiva saudável. Os resultados foram analisados estatisticamente pelos testes de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney (p=0.01). As células inflamatórias e endoteliais foram positivas para estas proteínas. A porcentagem média de células positivas para HIF-1α foi de 39,6% nos casos de periodontite, 22,0% nos casos de gengivite e de 0,9% no grupo de gengiva saudável (p = 0,001). A porcentagem média de células imunopositivas para o VEGF foi de 68,7% nos casos de periodontite, 66,1% nos casos de gengivite, e 19,2% em espécimes gengivais saudáveis (p<0,001). Correlação significativa entre o VEGF e HIF-1α foi observada em gengival. A expressão elevada do HIF-1α e VEGF em periodontite, comparada a gengivite e gengiva saudável, sugere ativação da via do HIF-1α, na doença periodontal avançada. A correlação entre o HIF-1α e expressão de VEGF na gengiva saudável, sugere uma função fisiológica para estas proteínas em condições de homeostase. Na doença periodontal, a expressão de HIF-1α e VEGF pode ser regulada por outros fatores, além da hipóxia, tais como endotoxinas bacterianas e citocinas inflamatórias.