Annons

Annons

aMMP-8 möjlig biomarkör för tidig diagnostik av parodontit och periimplantit

Det finns vissa begränsningar med de nuvarande diagnostiska metoderna för parodontit och periimplantit och ett behov av tilläggsmetoder för att ge ytterligare stöd för tidig diagnostik och prognosbedömning. Forskningsrön under senare tid har visat att biomarkören aktiv matrix metalloproteinas 8 (aMMP-8) med fördel kan användas som en del av dessa metoder för att tidigt upptäcka parodontala och periimplantära sjukdomar.

Parodontit räknas som en global kronisk infektionssjukdom och det beräknas att cirka 800 miljoner människor världen över är drabbade av parodontala sjukdomar [1].
Vid obehandlad parodontit kan sjukdomsförloppet fortsätta och riskerar då att leda till nedbrytning av tandens rothinna och omgivande alveolarben. På sikt kan tänderna bli rörliga och slutligen totalt förlora sitt fäste och därmed orsaka tandförluster. Vid förekomst av parodontit från det inflammerade området sker en frisättning av lokala inflammatoriska markörer till blodomloppet, som kan öka den inflammatoriska belastningen i hela kroppen och upprätthålla ett låggradigt systemiskt inflammatoriskt tillstånd [2].
Periimplantit är ett sjukdomstillstånd som drabbar tandimplantat och har många likheter med parodontit [3]. Att tidigt upptäcka båda dessa orala sjukdomar är viktigt för att kunna vidta orsaksinriktad behandling för dessa patienter samt upprätthålla en god prognos både kort- och långsiktigt.
År 2018 infördes en ny klassificering för parodontit och periimplantit [3, 4]. Den nya klassificeringen bygger på sjukdomarnas svårighetsgrad och progressionshastighet, där man utgår ifrån kliniskt status i kombination med röntgenologiska fynd. Det finns vissa begränsningar i dessa mätmetoder, då en bedömning av pågående parodontal och periimplantär vävnadsförlust och den framtida progressionen är svår att avgöra [3–5]. Därför har forskare under de senaste 30 åren arbetat aktivt för att hitta användbara biomarkörer, framför allt i saliv, gingivalvätska och periimplantär sulcusvätska, som komplement till de traditionella diagnostiska metoderna [5, 6].
En väl studerad och en av de mest framgångsrika biomarkörerna i diagnostiskt syfte inom parodontit och periimplantit är aktiv matrix metalloproteinas 8 (aMMP-8) [6]. Tidigare forskning visar ökade nivåer av aMMP-8 i saliv, gingivalvätska och periimplantär sulcusvätska vid förekomst av parodontal sjukdom och periimplantära sjukdomar [7–17]. Således kan det vara möjligt att identifiera aktiv parodontal sjukdom och periimplantär sjukdom i ett tidigt utvecklingsskede.

Tidigare forsk­ning visar ökade nivåer av aMMP-8 i saliv, gin­gi­valvätska och peri­im­plan­tär sulcus­vätska vid förekomst av parodontal sjukdom och periimplantära sjukdomar.

Matrix metalloproteinas (MMP)

Matrix metalloproteinaser (MMP) är proteolytiska enzymer som har förmåga att bryta ner extracellulära matrixproteiner (ECM). De utsöndras av olika celltyper, såsom fibroblaster, osteoblaster, endotelceller, makrofager, neutrofiler och lymfocyter [18].
MMP har olika roller beroende på sjukdomstillstånden. Under friska förhållanden deltar MMP i vävnadsutveckling, remodellering och sårläkningsprocesser [19]. MMP har också en antiinflammatorisk roll och verkar på mikroorganismer, det vill säga agerar vävnadsförstörande vid förekomst av ett antal olika vävnadsdestruktiva sjukdomar och tillstånd [20].
Det finns 28 medlemmar i MMP-familjen och 23 av dessa förekommer hos människor. De är genetiskt distinkta och har en strukturell relation. Alla MMP-enzymer är indelade i sex undergrupper. De mest effektiva MMP-enzymerna är kollagenaser, eftersom dessa inte bara klyver kollagen typ I, II och III, utan även andra ECM-molekyler och en rad andra proteiner [21].
Aktivering av MMP kan ske på olika sätt och det finns flera mekanismer som styr MMP-aktiviteten, exempelvis enzymhämning, aktivering av inflammatoriska cytokiner, tillväxtfaktorer och hormoner [22].

