MASARYK UNIVERSITY
FACULTY OF MEDICINE
HABILITATION THESIS
Brno 2019 RNDr. Petra Bořilová Linhartová, Ph.D.
2
MASARYK UNIVERSITY
FACULTY OF MEDICINE
CLINIC OF STOMATOLOGY
IMMUNOGENETICS
OF COMPLEX ORAL DISEASES
Habilitation thesis in the field of Medical Biology
Author:
RNDr. Petra Bořilová Linhartová, Ph.D.
Brno 2019
3
Abstract
Background and Aim. Host susceptibility to the onset and development of the most
common complex oral diseases has been intensively studied in different populations.
Candidate genes are selected based on the results from genetic association studies and
etiopathogenetic hypothesis of the specific disease affecting the oral cavity. All genes related
to both innate and adaptive immunity are the subject of interest in immunogenetics. The
main aim of our research was to determine the risk or protective variants of selected genes
encoding immunoregulatory factors in relation to recurrent aphthous stomatitis (RAS),
external apical root resorption (EARR), dental caries, and chronic periodontitis (CP).
Methods. The Habilitation thesis is a set of commentaries to 10 articles (first author/shared
first author in 6/1 cases) published in international journals indexed in the Web of Science
database. There are four main parts of the thesis which correspond to one of the selected
complex oral diseases: RAS, EARR after orthodontic treatment, dental caries, and CP. The
genetic studies were all designed as an association case-control study. Gene variants in
interleukins (IL-1 and its receptor antagonist IL-1RN, IL-2, IL-4 and its receptor alpha
IL-4Ra, IL-6 and its receptor IL-6R, IL-8 and its receptor CXCR2, IL-10, and IL-17),
NOD-like receptor (NLRP3), angiotensin converting enzyme (ACE), and vitamin D receptor
(VDR) were determined. Laboratory analyses were based on polymerase chain reaction
(PCR) and some studies comprised the implementation of Luminex or enzyme-linked
immunosorbent assay (ELISA) techniques, isolation and cultivation of peripheral blood
mononuclear cells (PBMCs) with specific stimulants (among others periodontal bacteria)
and the molecular detection of oral bacteria.
Results. Variability in the IL-10 gene and NLRP3 may play an important role in the
development of RAS, especially some IL-10 haplotypes with proven functional emergence
(P<0.05). Specific P2RX7 haplotype predisposing its carrier to increased pro-inflammatory
IL-1β secretion was associated with the risk of EARR development (P<0.05). ACE I/D
polymorphism may be associated with caries in permanent (P<0.05) but not primary
dentition (P>0.05), especially in Czech girls. Although the VDR TaqI variant cannot be a
marker for dental caries risk in our population (P>0.05), an association with gingivitis in
children was found (P<0.05). Significant differences in the allele frequencies of IL-1B
variant were observed between the controls and CP patients (P<0.05) and the specific IL-1
gene cluster haplotype decreased the risk of CP development (P<0.01). Significantly higher
4
IL-1β levels in PBMCs after stimulation by selected periodontal bacteria, in comparison to
unstimulated cells, were found (P<0.05). Independently on studied IL-8 and CXCR2
polymorphisms with functional emergence, diabetics with CP had higher IL-8 plasma levels
than systemically healthy controls with or without CP (P<0.05 or P<0.01, respectively). In
addtion, two CXCR2 gene variants were associated with subgingival colonization of specific
periodontal bacteria in men with CP (P<0.05) and IL-17A gene variability may influence the
“red complex” bacteria occurrence in patients with CP (P<0.05).
Conclusions. Some associations between specific gene variants and complex oral diseases
were found. Our statistically non-significant findings were also published for reducing the
positive bias in the scientific literature. Further studies should unconditionally include not
only gene variants determination but also gene expression and protein analysis, together with
microbiome research. There is a need to create an algorithm involving all known variables
to determine the risk of complex oral disease development in an individual.
Keywords case-control study, gene variant, cytokine, interleukin, aphthous stomatitis, root
resorption, dental caries, periodontitis
5
Conflict of interest
I declare that I have no conflict of interest.
