Dołącz do czytelników
Brak wyników

Temat numeru

3 lutego 2019

NR 47 (Listopad 2018)

Perspektywy testowania genetycznego u chorych z postacią agresywną i przewlekłą zapalenia przyzębia

0 170

środowiskowych (periopatogeny, palenie papierosów, zła dieta, stres) oraz genetycznych (zmiany w genomie określane jako tło genetyczne). W patogenezie chorób przyzębia najbardziej istotną rolę odgrywa nieodpowiednia higiena jamy ustnej, która sprzyja obecności bakterii patogennych (periopatogenów) inicjujących stan zapalny, z czasem prowadzący do zmian degeneracyjnych w obrębie dziąseł, kości i więzadeł jamy ustnej.


Przebieg i kinetyka reakcji odpowiedzi immunologicznej jest regulowana m.in. przez: zmiany w genomie (tło genetyczne) chorego oraz wpływ innych czynników ryzyka, takich jak palenie papierosów, współwystępujące choroby i zaburzenia – cukrzyca, otyłość, choroby sercowo-naczyniowe. Ponadto czynniki środowiskowe mogą modulować ekspresję wybranych genów poprzez zmiany w tzw. epigenomie obejmującym informację molekularną związaną z metabolizmem genomu, ale zapisaną poza sekwencją nukleotydów podwójnej helisy DNA (np. w postaci specyficznego profilu metylacji DNA, modyfikacji histonów – białek związanych z DNA, czy zmian w profilu cząsteczek mikroRNA) (schemat 1).

Czynnikami ryzyka genetycznego warunkującymi rozwój większości chorób cywilizacyjnych, w tym także chorób przyzębia, są najczęściej polimorfizmy DNA występujące w genomie człowieka. W 2003 r. zakończył się program „Genom Człowieka” (ang. The Human Genome Project), którego realizacja zaowocowała „odczytaniem” pełnej sekwencji DNA genomu (ok. 6 mld par zasad – 6 × 109). Wciąż jednak nie w pełni zostały poznane różnice pomiędzy genomami poszczególnych osób, grup etnicznych i ras uwarunkowane naturalną zmiennością genomu człowieka, zwaną inaczej polimorfizmem genetycznym. Polimorfizm genetyczny (polimorfizm DNA) to rozpowszechniona w populacji ogólnej zmiana kodu genetycznego warunkująca powstanie dwóch lub więcej form danego genu (wariantów polimorficznych), inaczej alleli. Rozkład wybranych polimorfizmów DNA (czynników ryzyka) w genomie danej osoby stanowi istotny element tła genetycznego. To polimorfizmy DNA determinują indywidualną zmienność odpowiedzi organizmu na leki oraz czynniki środowiskowe, takie jak wirusy, bakterie, toksyny czy substancje chemiczne. Często są wykorzystywane jako markery genetyczne chorób w molekularnej diagnostyce laboratoryjnej.

Do najczęstszych polimorfizmów DNA w genomie należą polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (ang. single nucleotide polymorphism – SNP), np. zamiana guaniny (G) na cytozynę (C) lub adeniny (A) na tyminę (T) w jednej nici lub w obu niciach podwójnej helisy DNA (schemat 2). Polimorfizmy pojedynczego nukleotydu występują we wszystkich regionach genomu: w sekwencjach kodujących (egzony), w sekwencjach niekodujących (introny) oraz międzygenowych (regiony regulatorowe promotorów i 3’UTR). Zlokalizowane w egzonach SNP często powodują zmiany w sekwencji aminokwasów prowadzące do zaburzenia struktury i funkcji białka. Niektóre SNP mogą mieć wpływ na procesy związane m.in. ze składaniem genu (ang. splicing) oraz syntezą białek. Polimorfizmy pojedynczego nukleotydu w regionach promotorów mogą modulować ekspresję genów. W ten sposób SNP poprzez zmiany w metaboliźmie komórki staje się czynnikiem ryzyka predysponującym do rozwoju określonej choroby. 

Polimorfizmy DNA istotne w rozwoju chorób przyzębia

Pierwsze czynniki ryzyka genetycznego w przewlekłym zapaleniu przyzębia zostały zidentyfikowane w 1997 r. przez Kornmana i wsp. Badacze wykryli podwyższoną częstość występowania dwóch polimorfizmów DNA w genach prozapalnych cytokin: Interleukiny 1 alfa (IL-1A-899) oraz Interleukiny 1 beta (IL-1 B +3953) [1]. U osób niepalących i jednocześnie będących nosicielami allela *2 dla obu SNP (homozygoty alleli IL-1A-899 *2 i IL-1B+3953 *2) ryzyko rozwoju choroby było 7-krotnie wyższe [1].

