DOI: https://doi.org/10.1038/s41405-024-00193-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38413570
تاريخ النشر: 2024-02-28
المؤلف: Ehab Qasim Talib وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات ونتائج زراعة الأسنان
نظرة عامة
تستكشف الدراسة دور التباينات المناعية الجينية في الإنترلوكين-17A (IL-17A) والسيتوكين الالتهابي الإنترلوكين-23 (IL-23) في تطور التهاب المحيط بالزرع. أجريت الدراسة مع 80 مشاركًا، بما في ذلك مرضى يعانون من التهاب المحيط بالزرع، وأفراد لديهم زراعة ناجحة، وأشخاص أصحاء، حيث استخدمت عينات الدم لتحليل تعدد أشكال الجينات في IL-17A من خلال تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وقيس مستوى IL-23 في سائل الشق المحيط بالزرع (PISF) باستخدام اختبار الامتزاز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA). تشير النتائج إلى زيادة كبيرة في مستويات IL-23 بين مرضى التهاب المحيط بالزرع مقارنة بالمجموعات الأخرى (P < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، كانت النمط الجيني A/A من IL-17A مرتبطًا بزيادة خطر التهاب المحيط بالزرع بمقدار 6.9 مرات (p = 0.0065)، بينما أظهر النمط الجيني G/A زيادة غير دالة بمقدار 4.9 مرات في الخطر. تشير الاستنتاجات المستخلصة من هذه الدراسة إلى أن ارتفاع مستويات IL-23 قد يساهم في الالتهاب الجهازي، مما قد يؤدي إلى ضعف الاندماج العظمي وفشل الزرع لاحقًا. علاوة على ذلك، يبدو أن تعدد أشكال جين IL-17A (allele A rs2275913) هو مؤشر مهم على القابلية للإصابة بالتهاب المحيط بالزرع، مما يشير إلى إمكانيته كعلامة بيولوجية تنبؤية للمرض. بشكل عام، تؤكد الدراسة على أهمية هذه العوامل المناعية الجينية في فهم وتوقع آلية تطور التهاب المحيط بالزرع.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على أهمية زراعة الأسنان في طب الأسنان الحديث، وخاصة دورها في استعادة الأسنان المفقودة والعمل كدعامات لمختلف التعويضات السنية. تعتمد زراعة الأسنان، المصنوعة أساسًا من التيتانيوم بسبب تكامله الجيد مع العظام، على العملية البيولوجية للاندماج العظمي لوظائفها الناجحة. تصنف الورقة فشل الزرع إلى نوعين: الفشل المبكر والفشل المتأخر، حيث يرتبط الفشل المبكر غالبًا بمضاعفات جراحية، بينما يرتبط الفشل المتأخر بفقدان الاندماج العظمي. يتم مناقشة الاستجابة الالتهابية بعد استخراج الأسنان وزرعها كعامل حاسم في الشفاء، على الرغم من أن الالتهاب المزمن يمكن أن يؤدي إلى مضاعفات مثل التهاب المحيط بالزرع، الذي يتميز بتهيج الأنسجة وفقدان العظام.
تتعمق المقدمة أيضًا في دور السيتوكينات المؤيدة للالتهاب، وخاصة الإنترلوكين-17 (IL-17) والإنترلوكين-23 (IL-23)، في آلية تطور التهاب المحيط بالزرع. ترتبط المستويات المرتفعة من IL-17 بالاستجابات الالتهابية التي تساهم في تدمير الأنسجة وإعادة امتصاص العظام. تؤكد الورقة على أهمية فهم هذه السيتوكينات كأهداف علاجية محتملة للتخفيف من العمليات الالتهابية المرتبطة بالتهاب المحيط بالزرع. تهدف الدراسة إلى التحقيق في التباينات المناعية الجينية لـ IL-17A و IL-23 فيما يتعلق ببدء وتقدم التهاب المحيط بالزرع، بناءً على الأدبيات الموجودة التي تدعم أهمية هذه العلامات في توقع إعادة امتصاص العظام.