February 21st
, 2019 ….……………………………………
Author's signature
6
Acknowledgement
I would like to thank prof. MUDr. Lydie Izakovičová Hollá, Ph.D. for long-term cooperation
and critical review of the Habilitation thesis, and to my husband and my parents for their
support.
Special thanks belongs to Zachary Kendall from the Charles University, Praha, Czech
Republic for linguistic proof.
Funding
The research was supported by:
Ministry of Health of the Czech Republic
• grant NV17-30439A ”Advanced biotechnological and behavioral approaches in
dental caries research and prevention strategies”
• grant NV15-29336A ”Changes in immunological reactivity in patients with
recurrent aphthas”
• GAČR – grant GB14-37368G ”Centre of orofacial development and regeneration”
• IGA – grant NT11405-6 ”Microbiologic and genetic determinants of the onset and
progression of periodontitis in type 1 and 2 diabetics and their reciprocal relationship
to diabetes compensation”
and Grant Agency of Masaryk University (MU)
• funds provided by the Faculty of Medicine MU to junior researcher
Petra Borilova Linhartova in the years 2016 – 2018
• projects of Specific research
7
Content
Abstract ...............................................................................................................................................3
Conflict of interest...............................................................................................................................5
Acknowledgement...............................................................................................................................6
Funding ...............................................................................................................................................6
Background and Aim ..........................................................................................................................8
1. Recurrent aphthous stomatitis (RAS).......................................................................................11
1.1 Comment to the article “Recurrent aphthous stomatitis and gene variability in selected
interleukins: a case-control study” .......................................................................................... 18
1.2 Comment to the article “Association study of interleukin-1 family, interleukin-6, and
its receptor gene polymorphisms in patients with recurrent aphthous stomatitis” .................. 37
1.3 Comment to the article “Association of the NOD-like receptor 3 (NLRP3) gene
variability with recurrent aphthous stomatitis in the Czech population”................................. 45
2. External apical root resorption (EARR) ...................................................................................53
2.1 Comment to the article “Genetic determinants and postorthodontic external apical root
resorption in Czech children”.................................................................................................. 54
3. Dental caries.............................................................................................................................64
3.1 Comment to the article “ACE insertion/deletion polymorphism associated with caries in
permanent but not primary dentition in Czech children” ........................................................ 70
3.2 Comment to the article ”Vitamin D receptor TaqI gene polymorphism and dental caries
in Czech children”................................................................................................................... 80
4. Periodontitis..............................................................................................................................87
4.1 Comment to the article ”Interleukin-1 gene variability and plasma levels in Czech
patients with chronic periodontitis and diabetes mellitus”...................................................... 90
4.2 Comment to the article ”Differences in interleukin-8 plasma levels between diabetic
patients and healthy individuals independently on their periodontal status”......................... 102
4.3 Comment to the article ”Chemokine receptor 2 (CXCR2) gene variants and their
association with periodontal bacteria in patients with chronic periodontitis”....................... 121
4.4 Comment to the article ”Interleukin-17A gene variability in patients with type 1 diabetes
mellitus and chronic periodontitis: its correlation with IL-17 levels and the occurrence of
periodontopathic bacteria”..................................................................................................... 131
Conclusions.....................................................................................................................................142
References.......................................................................................................................................144
Figures.............................................................................................................................................157
Attached files ..................................................................................................................................158
8
Background and Aim
Oral diseases are connected with the disruption of the physiological function of the immune
defense mechanisms in the oral cavity. In this context, host saliva, gingival crevicular fluid
(GCF), lymphoid tissue (tonsils) and systemic health/disease play crucial roles. Saliva and
GCF contain immunoglobulins (secretory IgA), cells of the immune system (lymfocytes,
plasmatic cells) with signaling molecules and antimicrobial proteins with non-specific
immune responses. The quality and quantity of both fluids and the total immune status are
influenced by many factors, among others by host genetic predispositions. With impaired
immune defense the dysbiosis of oral microflora is associated, which is reciprocaly related
to pathogenic and inflammatory processes in the oral cavity.