Tranzycja C (allel *1) na T (allel *2) (C > T) w regionie promotora genu IL-1A w pozycji –889 oraz w egzonie 5 genu IL-1B w pozycji +3953 wiąże się z podwyższoną produkcją prozapalnej cytokiny. U homo- i heterozygot allelu 2 chorych na zapalenie przyzębia obserwowano wyższy poziom cytokin: IL-1A i IL-1B w płynie kieszonki dziąsłowej, co bezpośrednio przekładało się na wzrost intensywności procesów zapalnych w tkance dziąsła [2, 3].

Nadal nie wiadomo, czy i w jakim stopniu tło genetyczne postaci agresywnej różni się od postaci przewlekłej. 

Dotychczasowe wyniki badań wydają się wskazywać na istotne różnice. Metaanaliza polimorfizmów DNA w genach najważniejszych cytokin, tj. IL-1A, IL-1B, IL-6 i czynnika martwicy nowotworów α (tumour necrosis factor α-TNF α) przeprowadzona

w grupie ponad 8500 osób (w tym 4178 chorych i 4590 osobników kontrolych) potwierdziła istotną statystycznie asocjację polimorfizmu IL-1B T[-511]C tylko z postacią przewlekłą zapalenia przyzębia [4]. Analiza 10 innych SNP w genach klasteru IL-1 (geny: IL-1A, IL-1B, IL-1RN, CKAP2 L na chromosomie 2q14) przeprowadzona w kohorcie 874 niemieckich i duńskich chorych wykazała brak asocjacji z postacią agresywną zapalenia przyzębia [5]. Ostatnio w kohorcie 130 niemieckich i 45 irlandzkich chorych wykryto silną asocjację agresywnej postaci choroby z regionem p21.3 na chromosomie 9 [6].

Schemat 1. Schemat dziedziczenia wieloczynnikowego przy udziale czynników środowiskowych, genetycznych i epigenetycznych

Poszukiwania kolejnych czynników ryzyka genetycznego istotnych w rozwoju zarówno postaci agresywnej, jak i przewlekłej chorób przyzębia wciąż trwają. Wśród kilkudziesięciu analizowanych polimorfizmów DNA na uwagę zasługują przede wszystkim zmiany w genach związanych bezpośrednio ze stanem zapalnym i odpowiedzią immunologiczną organizmu chorego (geny m.in.: IL-1A, IL- 1B, IL-4, IL-6, IL-10, TNFA, FcγR, CD14, TLR2, TLR4 i inne) oraz metabolizmem komórkowym tkanek objętych procesami destrukcji w wyniku rozwoju choroby (geny m.in.: Metaloproteinaz Macierzy Komórkowej: MMP1, MMP2, MMP3, MMP9, MMP1, VDR i inne). Szczególnie interesujący wydaje się polimorfizm genu Receptora Witaminy D (VDR; chromosom 12q12-14) związany z metabolizmem kości i funkcjonowaniem układu odpornościowego (biorący udział m.in. w fagocytozie i procesach różnicowania monocytów). Cztery analizowane polimorfizmy długości fragmentów restrykcyjnych, tzw. RLFP (ang. restriction fragment length polymorphism), czyli SNP rozpoznawane przez następujące restryktazy: TaqI (T > C), BsmI (A > G), ApaI (A > G) oraz FokI (G > T) o dokładnie jeszcze niepoznanych efektach molekularnych, wskazywały na asocjację z postacią przewlekłą periodontopatii we wszystkich badanych dotąd populacjach chorych zarówno rasy kaukaskiej, jak i innych grup etnicznych (Chiny, Japonia, Turcja, Brazylia). Podobnie istotne różnice były obserwowane w rozkładzie SNP w genie

Cyklooksygenazy 2 (COX-2) w dwóch różnych kohortach chińskich chorych. Cyklooksygenaza 2 jest enzymem katalizującym konwersję kwasu arachidowego w prostaglandyny inicjujące proces zapalny. W grupie 146 chorych z przewlekłym zapaleniem przyzębia polimorfizm G-1195 A występował znacznie częściej w porównaniu z grupą kontrolną. Podczas gdy polimorfizm G-765 C testowany wśród 343 chorych z postacią przewlekłą i 35 chorych z postacią agresywną występował znacznie rzadziej, co mogłoby wskazywać na pewne działanie ochronne polimorficznego allelu –765 C genu COX-2. Ciekawy, choć dotąd jeszcze nie w pełni potwierdzony, może być związek periodontopatii z genami TLR2 (chromosom 4q32) oraz TLR4 (chromosom 9q32-q33) kodującymi receptory Toll 2 i Toll 4. Z dziewięciu analizowanych SNP w genach TLR2 i TLR4 w populacji japońskich chorych tylko jeden polimorfizm TLR4 C[+3725]T wskazał na możliwą asocjację z postacią przewlekłą choroby przyzębia.

Mimo że w innych badaniach z udziałem chorych z różnych grup etnicznych nie potwierdzono udziału zmienności genów TLR2 i TLR4 w rozwoju choroby, to wiadomo, że niektóre polimorfizmy zmieniają strukturę białka. 

Dwa po...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • Roczną prenumeratę dwumiesięcznika Forum Stomatologii Praktycznej
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy