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

ABSTRACT

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)

RESUMO

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)