الطرق
في هذه الدراسة المقطعية، تم تسجيل 80 مشاركًا وتصنيفهم إلى ثلاث مجموعات متميزة: مجموعة التهاب المحيط بالزرع (15 مريضًا، متوسط العمر 39.93 ± 8.21 سنة)، مجموعة الزرع الناجح (35 مشاركًا، متوسط العمر 47.33 ± 9.95 سنة)، ومجموعة التحكم من الأفراد الأصحاء (30 فردًا، متوسط العمر 41.67 ± 13.15 سنة). تهدف الدراسة إلى التحقيق في ارتباط تعدد أشكال النوكليوتيد المفرد (SNPs) لـ IL-17A مع التهاب المحيط بالزرع، مما يمثل نهجًا جديدًا في أبحاث الأسنان. تعتبر توزيع أعمار المشاركين أقل أهمية للتحيز، حيث يتم إعطاء الأولوية للتنوع الجيني على العوامل المرتبطة بالعمر في مثل هذه الدراسات.
شروط الإدراج تتطلب أن يكون المشاركون خاليين من تاريخ طبي كبير، أو حساسية، أو أمراض استقلابية، وأن يكونوا خاليين من العلاج بالمضادات الحيوية لمدة ثلاثة أشهر قبل الدراسة، بالإضافة إلى عدم استخدام الأدوية المضادة للالتهابات لمدة ستة أشهر. بالإضافة إلى ذلك، أكدت الفحوصات الشعاعية غياب فقدان العظام اللثوي. تم تقييم صحة اللثة من خلال مؤشرات مختلفة، بما في ذلك مؤشر اللويحات (PI)، مؤشر اللثة (GI)، عمق الجيب (PD)، والنزيف عند الاستكشاف (BOP)، الذي أجراه طبيب أسنان مؤهل. حصل بروتوكول الدراسة على موافقة أخلاقية من كلية طب الأسنان، جامعة بغداد.
النتائج
فحصت الدراسة مستويات الإنترلوكين-23 (IL-23) في سائل الشق المحيط بالزرع (PISF) بين مرضى التهاب المحيط بالزرع، والزراعة الناجحة، والأشخاص الأصحاء، مع إجمالي 84 مشاركًا تتراوح أعمارهم بين 21 و68 عامًا (متوسط العمر 43.9 ± 11.33). أشارت النتائج إلى ارتفاع كبير في مستويات IL-23 في مجموعة التهاب المحيط بالزرع (609.1 ± 17.1) مقارنة بمجموعة الزرع الناجح (143.4 ± 12.3) ومجموعات التحكم الصحية (120.0 ± 13.03)، مع قيمة p تساوي 0.0001. بالإضافة إلى ذلك، أظهر تحليل النمط الجيني لجين IL-17A أن النمط الجيني AA كان مرتبطًا بشكل كبير بزيادة خطر التهاب المحيط بالزرع (6.9 مرات)، بينما أظهر النمط الجيني GA زيادة بمقدار 4.9 مرات، على الرغم من عدم دلالته إحصائيًا.
أظهر التحليل الإضافي اختلافات كبيرة في تكرار النمط الجيني المتحور الهوموزي (AA) بين مجموعتي التهاب المحيط بالزرع والزراعة الناجحة (p = 0.0001). كان تكرار الأليل A أعلى بشكل ملحوظ في مجموعة التهاب المحيط بالزرع مقارنة بالمجموعات الأخرى. فيما يتعلق بمستويات IL-23 في PISF المرتبطة بالنمط الجيني، لوحظت اختلافات كبيرة في مجموعة الأصحاء (p = 0.010)، بينما لم يتم العثور على اختلافات كبيرة في مجموعة الزرع الناجح (p = 0.0718) أو بين أنماط التهاب المحيط بالزرع (p = 0.921). تؤكد هذه النتائج على التنوع الجيني المرتبط بـ IL-17A ودوره المحتمل في علم الأمراض المرتبطة بالتهاب المحيط بالزرع.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في الدراسة الضوء على أهمية تحديد حجم العينة، وتصميم البرايمر، وطرق جمع العينات للتحقيق في دور تعدد أشكال الإنترلوكين-17A (IL-17A) ومستويات IL-23 في التهاب المحيط بالزرع. تم حساب حجم عينة 80 مشاركًا باستخدام برنامج G*Power، مما يضمن قوة كافية للدراسة. شملت المنهجية جمع الدم وأخذ عينات من سائل الشق المحيط بالزرع (PISF)، تلاها الكشف الجزيئي عن تعدد أشكال IL-17A من خلال PCR والتسلسل. استخدمت الدراسة التحليلات الإحصائية باستخدام SPSS لتقييم البيانات، مؤكدة ارتباط العوامل الجينية بمرض التهاب المحيط بالزرع.