Matrix metalloproteinas 8 (MMP-8)

MMP-8, även benämnd kollagenas-2 eller neutrofil kollagenas, utsöndras av olika celltyper men huvudsakligen av neutrofiler, makrofager, plasmaceller, T-celler, fibroblaster, kondrocyter och epitelceller (figur I).
Oftast finns MMP-8 lagrad i intracellulära granula och utsöndras och frisätts som svar på extracellulära stimuli [6, 22]. MMP-8 utsöndras som ett inaktivt pro-enzym som aktiveras av reaktivt trypsin eller andra MMP-enzymer [6, 22].
Förhöjda nivåer av MMP-8 kan man hitta vid inflammatoriska tillstånd, såsom parodontal sjukdom, periimplantit, karies, åderförkalkning och cancer [6, 22]. Aktiv MMP-8 (aMMP-8) är den mest dominerande formen av MMP-8 vid inflammatoriska processer som exempelvis parodontit och periimplantit. [6, 22].

Begränsningar i nuvarande diagnostiska metoder

Det finns vissa begränsningar med de nuvarande diagnostiska metoderna för parodontit och periimplantit. Att kunna dra slutsatser om pågående sjukdom eller sjukdomshistoria (avstannad sjukdom) eller prediktera för framtida sjukdom är svårt med de befintliga diagnostiska metoderna [3, 4]. Därför finns det ett stort behov av en eller flera tilläggsmetoder för att ge ytterligare stöd för tidig dia­gnostik och prognosbedömning.
När den nya klassificeringen för parodontal sjukdom presenterades 2018 poängterade forskarna behovet av att vidareutveckla och förbättra klassificeringen i framtiden, eftersom nuvarande diagnostiska metoder för parodontala och periimplantära sjukdomar är svåra att genomföra och kräver god klinisk skicklighet och erfarenhet [4]. En möjlig väg var att identifiera genetiska, mikrobiella och värd­svars associerade biomarkörer som skiljer mellan distinkta parodontitfenotyper eller som kan återspegla initiering och progression av parodontit [23].
För att underlätta diagnostiken av ovannämnda sjukdomar är det nödvändigt att söka andra möjliga metoder. Att mäta biomarkörer i saliv, gingivalvätska eller periimplantär sulcusvätska är en metod som kan användas som komplement till den traditionella kliniska undersökningen. Att samla prover från orala vätskor betraktas som en icke-invasiv metod [6, 14, 24]. Det finns många studier inom detta område som visat ett framgångsrikt resultat för att identifiera pågående och aktivt sjukdomstillstånd inom parodontala och periimplantära sjukdomar, både hos ungdomar och vuxna individer [14–17, 25–35].

aMMP-8 som möjlig biomarkör

Forskningsrön under senare tid har visat att aMMP-8 med fördel kan användas som en del av diagnostiska metoder för att tidigt upptäcka parodontala och periimplantära sjukdomar [15–17]. Till skillnad från klinisk och röntgenologisk undersökning, ger mätning av aMMP-8-nivåer, det vill säga mätning av aktiv kollagennedbrytning, ett mer objektivt och effektivt mått på parodontit- och periimplantitaktiviteter [6–17, 24–35].
Aktuella studier inom området redovisar användning av aMMP-8 som stöd vid diagnostik av parodontit och periimplantit [15–17]. På marknaden finns i dag två olika kit i form av chairside-metoder som används för att mäta aMMP-8-nivåer hos patienter med parodontit eller periimplantit. Det kit som används för att upptäcka parodontit kallas för PerioSafe® (figur II a) och för periimplantit kallas det ImplantSafe® (figur II b) [15–17]. Resultat från klinisk användning av dessa kit – som visar aMMP-8-nivåer hos patienter med parodontit respektive periimplantit – kan relatera till blödning vid sondering (BOP), som anses vara den starkaste prediktorn för pågående sjukdom. Jämförelse av aMMP-8-nivåer och BOP hos parodontit- respektive periimplantitpatienter och friska kontrollpersoner visade att BOP var ett svagare mått på parodontit och periimplantit [15–17] jämfört med resultat från testkiten. Dessa resultat är i linje med de resultat som redovisades av Lähteenmäki et al [17]; aMMP-8 betraktades som den mest specifika biomarkören vid tidig diagnostik av periimplantit jämfört med andra biomarkörer, såsom neutrofilelastas, myeloperoxidas och MMP-9 [17].
Tabell 1 visar att aMMP-8-chairside-tester med fördel kan implementeras som en viktig biomarkör i diagnostiskt syfte för både parodontit och periimplantit inom den nya klassificeringen.
Resultat från olika vetenskapliga studier visar att aMMP-8 är en betydelsefull biomarkör för att få en uppfattning om pågående och aktiv parodontal sjukdom och periimplantär vävnadsnedbrytning. Dessa chairside-metoder (aMMP-8-tester) kan mäta risken för aktiv bindvävsdestruktion och dess progression på fem minuter [14–17, 25–35]. Känslighet för dessa tester är upp till 90 procent och specificitet ligger på mer än 85 procent [6, 14, 18, 26]. Detta innebär att ett aMMP-8-test mäter aktiviteten av parodontit respektive periimplantit hos sjuka patienter och friska individer med mycket god noggrannhet. Testet kan också användas för att utvärdera behandlingsresultat av ovan nämnda sjukdomar [14, 17, 24]. Ett negativt resultat av ett aMMP-8-test indikerar en låg risk för bindvävsdestruktion och sjukdomens vidare progression. Dessutom kan man ta reda på den exakta mängden av aMMP-8 från varje enskilt test (PerioSafe® och ImplantSafe®) med hjälp av en särskild apparat (ORALyzer®).

