Influenta combinatiei metronidazol – amoxicilina asupra matricei metalproteinazei-1 si echilibrul inhibitorilor celulari ai matricei metaloproteinezelor in parodontita generalizata acută

Rezumat:

Obiectiv: Parodontita generalizata acuta (PGA) este o boala parodontala complexa care afecteaza intreaga dentitie ptrintr-o rapida distructie a parodontiului ducand la pierderea dintilor. S-a plecat de la ipoteza ca o mai buna vindecare clinica poate fi legata de utilizarea adjuvanta a combinatiei amoxicilina-metronidazol pentru a se inversa echilibrul matricei proteinazelor (MPM)  si a inhibitorilor ei tisulari (IMPM ) care este asociata cu distructia osului alveolar si a tesutului conectiv la pacientii cu PGG.

Materiale si metode: 28 de subiecti diagnosticati cu PGA au fost studiati. Pacientii au fost selectati aleator in grupurile de test sau de control. Raportul MPM -1/ I MPM -1 a fost comparat intre grupurile care au primit doar chiuretaj si detartraj radicular (control) si cele in combinatie cu metronidazole si amoxicilina (test). Clinic s-au facut masuratori ale variabilelor parodontale. Fluidul santului cervical a fost recoltat si analizat pentru MP-1 si IC-1 . Masuratorile au fost facute la sfarsit si repetate la 3 si 6 luni dupa tratament.

Rezultate: Nivelurile MP-1 au scazut in mod semnificativ in ambele grupuri (P<0.05) la 3 si 6 luni. Nivelurile concentratiei IC-1 au crescut in grupul de test de-a lungul perioadei de studiu, dar diferenta nu a avut o semnificatie statistica (P> 0.05). Echilibrul IMPM-1/MPM-1 a fost restabilit in grupul test la 6 luni semnificativ mai bine decat grupul control (P<0.05).

Concluzie: Rezultatele acestui studiu sugereaza ca  metronidazolul combinat cu amoxicilina  este un bun adjuvant al chiuretajului radicular cu rezultate bune clinice in vederea restaurarii echilibrului MP-1/IMPM -1.

Abstract:

Objective: Generalized aggressive periodontitis (GAgP) is a complex periodontal disease affecting the entire dentition with a rapid destruction of the periodontium and resulting in loss of teeth. We hypothesized that better clinical healing of adjunctive use of amoxicillin plus metronidazole combination may be related to the effect of this combination therapy to restore imbalance between matrix metalloproteinases (MMP) and their tissue inhibitors (TIMP) which is associated with connective tissue and alveolar bone destruction in patients with GAgP.

Materials and Methods: Twenty-eight subjects diagnosed with GAgP were recruited. Patients were randomly assigned to test or control groups. MMP-1/TIMP-1 ratio was compared between groups receiving scaling and root planning (SRP) alone (control) or in combination with amoxicillin plus metronidazole (test). Clinical periodontal variables were measured. Gingival crevicular fluid samples were obtained and analyzed for MMP-1 and TIMP-1.

Measurements were taken at baseline and repeated at 3 and 6 months after therapy. Results: Total MMP-1 levels were signifi cantlydecreased in both groups (P < 0.05) at 3 and 6 months. MMP-1 concentration levels showed a similar pattern to MMP-1 total

levels decreasing signifi cantly at 3 months (P < 0.05). TIMP-1 concentration levels increased in the test group throughout the study period, while the difference did not reach statistical signifi cance (P > 0.05). TIMP-1/MMP-1 balance was restored in test group at

6 months signifi cantly better than the control group (P < 0.05).

Conclusion: The results of this study suggest that metronidazole and amoxicillin combination as an adjunct to SRP results in better clinical healing through restoring TIMP-1/MMP-1 balance.

Introducere

Boala parodontala este initiata ca o infectie unde distructia tisulara este asocita cu raspunsul inflamator al gazdei.^[1] Parodontita generealizata agresiva (PGA) afecteaza cel putin 2 dinti permanenti altii decat incisivii si primii molari. Distructia rapida a parodontiului se soldeaza cu pierderea dintilor datorita pierderii tesutului de atasament si a osului. Bacteriile specifice ca Porphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, si  Tannerella forsythia au fost incriminate in PGA.^[2-4] Desi etiologia imunologica si microbiologica a PGA difera fata de cea cronica (PC) strategiile de tratament sunt in linii mari aceleasi. Terapia mecanica folosind tehnici chirurgicale si nechirurgicale reprezinta prima abordare. Oricum, PGA are o evolutie mai severa , de aceea, mijloace adjuvante pot fi folosite pentru a controla rapida distructie tisulara prin scaderea microflorei patogenice. Metronidazol plus amoxicilina reprezinta o buna alegere datorita eficacitatii bacteriene crescute si a spectrului larg spre deosebire de monoterapia cu antiobiotice.^[5,6]

In timpul procesului patologic al parodontitei, factori microbiologici ai inflamatiei mediati de gazda determina celulele tisulare sa elibereze enzime responsabile de turnoverul tisular. ^[7] Metaloproteinazele matriceale (MPM), familie de 28 endopeptide cunoscute cu activitati impotriva macromeleculelor matriceale extracelulare cum ar fi colagen tip I, care este principala proteina structurala in tesuturile conective care include parodontiul, sunt strans asociate bolii parodontale. MPM-urile se aseamana intr-o oarecare masura structural si functional in timp ce difera in specificitatea substratului. MPM-1, MPM-2, MPM-8, MPM-9, MPM-12 si MPM-13 sunt printre cele mai studiate MPM-uri.^[7-9] Inhibitorii biologici ai MPM-urilor, cunoscuti ca inhibitori tisulari de MPM-uri (IMPM) le regleaza echilibrul si reinstaureaza homeostazia tisulara.^[10] Deci, distrugerea tisulara este proportionala cu un dezechlibru intre MPM-uri si IMPM-uri iar un dezechilibru este asociat cu diferite conditii patogene.^[11] Acest proces de desfasoara pe o mai lunga perioada, timp in care tesutul sanatos si normal poate fi mentinut.^[12]

Mai multe studii au luat in considerare MPM-urile ca biomarkeri pentru progresul bolii parodontale ^[13-15]in special in formele agresive.^[16,17] Gena 1562 T alela din MPM-9 a fost asociata cu riscui scazut de PGA ^[12] in timp ce gena polimorpa din MPM-1 se asociaza cu PGA.^[16] MPM-2, -9 si 13 au fost descoperite ca fiind ridicate in zonele contaminate la copii cu PGA in comparatie cu adultii cu PC sau sanatosi.^[17] MPM-8 a fost corelata cu activitatea infectioasa in fluidul santului gingival la pacientii cu PC progresiva.^[13] Mai multe tipuri de MPM-uri au fost asociate cu cresterea severitatii inflamatiei parodontale, indicand ca, aceste molecule ar putea participa in reglarea avasansarii bolii parodontale.^[18=20] Un studiu recent a sugerat ca tratamentul pentru boala parodontala a determinat cresterea IMPM-1 si a scazut raportul MPM/IMPM-1 la pacientii cu forme cronice.^[21] Printre variate forme de MPM-uri, MPM-8 este eliberata primar de granulocite PMN-uri(neutrofile), iar MPM-1 este produsa de fibroblaste si keratinocite in timpul inflamatiei si de catre celule imune pentru a distruge colagenul de tip I si II, avand loc cheie in patologia parodontala. MPM-1 poate servi ca initiator al distructiei parodontale, iar supraexprimarea lui poate duce la o degradare accelerata a matricei in conditii patogene cum ar fi parodontita.^[21-24] Activitatea proteolititca a MPM-1 este controlata de IMPM-1 in timpul vindecarii si a procesului inflamator.^[25] Raportul MPM-1/ IMPM-1 a fost propus ca indicator pentru vindecare.^[26] Acest raport scade dupa terapie parodontala nechirurgicala. Descoperirea legaturii dintre MPM-uri si distructia parodontala a sugerat cercetatorilor posibilitatea inhibarii activitatii MPM cu ajutorul agentilor terapeutici ca tetraciclinele si subantibioticele doxiciclinele.^[27,28] In studiile anterioare s-a demonstrat ca o abordare polifarmaceutica duce la o scadere semnificativa si substantiala aT.forsythia si previne recolonizarea timp de 6 luni.^[29] In urmatorul test se verifica ipoteza daca metronidazolul si amixicilina ca adjuvanti non-chirurgical ai terapiei pardontale pot duce la o vindecare clinica mai buna prin restaurarea echilibrului MPM-1 si IMPM-1 la pacientii cu PGA.

Materiale si metode

Studiul populatiei

Un total de 28 de pacienti, 19 femei si 9 barbati cu varste intre 15 si 45 ani au fost studiati intre 2004 si 2006.  Cum marja de varsta la PGA este mai mare comparativ cu forma localizata, alaturi de adulti au fost studiati si tineri. Subiectii au fost recrutati dintre pacientii care s-au prezentat la Facultatea de Medicina, catedra de Parodontologie din Istanbul. Anamneza, examenul clinic au fost efectuate pentru a se decide daca pacientii intrunesc conditiile studiului. Pacientii inclusi au fost diagnosticati cu PGA dupa criteriile Academiei Americane de Parodontologie: Cel putin 20 de dinti, cel putin 2 dinti in fiecare cadran cu o punga parodontala de cel putin 5 mm adancime, pierdere de atasament si os in jurul a cel putin 3 dinti diferiti de incisivi sau primii molari. Criteriile de excludere au inclus dinti cu obturatii, sarcina, lactatia sau alergia la medicamentele utilizate in studiu, fumatul a mai multe de 10 tigari pe zi, boli sistemice care ar putea interfera cu boala parodontala, antecedente ale tratamentului pardontal. Protocolul stiudiului a fost aprobat de catre Comisia de Etica a Universitatii din Istanbul. Toti pacientii au fost informati despre natura studiului si au semnal consimtamantul informat.

Masuratori clinice si protocolul tratamentului

Pacientii de studiu au fost aleator desemnati grupui de test sau control prin aruncarea unei monezi de catre un individ care nu a facut parte in studiul clinic. Toti indicii au fost inregistrati la sfarsit si repetati dupa 3, respectiv 6 luni dupa terapie de catre unul dintre investigatori. Parametrii clinici au inclus indicii de placa (IP) Silness-Loe^[31] , indicele gingival (IG) Loe-Silness^[32] , sondarea pungilor parodontale si nivelul gingiei atasate. Nivelul gingiei atasate a fost masurate prin masurarea distantei dintre jonctiunea cement-smalt si baza santului gingival. Masuratorile au fost efectuate la 6 situsuri/ dinti/ excluzand molarii de minte, folosind o sonda padontala (PCP-UNC-15, Hu-Friedy, Chicago,

IL). Subiectilor din grupul test le-au fost efectuate detratraj si chiuretaj radicular si aplicat combinatia metronidazol( 500mg, 3×1)-amoxicilina(500mg, 3×1) in timp ce grupul de control a primit doar detartraj si chiuretaj radicular. Chiuretajul radicular a fost efectuat in 2 vizite consecutive intr-o saptamana. Antibioticele sistemice au fost administrate la inceputul tratamentului si au continuat timp de 7 zile. Toti pacientii au fost tratati de catre alt investigatoricare prin metoda „orb” a fost desemnati grupului si de la care subiectii au primit antibioticele. Acest investigator de asemenea a efectuat masuratorile clinice si a prelevat mostrele. Conduita tratamentului  nu i-a fost dezvaluita decat cand datele au fost analizate de catre un statistician. Dupa recrutare, evaluari clinice au fost intreprinse iar locurile pentru mostre au fost desemnate. Toti subiectii au fost urmariti lunar asupra normelor de igiena si a detartrajului supragingival.

Prelevarea lichidului gingival sulcular (LGS)