تشير النتائج الرئيسية إلى أن المرضى الذين يعانون من التهاب المحيط بالزرع أظهروا مستويات مرتفعة بشكل كبير من IL-23 في PISF مقارنة بالأشخاص الأصحاء ومستلمي الزرع الناجح (P = 0.0001). وهذا يشير إلى أن عدم تنظيم مسار IL-23/IL-17 قد يساهم في الاستجابة الالتهابية وتدهور الأنسجة المرتبط بالتهاب المحيط بالزرع. علاوة على ذلك، حددت الدراسة تكرارًا أعلى للأليل المتحور A من جين IL-17A في مجموعة التهاب المحيط بالزرع، مما يشير إلى قابلية وراثية محتملة للمرض. تشير نسبة الأرجحية 6.9 للأفراد الذين يحملون الأليل A إلى خطر كبير لتطوير التهاب المحيط بالزرع، مما يدعم الفرضية القائلة بأن تعدد أشكال IL-17A قد يعمل كعلامة بيولوجية تنبؤية للحالة. بشكل عام، تؤكد هذه النتائج على أهمية العلامات الجينية والبيوكيميائية في فهم آلية تطور التهاب المحيط بالزرع وتبرز الحاجة إلى مزيد من البحث لتوضيح الآليات الأساسية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41405-024-00193-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38413570
Publication Date: 2024-02-28
Author(s): Ehab Qasim Talib et al.
Primary Topic: Dental Implant Techniques and Outcomes
Overview
The study investigates the role of immune-genetic variations in interleukin-17A (IL-17A) and the inflammatory cytokine interleukin-23 (IL-23) in the development of peri-implantitis. Conducted with 80 participants, including patients with peri-implantitis, individuals with successful implants, and healthy controls, the research utilized blood samples to analyze gene polymorphisms in IL-17A through polymerase chain reaction (PCR) and measured IL-23 levels in peri-implant sulcus fluid (PISF) using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The findings indicate a significant increase in IL-23 levels among peri-implantitis patients compared to the other groups (P < 0.05). Additionally, the A/A genotype of IL-17A was associated with a 6.9-fold increased risk of peri-implantitis (p = 0.0065), while the G/A genotype showed a non-significant 4.9-fold increase in risk. The conclusions drawn from this research suggest that elevated IL-23 levels may contribute to systemic inflammation, potentially leading to impaired osseointegration and subsequent implant failure. Furthermore, the IL-17A gene polymorphism (rs2275913 A allele) appears to be a significant predictor of susceptibility to peri-implantitis, indicating its potential as a prognostic biomarker for the disease. Overall, the study underscores the importance of these immune-genetic factors in understanding and predicting peri-implantitis pathogenesis.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significance of dental implants in modern dentistry, particularly their role in restoring lost teeth and serving as anchors for various dental prostheses. Dental implants, primarily made from titanium due to its favorable integration with bone, rely on the biological process of osseointegration for successful functionality. The paper categorizes implant failures into early and late types, with early failures often linked to surgical complications and late failures associated with the loss of osseointegration. The inflammatory response following tooth extraction and implantation is discussed as a critical factor in healing, although chronic inflammation can lead to complications such as peri-implantitis, which is characterized by tissue irritation and bone loss.