Testerna kan bara användas för analys av en enstaka biomarkör, vilket kan betraktas som en potentiell begränsning.

Begränsningar i testerna av ammp-8

Testerna PerioSafe® och ImplantSafe® kan bara användas för analys av en enstaka biomarkör (aMMP-8), vilket kan betraktas som en potentiell begränsning. Tidigare analyser av dessa tester har dock visat entydiga resultat. Planen är att i framtiden utveckla dessa tester så att de i princip kan kombineras med andra biomarkörer – såväl immunologiska som mikrobiologiska. Den tekniska utvecklingen av ovanstående pågår i dagsläget. Målet är att visa på likvärdigt resultat som vid analys av en enskild specifik biomarkör (aMMP-8).
En annan begränsning är att det ännu återstår att redovisa och publicera resultat av kliniska vinster inom diagnostik och behandling.

Sammanfattning

Det finns vissa begränsningar i nuvarande diagnostiska metoder avseende parodontit och periimplantit. Därför har forskare under de senaste åren lagt mycket fokus på att finna användbara biomarkörer i saliv, gingivalvätska och periimplantär sulcusvätska för att kunna använda det som komplement till aktuella diagnostiska metoder. I detta avseende är det möjligt att använda aMMP-8-chairside-metoder för att få information gällande pågående stödje­vävnadsförlust i ett tidigt stadium. Dessa tester är användarvänliga och kräver ingen speciell metodkunskap för att kunna erhålla ett provsvar på fem minuter. Testerna kan användas för att identifiera odiagnostiserade patienter med risk för parodontit eller periimplantit, men även för att tidigt dia­gnostisera patienter med dessa sjukdomar eller för att utvärdera behandlingsresultat och som stöd för prognosbedömning.

I pdf-versionen av artikeln finns de figurer som det hänvisas till i texten samt en fullständig referenslista.

Läs artikeln som pdf

pdf
Referenser
  1. GBD 2017 Oral Disorders Collaborators, Bernabe E, Marcenes W et al. Global, regional, and national levels and trends in burden of oral conditions from 1990 to 2017: A systematic analysis for the Global Burden of Disease 2017 Study. J Dent Res 2020; 99: 362–73.
  2. Hajishengallis G. Periodontitis: from microbial immune subversion to systemic inflammation. Nat Rev Immunol 2015; 15: 30–44. doi:10.1038/nri3785
  3. Berglundh T, Armitage G, Araujo MG et al. Peri-implant diseases and conditions: Consensus report of workgroup 4 of the 2017 World Workshop on the Classification of Periodontal and Peri-Implant Diseases and Conditions. J Periodontol 2018; 89 Suppl 1: 313–8. doi:10.1002/JPER.17-0739
  4. Tonetti MS, Greenwell H, Kornman KS. Staging and grading of periodontitis: Framework and proposal of a new classification and case definition. J Periodontol 2018; 89 Suppl 1: 159–72. doi:10.1002/JPER.18-0006
  5. Gul SS, Abdulkareem AA, Sha AM et al. Diagnostic accuracy of oral fluids biomarker profile to determine the current and future status of periodontal and peri-implant diseases. Diagnostics 2020; 10: 838. doi:10.3390/diagnostics10100838
  6. Sorsa T, Gursoy UK, Nwhator S et al. Analysis of matrix metalloproteinases, especially MMP-8, in gingival creviclular fluid, mouthrinse and saliva for monitoring pe­ri­o­dontal diseases. Periodontol 2000 2016; 70: 142–63. doi:10.1111/prd.12101
  7. Lee W, Aitken S, Sodek J et al. Evidence of a direct relationship between neutrophil collagenase activity and periodontal tissue destruction in vivo: Role of active enzyme in human periodontitis. J Periodontal Res 1995; 30: 23–33. doi: https://doi.org/10.1111/j.1600-0765.1995.tb01249.x
  8. Romanelli R, Mancini S, Laschinger C et al. Activation of neutrophil collagenase in periodontitis. Infect Immun 1999; 67: 2319–26.
  9. Leppilahti JM, Sorsa T, Kallio MA et al. The utility of gingival crevicular fluid matrix metalloproteinase-8 response patterns in prediction of site-level clinical treatment outcome. J Periodontol 2015; 86: 777–87. doi:10.1902/jop.2015.140421.
  10. Kiili M, Cox SW, Chen HY et al. Collagenase-2 (MMP-8) and collagenase-3 (MMP-13) in adult periodontitis: molecular forms and levels in gingival crevicular fluid and immunolocalisation in gingival tissue. J Clin Periodontol 2002; 29: 224–32. doi: 10.1034/j.1600-051x.2002.290308.x
  11. Kivelä-Rajamäki M, Maisi P, Srinivas R et al. Levels and molecular forms of MMP-7 (matrilysin-1) and MMP-8 (collagenase-2) in diseased human peri-implant sulcular fluid. J Periodontal Res 2003; 38: 583–90. doi: 10.1034/j.1600-0765.2003.00688.x
  12. Kivelä-Rajamäki MJ, Teronen OP, Maisi P et al. Laminin-5 gamma2-chain and collagenase-2 (MMP-8) in human peri-implant sulcular fluid. Clin Oral Implants Res 2003; 14: 158–65. doi: 10.1034/j.1600-0501.2003.140204.x
  13. Sorsa T, Mäntylä P, Rönkä H et al. Scientific basis of a matrix metalloproteinase-8 specific chair-side test for monitoring periodontal and peri-implant health and disease. Ann N Y Acad Sci 1999; 878: 130–40. doi:10.1111/j.1749-6632.1999.tb07679.x
  14. Alassiri S, Pärnänen P, Rathnayake N et al. The ability of quantitative, specific, and sensitive point-of-care/chair-side oral fluid immunotests for aMMP-8 to detect periodontal and peri-implant diseases. Dis Markers 2018; 1306396. doi:10.1155/2018/1306396
  15. Sorsa T, Alassiri S, Grigoriadis A et al. Active MMP-8 (aMMP-8) as a grading and staging biomarker in the periodontitis classification. Diagnostics 2020; 10: 61. doi:10.3390/diagnostics10020061
  16. Sorsa T, Bacigalupo J, Könönen M et al. Host-modulation therapy and chair-side diagnostics in the treatment of peri-implantitis. Biosensors 2020; 10: 44. doi:10.3390/bios10050044
  17. Lähteenmäki H, Umeizudike KA, Heikkinen AM et al. aMMP-8 point-of-care/chairside oral fluid technology as a rapid, non-invasive tool for periodontitis and peri-implantitis screening in a medical care setting. Diagnostics 2020; 10: 562. doi:10.3390/diagnostics10080562
  18. Uitto VJ, Overall CM, McCulloch C. Proteolytic host enzymes in gingival crevicular fluid. Periodontol 2000 2003; 31: 77–104.
  19. Tsuruda T, Costello-Boerrigter LC, Burnett JC Jr. Matrix metalloproteinases: pathways of induction by bioactive molecules. Heart Fail Rev 2004; 9: 53–61.
  20. Amălinei C, Căruntu ID, Giuşcă SE, Bălan RA. Matrix metalloproteinase involvement in pathological condition. Rom J Morphol Embryol 2010; 52: 215–28.

Upptäck mer