Immunogenetics is a breakthrough in immunology and genetics. It deals with the study of
the genetic condition of the components of the immune system and the genetic regulation of
immune reactions.
The main aim of my research is to determine the risk or protective variants of selected genes
encoding immunoregulatory factors in relation to selected complex oral diseases. Complex
diseases do not obey the standard Mendelian patterns of inheritance, as their phenotype
includes a combination of genetic, environmental, and lifestyle factors (Craig, 2008). The
immunogenetic research is important for identifying the hereditary component of a disease
associated with immunopathology and may lead to a better understanding of the
etiopathogenesis and improved prevention, diagnosis and treatment of the affected patients
(Chapple et al., 2017).
An association of polymorphisms with disease reflects the hereditary component of the
disease. This means that there are differences in the occurrence of gene variants between
patients and the healthy population. If a particular gene variant occurs more frequently
among patients than in the general population, it is simply referred to as a variation of higher
susceptibility or as a risk variant. In contrast, gene variants which are more rare in patients
than in the general population are called protective. The power of association between gene
variant and disease can be expressed by general epidemiological parameters such as relative
risk or odds ratio (OR). In general, variants for which the OR for a given disease is >1 are
risk; protective variants have an OR<1.
Depending on the relationship between a particular polymorphism and a disease, it may be
possible to distinguish the direct association where the susceptibility to the disease is caused
9
by the directly tested gene variant, or indirectly when the tested polymorphism is in a binding
imbalance with the causal variant but is not related to the disease itself.
For complex traits, association signals tend to be spread across most of the genome-including
many genes without a clear connection to disease. Boyle et al. (2017) reported the hypothesis
called the "omnigenic" model. Gene regulatory networks are sufficiently interconnected that
all genes expressed in disease-relevant cells are liable to affect the functions of core diseaserelated
genes and that most heritability can be explained by effects on genes outside the core
pathways.
The study of candidate genes, usually designed as a case-control association study, is an
effective tool for studying the genetic makeup of complex traits. It is methodologically
appropriate to include only subjects with extreme phenotypes in the research, for example,
groups of subjects with intact dentition (controls) and subjects with severe and multiple
dental caries ("cases"). Major gene variability in the number of repetitive gene sequences
and single-nucleotide polymorphisms (SNPs) are predominantly observed. Selection of a
gene variant it is based on several pieces of available information: functional relevance of
the gene and its particular variant, minority allele frequency or repeat rate which should be
greater than 5% in the given population, haplotype blocks taken into account, etc. It is known
that individual polymorphisms do not exist in isolation, but are genetically linked, forming
distinct haplotypes. Haplotype analyses may be of a higher informative value for drawing
associations between phenotypes and genetic variation than individual variants.
In contrast to this approach there is a genome-wide association study (GWAS), which
identifies SNPs and other variants in DNA associated with a disease, but causal effects of
the disease cannot be specified.
Our previous research of complex oral diseases was summarized in my Dissertation thesis
(Bořilová Linhartová, 2014). A relationship between some polymorphisms in the genes
encoding immunoregulatory factors and external apical root resorption (EARR) after
orthodontic treatment or periodontitis in the Czech population was found. Firstly, IL-1RN*2
allele was found as a risk for EARR in girls. The effect of IL-4 SNPs on the production of
interferon-, IL-10, IL-1 a IL-1, tumor necrosis factor- a IL-6 after the stimulation of
heat shock protein 70 or selected periodontal bacteria was observed in patients suffering
from chronic periodontitis (CP). Some IL-8 haplotypes seemed to be protective for CP and
also some IL-8 SNPs were associated with the occurrence of specific bacteria in controls
with healthy gingiva, as well as patients with aggressive periodontitis or CP. In addition,
10
IL-1 gene cluster variants were associated in our pilot study with CP, or with type 1 diabetes
mellitus (T1DM) and with T1DM+CP.
This Habilitation thesis logically and methodically follows our previous research in the
Czech population. The chapter about recurrent aphthous stomatitis has been added. Only
immunogenetical studies have been included in this work to give focus. Neverthless, our
team is works on investigation of oral diseases from a complex point of view, employing in
vitro experiments, microbiological and biochemical analysis, clinical and pharmacogenetic
studies, diseases prevention and behavioural intervention.
