Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2014, vol. 51, nr 3, July-September, p. 345–350

Publication type: original article

Language: English

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Polymorphysm of Interleukin-1 in Patients with Advanced Generalized Periodontitis – Evaluation of Clinical Data

Polimorfizm IL-1 u pacjentów z zaawansowanym uogólnionym zapaleniem przyzębia – ocena wskaźników klinicznych

Jan Kowalski1,

1 Department of Periodontology and Oral Diseases, Medical University of Warsaw, Warsaw, Poland

Abstract

Background. The rapid advance in genetics has revealed the complexity of the possible correlation between the genotype and the severity of periodontitis. Nevertheless, there are several polymorphysms of certain genes that – based on the literature – could play a major role in the incidence and advancement of the inflammatory state of the periodontium. IL-1 genes, encoding interleukin-1, seem to be most discussed.
Objectives. The aim of this work was to evaluate the influence of IL-1 gene polymorphysms on the incidence of periodontitis, as well as the assessment of its contribution to the clinical state of periodontal tissues.
Material and Methods. The study group consisted of 40 generally healthy individuals (17 with generalized aggressive periodontitis, 23 with advanced generalzed chronic periodontitis). During the clinical examination the following parameters were evaluated: pocket depth, clinical attachment loss, plaque index, bleeding index. Percentage of pockets deeper than 4 mms was also evaluated. A smear from the buccal mucosa was also collected with a cotton swab and sent for evaluation of IL-1 polymorphism. For the purpose of comparison, a control group was assembled from 20 generally healthy individuals with a healthy periodontium. They underwent clinical and genetic examination.
Results. In the study group, 15 out of 40 persons were revealed as having the positive genotype, understood as carrying the 2nd allele of IL-1A and IL-1B gene. In the control group, 10 out of 20 individuals were diagnosed with a positive genotype. Logistic regression analysis has not shown a significant influence of positive genotype to the incidence of periodontitis. Comparison of clinical parameters in study group has not revealed any differences between persons carrying various alleles of IL-1 genes.
Conclusion. The IL-1 gene does not seem to play the role in the pathogenesis of periodontitis in the Polish population.

Streszczenie

Wprowadzenie. Wpływ czynnika dziedziczenia na zapoczątkowanie i rozwój zapalenia przyzębia od dłuższego czasu był tematem dyskusji naukowych. Szybki postęp w genetyce wykazuje, że natura ewentualnego związku między genotypem a stopniem zaawansowania zapalenia przyzębia jest złożona. Zidentyfikowano jednak kilka polimorfizmów konkretnych genów, które – sądząc z doniesień naukowych – mogą pełnić znaczącą rolę w inicjacji i progresji procesu zapalnego przyzębia. Najwięcej uwagi poświęcono genom IL-1 kodującym interleukinę 1.
Cel pracy. Ocena wpływu polimorfizmów genowych IL-1 na występowanie zapalenia przyzębia oraz związku genotypu IL-1 ze stanem klinicznym tkanek przyzębia.
Materiał i metody. Grupę badaną utworzono z 40 ogólnie zdrowych osób (17 z rozpoznaniem uogólnionego agresywnego zapalenia przyzębia, 23 z zaawansowanym uogólnionym przewlekłym zapaleniem przyzębia). W czasie badania klinicznego oceniano następujące wskaźniki stanu przyzębia: głębokość kieszonki, kliniczną utratę przyczepu łącznotkankowego, wskaźnik płytki, wskaźnik krwawienia. Szacowano również odsetek kieszonek o głębokości większej niż 4 mm. Za pomocą sterylnego wacika pobierano wymaz z błony śluzowej policzka i wysyłano do zbadania polimorfizmu IL-1. Do celów porównawczych utworzono grupę kontrolną z 20 ogólnie zdrowych osób, ze zdrowym przyzębiem. Poddano ją również badaniu klinicznemu i genetycznemu.
Wyniki. 15 z 40 osób z grupy badanej zidentyfikowano jako posiadających pozytywny genotyp, definiowany przez nosicielstwo drugiego allelu zarówno IL-1A, jak i IL-1B. W grupie kontrolnej u 10 z 20 osób rozpoznano pozytywny genotyp. Analiza regresji logistycznej nie wykazała znaczącego wpływu pozytywnego genotypu na występowanie zapalenia przyzębia. Porównanie wskaźników klinicznych w grupie badanej również nie wykazało znaczących różnic między osobami z różnymi allelami genów IL-1.
Wnioski. Gen IL-1 nie wydaje się wpływać na patogenezę zapalenia przyzębia w populacji polskiej.

Key words

periodontitis, polymorphism, IL-1

Słowa kluczowe

polimorfizm, IL-1, zapalenie przyzębia

References (34)

  1. Melnick M., Shields E.D., Bixler D.: Periodontosis: a phenotypic and genetic analysis. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol, 1976, 42, 32–41.
  2. Collins F.S., Morgan M., Patrinos A.: The Human Genome Project: lessons from large-scale biology. Sci. 2003, 300, 286–290.
  3. Kornman K.S., Crane A., Wang H.Y., di Giovine F.S., Newman M.G., Pirk F.W., Wilson T.G. Jr, Higginbottom F.L., Duff G.W.: The interleukin-1 genotype as a severity factor in adult periodontal disease. J. Clin. Periodontol. 1997, 24, 72–77.
  4. Gore E.A., Sanders J.J., Pandey J.P., Palesch Y., Galbraith G.M.: Interleukin-1beta+3953 allele 2: association with disease status in adult periodontitis. J. Clin. Periodontol. 1998, 25, 781–785.
  5. Engebretson S.P., Lamster I.B., Herrera-Abreu M., Celenti R.S., Timms J.M., Chaudhary A.G., di Giovine F.S., Kornman K.S.: The influence of interleukin gene polymorphism on expression of interleukin-1beta and tumor necrosis factor-alpha in periodontal tissue and gingival crevicular fluid. J. Periodontol. 1999, 70, 567–573.
  6. Socransky S.S., Haffajee A.D., Smith C., Duff G.W..: Microbiological parameters associated with IL-1 gene polymorphisms in periodontitis patients. J. Clin. Periodontol. 2000, 27, 810–818.
  7. Ehmke B., Kress W., Karch H., Grimm T., Klaiber B., Flemmig T.F.: Interleukin-1 haplotype and periodontal disease progression following therapy. J. Clin. Periodontol. 1999, 26, 810–813.
  8. Armitage G.C., Wu Y., Wang H.Y., Sorrell J., di Giovine F.S., Duff G.W.: Low prevalence of a periodontitisassociated interleukin-1 composite genotype in individuals of Chinese heritage. J. Periodontol. 2000, 71, 164–171.
  9. Papapanou P.N., Neiderud A.M., Sandros J., Dahlen G.: Interleukin-1 gene polymorphism and periodontal status. A case-control study. J. Clin. Periodontol. 2001, 28, 389–396.
  10. Laine M.L., Farre M.A., González G., van Dijk L.J., Ham A.J., Winkel E.G., Crusius J.B., Vandenbroucke J.P., van Winkelhoff A.J., Pena A.S.: Polymorphisms of the interleukin-1 gene family, oral microbial pathogens, and smoking in adult periodontitis. J. Dent. Res. 2001, 80, 1695–1699.
  11. D’Aiuto F., Parkar M., Brett P.M., Ready D., Tonetti M.S.: Gene polymorphisms in pro-inflammatory cytokines are associated with systemic inflammation in patients with severe periodontal infections. Cytokine 2004, 28, 29–34.
  12. Cullinan M.P., Westerman B., Hamlet S.M., Palmer J.E., Faddy M.J., Lang N.P., Seymour G.J.: A longitudinal study of interleukin-1 gene polymorphisms and periodontal disease in a general adult population. J. Clin. Periodontol. 2001, 28, 1137–1144.
  13. Ferreira S.B. Jr, Trombone A.P., Repeke C.E., Cardoso C.R., Martins W. Jr, Santos C.F., Trevilatto P.C., Avila-Campos M.J., Campanelli A.P., Silva J.S., Garlet G.P.: An interleukin-1beta (IL-1beta) single-nucleotide polymorphism at position 3954 and red complex periodontopathogens independently and additively modulate the levels of IL-1beta in diseased periodontal tissues. Infect. Immun. 2008, 76, 3725–3734.
  14. Wagner J., Kaminski W.E., Aslanidis C., Moder D., Hiller K.A., Christgau M., Schmitz G., Schmalz G.: Prevalence of OPG and IL-1 gene polymorphisms in chronic periodontitis. J. Clin. Periodontol. 2007, 34, 823–827.
  15. Rogers M.A., Figliomeni L., Baluchova K., Tan A.E., Davies G., Henry P.J., Price P.: Do interleukin-1 polymorphisms predict the development of periodontitis or the success of dental implants? J. Periodontal Res. 2002, 37, 37–41.
  16. Christgau M., Aslanidis C., Felden A., Hiller K.A., Schmitz G., Schmalz G.: Influence of interleukin-1 gene polymorphism on periodontal regeneration in intrabony defects. J. Periodontal Res. 2003, 38, 20–27.
  17. Scapoli C., Borzani I., Guarnelli M.E., Mamolini E., Annunziata M., Guida L., Trombelli L.: IL-1 gene cluster is not linked to aggressive periodontitis. J. Dent. Res. 2010, 89, 457–461.
  18. Greenstein G., Hart T.C.: A critical assessment of interleukin-1 (IL-1) genotyping when used in a genetic susceptibility test for severe chronic periodontitis. J. Periodontol. 2002, 73, 231–247.
  19. Kornman K., Duff G., Reilly P.: A critical assessment of interleukin-1 (IL-1) genotyping when used in a genetic susceptibility test for severe chronic periodontitis. Greenstein G., Hart T.C. (2002, 73, 231–247). J. Periodontol. 2002, 73, 1553–1556; author reply 1556–1558.
  20. Huynh-Ba G., Lang N.P., Tonetti M.S., Salvi G.E.: The association of the composite IL-1 genotype with periodontitis progression and/or treatment outcomes: a systematic review. J. Clin. Periodontol. 2007, 34, 305–317.
  21. Nikolopoulos G.K., Dimou N.L., Hamodrakas S.J., Bagos P.G.: Cytokine gene polymorphisms in periodontal disease: a meta-analysis of 53 studies including 4178 cases and 4590 controls. J. Clin. Periodontol. 2008, 35, 754–767.
  22. Grigoriadou M.E., Koutayas S.O., Madianos P.N., Strub J.R.: Interleukin-1 as a genetic marker for periodontitis: review of the literature. Quintessence Int. 2010, 41, 517–525.
  23. Deng J.S., Qin P., Li X.X., Du Y.H.: Association between interleukin-1β C (3953/4)T polymorphism and chronic periodontitis: evidence from a meta-analysis. Hum. Immunol. 2013, 74, 371–378.
  24. Lopez N.J., Jara L., Valenzuela C.Y.: Association of interleukin-1 polymorphisms with periodontal disease. J. Periodontol. 2005, 76, 234–243.
  25. Hao L., Li J.L., Yue Y., Tian Y., Wang M., Loo W.T., Cheung M.N., Chow L.W., Liu Q., Yip A.Y., Ng E.L.: Application of interleukin-1 genes and proteins to monitor the status of chronic periodontitis. Int. J. Biol. Markers 2013, 28, 92–99.
  26. Anusaksathien O., Sukboon A., Sitthiphong P., Teanpaisan R.: Distribution of interleukin-1beta(+3954) and IL-1alpha(-889) genetic variations in a Thai population group. J. Periodontol. 2003, 74, 1796–1802.
  27. Ebadian A.R., Radvar M., Tavakkol Afshari J., Sargolzaee N., Brook A., Ganjali R., Tamizi M., Arab H.R.: Gene polymorphisms of TNF-α and IL-1β are not associated with generalized aggressive periodontitis in an Iranian subpopulation. Iran J. Allergy Asthma Immunol. 2013, 12, 345–351.
  28. Yucel O.O., Berker E., Mescil L., Eratalay K., Tepe E., Tezcan I.: Association of interleukin-1 beta (+3954) gene polymorphism and gingival crevicular fluid levels in patients with aggressive and chronic periodontitis. Genet. Couns 2013, 24, 21–35.
  29. Sakellari D., Koukoudetsos S., Arsenakis M., Konstantinidis A.: Prevalence of IL-1A and IL-1B polymorphisms in a Greek population. J. Clin. Periodontol. 2003, 30, 35–41.
  30. Droździk A., Kurzawski M., Safronow K., Banach J.: Polymorphism in interleukin-1beta gene and the risk of periodontitis in a Polish population. Adv. Med. Sci. 2006, 51 Suppl, 13–17.
  31. Saleh T.A., Stephen L., Kotze M., Pretorius A.: The composite interleukin-1 genotype in South Africa. SADJ 2009, 64, 170–173.
  32. Kaarthikeyan G., Jayakumar N.D., Padmalatha O., Sheeja V., Sankari M., Anandan B.: Analysis of the association between interleukin-1beta (+3954) gene polymorphism and chronic periodontitis in a sample of the south Indian population. Indian J. Dent. Res. 2009, 20, 37–40.
  33. Archana P.M., Salman A.A., Kumar T.S., Saraswathi P.K., Panishankar K.H., Kumarasamy P.: Association between interleukin-1 gene polymorphism and severity of chronic periodontitis in a south Indian population group. J. Indian Soc. Periodontol. 2012, 16, 174–178.
  34. Divaris K., Monda K.L., North K.E., Olshan A.F., Reynolds L.M., Hsueh W.C., Lange E.M., Moss K., Barros S .P., Weyant R.J., Liu Y., Newman A.B., Beck J.D., Offenbacher S.: Exploring the genetic basis of chronic periodontitis: a genome-wide association study. Hum. Mol. Genet. 2013, 22, 2312–2324, doi: 10.1093/hmg/ddt065.