A fost prelevat lichidul sulcular la sfarsitul tratamentului si dupa 3, respectiv 6 luni.Mostrele de LGS au fost recoltate din partea meziovestibulara a celei mai lungi radacini a dintelui monoradicular cu o punga parodontala mai mare de 5 mm, a fiecarui pacient. O mostra per vizita. Un toatal de 3 mostre au fost colectate de la fiecare pacient pe tota durata studiului din acealsi loc donator. Recoltarea s-a efectuat dupa o saptamana de la masuratorile clinice. Inainte de recoltare cu ajutorul unei chiurete sterile placa supragingivala a fost indepartata. Suprafetele au fost apoi uscate cu spray-ul de aer si apoi izolate cu rulouri de vata. LGS a fost recoltat cu filtru de hartie tip Harco Electronics, Winnipeg,Canada care au fost cu grija inserate in sant pana cand s-a simtit rezistenta moderata si au fost lasate acolo 30s. Benzile de filtru contaminate cu sange au fost aruncate. Volumul absorbit al fiecarei benzi a fost determinat cu ajutaorul Periotrnului 6000 (IMPM-1 ELISA kit: BiosourceInternational, Inc., CA, USA),dupa care benzile au fost asezate in eprubete sterile Eppendorf si pastrate la -80ºC pana la analiza. Doi parametrii au fost analizate din aceeasi banda. Citirile Periotronului 6000 au fost converite in ml prin referire la curba standard.

Analiza MPM-1 si IMPM-1

LGS a fost extras din filtru cu ajutorul unei soluti tampon 250-µl Tween pentru 30 min si apoi lasat la sedimentat pe o masuta vibratorie peste noapte. Nivelurile totale de MPM-1 si IMPM-1 din mostrele LGS au fost determinate utilizand kitul comercial de la TIMP-1 ELISA kit: Biosource International, Inc., CA, USA,MMP-1 kit: Calbiochem, Canada. Limita detectiei al MPM-1 este de 0.023 ng/ml, la IMPM-1 este de 1 ng/ml. Densitatile optice au fost masurate la o lungime de unda de 45nm.

Analiza datelor

Inainte de inceperea studiului, marimea si puterea mostrei au fost calculate. Eroare de tip 1 a fost de 0.05, eroare tip 2 de 0.02, iar puterea a fost luata la 80% intre final si la 3 luni. Mostrele minime au fost de 12 subiecti pentru fiecare grup. Pentru a compensa pentru eventualele neprezentari, 16 pacienti au fost initial recrutati per grup de tratament.

Rezultate

Rezultate clinice si demografice

Nu s-a obtinut nicio diferenta in termeni de varsta sau distributie de sex in ambele grupuri. In plus, niciun subiect din grupuri nu a fumat mai mult de 10 tigari/zi. O imbunatatire semnificativa a fost descoperita intre final si dupa 3 luni si intre final si 6 luni in ambele grupuri, cu nicio diferenta semnificativa intre 3 si 6 luni. Ambele metode de tratament au dat rezultate bune ale adancimii de sondare si a nivelului gingiei atasate la 3 si 6 luni comparate cu sfarsitul tratamenului.

Nivelul de MPM-1 si IMPM-1 si raportul MPM-1/IMPM-1 in fluidul santului cervical

Nivelul total IMPM-1 nu s-a modificat semnificativ in grupul de studiu la 3 sau 6 luni. Un comportament asemanator s-a observat si in grupul de control. Comparativ cu grupul de control, cresterea in grupul test a fost mai stabila  pentru IMPM-1. Nivelurile toatale de MPM-1 au fost semnificativ reduse in amble grupuri la 3 si 6 luni cu precadere in cele de 3 luni.

Discutie

Scopul acestui test clinic random a fost sa evalueze impactul complexului metrinidazol-amoxicilina ca adjuvant la terapia nechirurgicala la pacientii cu PGA. Rezultatul a fost evaluat pe o perioada de 6 luni. Datele au indicat ca ambele metode de tratament au ca rezultat semnificative si stabile imbunatatiri ai parametrilor clinici cu reducerea inflamatiei, adancimea pungii parodontale si castig de gingie atasata. Pungile mai adanci beneficiaza de utilizarea adjuvanta a combinatiei de antibiotice cu o vindecare mai stabile spre deosebire de cele mai superficiale sau moderate. Datele clinice indica faptul ca restaurarea echilibrului intre MPM-1 si IMPM-1 este facilitat in zonele in care chiuretajul radicular are acces si eficacitate limitata.

Tratamentul PGA reprezinta o provocare pentru clinicieni.Pe masura ce boala evolueaza rapid si sever, tratamentul adjuvant este, de obicei, necesar pentru a imbunatatii rezultatul. Avand in vedere etiologia bacteriana, antibioticele sistemice pot fi o alegere buna in terapia adjuvanta a PGA. Dar cum pare un biofilm bacterian specific, mai intai terapia mecanica trebuie instituita pentru a nu lasa biofilmul sa limiteze efectele antibioticelor.