11
1. Recurrent aphthous stomatitis (RAS)
Recurrent aphthous stomatitis (RAS), one of the most common diseases of the oral mucosa,
is characterized by the formation of painful oral erosions or even ulcers. RAS diagnosis is
based on anamnestical data and appearance of lesions; no laboratory tests to confirm the
diagnosis are available.
RAS may appear as an isolated symptom or it may represent an element of systemic
syndromes, such as Behcet’s disease (BD) or periodic fever with aphthae pharyngitis and
adenitis (PFAPA syndrome). It often accompanies gastrointestinal diseases (Mantegazza
et al., 2016) and immune dysfunction (Mays et al., 2012).
The disease etiopathogenesis is unknown, but risk factors associated with the origin and
development of the disease have been described in the literature. Besides local trauma, food
allergens, oral microbial dysbiosis, infectious agents, nutritious factors (deficiency of B12
vitamin, iron, and folic acid), stress and hormonal changes, the immunological profile and
host genetic predispositions to this multifactorial disease play a role (Fig. 1).
Fig. 1. Interactions between internal and external factors in the etiopathogenesis of recurrent
aphthous stomatitis (RAS) (Bořilová Linhartová et al., 2017).
The immunopathogenesis of RAS probably involves a cell-mediated immune response
mechanism involving the production of T-cells, ILs and tumor necrosis factor alpha (TNFα).
In addition, lymphocyte-mediated mechanisms have been proposed to immune complexes
(Jurge et al., 2006). Immune alterations have been observed, beginning with an unknown
antigenic stimulation of the keratinocytes and resulting in the activation of T lymphocytes,
12
cytokine secretion, and leukocyte chemotaxis. Changes have also been reported in elements
of the salivary defense system such as the enzyme superoxide dismutase (SOD).
The effect of heredity on the disease origin and development was previously confirmed by
studies of twins and families. Genetic variability of the selected genes in patients with RAS
compared with healthy controls (case-control study) conducted in different populations have
been published. The main candidates for RAS are the genes associated with the immune
system, response of the organism to oxidative stress, metabolism of mucosal tissues,
vitamins, and minerals.
In our review (Bořilová Linhartová et al., 2017, Attachment 1), findings of genetic
association studies were summarized and discussed. Variants in genes encoding
interleukin-1 (IL-1) and its receptor antagonist IL-1RA, IL-4, IL-6, IL-10, TNFα, NOD-like
receptor 3 (NLRP3), Toll-like receptor 4 (TLR4), E- and L-selectin (SEL), angiotensin
converting enzym (ACE), gene for Mediterranean fever (MEFV), serotonin transporter
(SLC6A4), matrix metalloproteinase 9 (MMP9), methylenetetrahydrofolate reductase
(MTHFR), and nitric oxide syntase 2 (NOS2) were previously studied as factors potentialy
influenced the individual susceptibility to the disease development (Fig. 2).
Fig. 2. An overview of proteins or groups of proteins encoded by genes that are considered
as candidate for recurrent aphthous stomatitis (RAS) and whose variability has been
previously studied (Bořilová Linhartová et al., 2017).
In the context of RAS, genes for ILs with different properties and with possible contradictory
effect were previously studied (Fig. 3). We supposed that determining of
IMMUNE PROTEINS
GROWTH FACTORS
PATHOGEN ASSOCIATED MOLECULAR
PATTERNS RECEPTORS
ADHESIVE MOLECULES
VITAMINS AND MINERALS METABOLISM
SOFT TISSUE METABOLISM
OXIDATIVE STRESS
13
immunopathogenetic mechanisms and genetic components can identify and characterize the
main factors related to the development of RAS.
Fig. 3. Classification of selected interleukins (Krejsek et al., 2016) previously studied in
context of genetic predispositions to RAS.
Treatment of RAS, drug therapy or laser therapy (Landová et al., 2013; Han et al., 2016), is
symptomatic and can reduce pain, frequency incidence or severity of lesions.