The introduction further delves into the role of pro-inflammatory cytokines, particularly Interleukin-17 (IL-17) and Interleukin-23 (IL-23), in the pathogenesis of peri-implantitis. Elevated levels of IL-17 are associated with inflammatory responses that contribute to tissue destruction and bone resorption. The paper emphasizes the importance of understanding these cytokines as potential therapeutic targets to mitigate the inflammatory processes involved in peri-implantitis. The study aims to investigate the immunogenetic variations of IL-17A and IL-23 in relation to the initiation and progression of peri-implantitis, building on existing literature that supports the relevance of these markers in predicting bone resorption.
Methods
In this cross-sectional study, 80 subjects were enrolled and categorized into three distinct groups: the peri-implantitis group (15 patients, mean age 39.93 ± 8.21 years), the successful implants group (35 subjects, mean age 47.33 ± 9.95 years), and a control group of healthy subjects (30 individuals, mean age 41.67 ± 13.15 years). The study aims to investigate the association of IL-17A single nucleotide polymorphisms (SNPs) with peri-implantitis, marking a novel approach in dental research. The age distribution of participants is deemed less critical for bias, as genetic diversity is prioritized over age-related factors in such studies.
Inclusion criteria mandated that participants had no significant medical history, allergies, or metabolic diseases, and were free from antibiotic treatment for three months prior to the study, as well as anti-inflammatory drug use for six months. Additionally, radiographic examinations confirmed the absence of periodontal bone loss. Periodontal health was assessed through various indices, including the plaque index (PI), gingival index (GI), pocket depth (PD), and bleeding on probing (BOP), conducted by a qualified dentist. The study protocol received ethical approval from the College of Dentistry, University of Baghdad.
Results
The study examined the levels of interleukin-23 (IL-23) in peri-implant sulcular fluid (PISF) among patients with peri-implantitis, successful implants, and healthy controls, with a total of 84 participants aged 21 to 68 years (mean age 43.9 ± 11.33). The results indicated a significant elevation of IL-23 levels in the peri-implantitis group (609.1 ± 17.1) compared to the successful implant (143.4 ± 12.3) and healthy control groups (120.0 ± 13.03), with a p-value of 0.0001. Additionally, genotype analysis of the IL-17A gene revealed that the AA genotype was significantly associated with an increased risk of peri-implantitis (6.9-fold), while the GA genotype showed a 4.9-fold increase, although not statistically significant.
Further analysis demonstrated significant differences in the frequency of the mutant homozygous genotype (AA) between the peri-implantitis and successful implant groups (p = 0.0001). The A allele frequency was notably higher in the peri-implantitis group compared to the other groups. In terms of genotype-related PISF IL-23 levels, significant differences were observed in healthy controls (p = 0.010), while no significant differences were found in the successful implant group (p = 0.0718) or among the peri-implantitis genotypes (p = 0.921). These findings underscore the genetic diversity related to IL-17A and its potential role in the pathology of peri-implantitis.
Discussion
The discussion section of the study highlights the significance of sample size determination, primer design, and sample collection methods for investigating the role of interleukin-17A (IL-17A) polymorphism and IL-23 levels in peri-implantitis. A sample size of 80 subjects was calculated using G*Power software, ensuring adequate power for the study. The methodology included blood collection and peri-implant sulcular fluid (PISF) sampling, followed by molecular detection of IL-17A polymorphism through PCR and sequencing. The study employed statistical analyses using SPSS to evaluate the data, confirming the association of genetic factors with peri-implant disease.
Key findings indicate that patients with peri-implantitis exhibited significantly elevated levels of IL-23 in PISF compared to healthy controls and successful implant recipients (P = 0.0001). This suggests that dysregulation of the IL-23/IL-17 pathway may contribute to the inflammatory response and tissue degradation associated with peri-implantitis. Furthermore, the study identified a higher frequency of the mutant A allele of the IL-17A gene in the peri-implantitis group, indicating a potential genetic predisposition to the disease. The odds ratio of 6.9 for individuals with the A allele suggests a substantial risk for developing peri-implantitis, supporting the hypothesis that IL-17A polymorphism may serve as a predictive biomarker for the condition. Overall, these findings underscore the importance of genetic and biochemical markers in understanding the pathogenesis of peri-implantitis and highlight the need for further research to elucidate the underlying mechanisms.