Referinte:

1. Kornman KS. Mapping the pathogenesis of periodontitis: A new look. J Periodontol 2008;79 8 Suppl: 1560-8.

2. Tolo K, Schenck K. Activity of serum immunoglobulins G, A, and M to six anaerobic, oral bacteria in diagnosis of periodontitis. J Periodontal Res 1985;20:113-21.

3. Carvalho RP, Mesquita JS, Bonomo A, Elsas PX, Colombo AP. Relationship of neutrophil phagocytosis and oxidative burst with the subgingival microbiota of generalized aggressive periodontitis. Oral Microbiol Immunol 2009;24:124-32.

4. Faveri M, Mayer MP, Feres M, de Figueiredo LC, Dewhirst FE, Paster BJ. Microbiological diversity of generalized aggressive periodontitis by 16S rRNA clonal analysis. Oral Microbiol Immunol 2008;23:112-8.

5. Pavicic MJ, van Winkelhoff AJ, Douqué NH, Steures RW, de Graaff J. Microbiological and clinical eff ects of metronidazole and amoxicillin in Actinobacillus actinomycetemcomitans-associated periodontitis. A 2-year evaluation. J Clin Periodontol 1994;21:107-12.

6. Emingil G, Han B, Ozdemir G, Tervahartiala T, Vural C, Atilla G, et al. Eff ect of azithromycin, as an adjunct to nonsurgical periodontal treatment, on microbiological parameters and gingival crevicular fl uid biomarkers in generalized aggressive periodontitis. J Periodontal Res 2012;47:729-39.

7. Pussinen PJ, Paju S, Mäntylä P, Sorsa T. Serum microbial- and host-derived markers of periodontal diseases: A review. Curr Med Chem 2007;14:2402-12.

8. Sexton WM, Lin Y, Kryscio RJ, Dawson DR 3rd, Ebersole JL, Miller CS. Salivary biomarkers of periodontal disease in response to treatment. J Clin Periodontol 2011;38:434-41.

9. Birkedal-Hansen H. Role of matrix metalloproteinases in human periodontal diseases. J Periodontol 1993;64:474-84.

10. Verstappen J, Von den Hoff JW. Tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs): Their biological functions and

involvement in oral disease. J Dent Res 2006;85:1074-84.

11. López-Otín C, Matrisian LM. Emerging roles of proteases in tumour suppression. Nat Rev Cancer 2007;7:800-8.

12. Murphy G, Nagase H. Reappraising metalloproteinases in rheumatoid arthritis and osteoarthritis: Destruction or repair? Nat Clin Pract Rheumatol 2008;4:128-35.

13. Hernández M, Gamonal J, Tervahartiala T, Mäntylä P, Rivera O, Dezerega A, et al. Associations between matrix metalloproteinase-8 and -14 and myeloperoxidase in gingival crevicular fluid from subjects with progressive chronic periodontitis: A longitudinal study. J Periodontol 2010;81:1644-52.

14. Reinhardt RA, Stoner JA, Golub LM, Lee HM, Nummikoski PV, Sorsa T, et al. Association of gingival crevicular fl uid biomarkers during periodontal maintenance with subsequent progressive periodontitis. J Periodontol 2010;81:251-9.

15. Kubota T, Itagaki M, Hoshino C, Nagata M, Morozumi T, Kobayashi T, et al. Altered gene expression levels of matrix metalloproteinases and their inhibitors in periodontitis-aff ected gingival tissue. J Periodontol 2008;79:166-73.

16. Cao Z, Li C, Jin L, Corbet EF. Association of matrix metalloproteinase-1 promoter polymorphism with generalized aggressive periodontitis in a Chinese population. J Periodontal Res 2005;40:427-31.

17. Alfant B, Shaddox LM, Tobler J, Magnusson I, Aukhil I, Walker C. Matrix metalloproteinase levels in children with aggressive periodontitis. J Periodontol 2008;79:819-26.

Dr. Şerban Muzas

medic stomatolog
Dental Mimesis