So-called Skach's therapy (Škach et al., 1975), in which patients are administered folic acid
and vitamin B6, is often recommended to patients with RAS. Nevertheless, the human
body can process folic acid only in the form of active folate (vitamin B9) and not all people
are able to metabolize folic acid effectively. MTHFR is an enzyme that plays an important
role in metabolic transformation of folic acid to active folate, and its function is
fundamentally influenced by gene polymorphisms. What more, vitamin D deficiency is often
observed in patients with both RAS and BD (Ślebioda et al., 2016). Vitamin D3
(cholecalciferol) is a major immunoregulator, as it has both anti-infective and
immunopotentiation as well as immunosuppressive effects. Its supplementation seems to
have the potential for both the treatment and the prophylaxis of these conditions (Anand
et al., 2017).
In our pilot study (Bořilová Linhartová et al., 2019, Attachment 2), the active form of folic
acid together with vitamins B6 and D3 were administrated in the three-phase regimen to
patients with RAS. Ten patients with genetically impaired ability to metabolize folic acid
(poor metaboliser – PM or intermediate metaboliser – IM) and the absence of systemic
14
disease (Crohn's disease, BD, kidney disease and other diseases) were included. Genomic
DNA from these patients suffered by RAS were analyzed for haplogenotypes composed
from MTHFR rs1801133 and rs1801131 variants. According to the available literature, the
predicted phenotype of the patient was determined corresponding to its MTHFR
haplogenotypic profile. Subjects with 30-65% MTHFR activity are considered IM and
patients with lower enzyme function (<30% normal enzyme activity) were identified as PM.
Haplogenotype approach was also used in our other pharmacogenetic pilot study focused on
proton pump inhibitors metabolism in patients with gastroesophageal reflux disease
(Bořilová Linhartová et al., 2018, Attachment 3).
Pharmacotherapy in a modified double-crossed blind study (cross-over design) ran from
spring 2018 and lasted three months. Patients were treated with active folate (glucosamine
salt 5-methylfolate), vitamins B6 and D3, they were not allowed to use any other food
supplements during the therapy. They kept daily records of their health status and possible
risk factors for RAS and were examined clinically and in the laboratory at monthly intervals.
Both the subjective evaluation of the effect of the therapy by patients and the obtained
laboratory data were recorded.
The study was comprised of three men and seven women with RAS, aged 28 to 47 years;
according to the MTHFR gene profile, three were defined as PM and seven as IM of folic
acid (Fig. 4).
Based on the subjective assessment, one patient reported a deterioration, two patients did not
observe a change in their health state during therapy, and seven were satisfied because they
had a lower or no aphthae eruption and/or healing time was significantly shorter (Fig. 5).
Subjective evaluation of therapy positively correlated with objective clinical finding
(r=0.993, P<0.001).
The laboratory analysis showed that administration of vitamin D3 significantly increased
serum concentrations of 25-OH D3 from low/limit to optimal values, median of
concentrations prior to study was 54.2 nmolL-1
, just before administration 68.1 nmolL-1
vs.
month after administration 96.6 nmolL-1
(norm: 50-175 nmolL-1
), (P≤0.01, Fig. 6).
The other studied parameters, such as concentration of folic acid in serum, homocysteine,
ALT, AST, and blood count, were within the physiological range before and after therapy.
15
Fig. 4. Predicted function of MTHFR enzyme by haplogenotype composed from MTHFR
rs1801133 and rs1801131 variants. Definition of phenotype of studied patients with RAS
and their final subjective evaluation of therapy (Bořilová Linhartová et al., 2019).
blue/black/red person=positive/neutral/negative evaluation of therapy by a subject
Note: Allelic and genotype frequencies according to the NCBI database for the European
population.
+=minor allele, -=major allele,
EM=extensive (normal) metaboliser
IM=intermediate metaboliser
PM=poor metaboliser
16
Fig. 5. Number of days of sowing aphthae during therapy (Bořilová Linhartová et al., 2019).
Axis x
1=state during 1st
(control) phase
2=status during the 2nd
(therapeutic) phase
3=status during the 3rd
(tracking) phase
17
Fig. 6. 25-OH D3 serum levels in patients suffered by RAS during the therapy (Bořilová
Linhartová et al., 2019).
Note: In different patients, four concentration values are missing at different times due to a
failure of laboratory analysis.
The blue area shows the serum concentration of 25-OH D3 (50-175 nmolL-1).
Axis x:
1=status prior to inclusion in the monitored group
2=state before the 1st
(control) phase
3=state before the 2nd
(therapeutic) phase, after vitamin D3 administration
4=status after 2nd
phase
5=status after 3rd
(tracking) phase
18
The proposed modification of Skach's vitamin therapy seems to be appropriate for the
treatment of patients suffering from RAS with genetic predisposition for reduced MTHFR
function as during our observation. 70% of patients experienced subjective and objective
improvement of their state, so individualized therapy can positively affect the frequency of
aphthae/ulcers eruption and the course of their healing in patients with RAS.
1.1 Comment to the article “Recurrent aphthous stomatitis and gene
variability in selected interleukins: a case-control study”
Borilova Linhartova P, Janos J, Slezakova S, Bartova J, Petanova J, Kuklinek
P, Fassmann A, Dusek L, Izakovicova Holla L. Recurrent aphthous stomatitis and
gene variability in selected interleukins: a case-control study. Eur J Oral
Sci. 2018;126(6):485-492. DOI: 10.1111/eos.12577. (IF 1.655; DENTISTRY, ORAL
SURGERY & MEDICINE Q2)
Author contribution: P.B.L. designed the study, drafted the paper, and carried out genetic
analysis.
IL-2 is one of the proinflammatory cytokines produced by Th1 cells. IL-4 and IL-13 are
pleiotropic Th2 cytokines produced by various cell types. The functions of IL-13 show
considerable overlap with those of IL-4: both proteins exert biological effects via IL-4
receptor alpha (IL-4Ra). IL-10, with broad immunoregulatory functions, is considered as the
T-regulatory lymphocyte (Treg or Th3) subset cytokine. IL-2, IL-4, IL-10, and IL-13 are
considered as candidate molecules which are involved in the pathogenesis of RAS.
Some of IL-2, IL-4, and IL-10 gene polymorphisms were previously associated with RAS in
different populations (see Overview in Table S1 on the page 28). To date, IL-4Ra and IL-13
variability has not been studied in any population in the context of RAS.
The aim of our study was: (i) to determine the allele and genotype frequencies of ILs gene
polymorphisms in the Czech population sample; (ii) to investigate a possible association of
the selected variants and their combination (ie, haplotypes) with susceptibility to RAS; and
(iii) to analyze the clinical parameters (oral status) with the individual interleukin genetic
profiles. Candidate genes encoding ILs and their specific variants were selected based on
associations described previously in other populations, proven functional effects in the
etiopathogenesis of RAS, minor allele frequency (MAF) higher than 0.1 in the population
studied, and/or localization within the haplotype structure of the gene.
19
In total, 252 subjects (74 patients with RAS and 178 healthy controls) were enrolled in this
case-control study. Polymorphisms IL-2 rs2069762, IL-2 rs2069763, IL-4 rs2243250, IL-4
rs79071878, IL-4 receptor alpha (IL-4Ra) rs1801275, IL-10 rs1800871, IL-10 rs1800872,
IL-10 rs1800896, and IL-13 rs1800925 were determined.
There were no significant differences in the allele or genotype frequencies of the studied
IL-2, IL-4, IL-4Ra, IL-10 (only rs1800896), and IL-13 polymorphisms between controls and
patients with RAS. The minority alleles IL-10 rs1800871 and IL-10 rs1800872 were
associated with a statistically significant higher risk of RAS, as confirmed by the results of
genotype and haplotype analyses. The ATA haplotype composed of IL-10 (rs1800896,
rs1800871, rs1800872) variants was found significantly more frequently in RAS patients
than in controls (P<0.05, OR=1.63, 95% confidence interval=1.07–2.50), while the ACC
haplotype had protective potential in relation to RAS (P<0.05, OR=0.58, 95%CI=0.37-0.91).
Polymorphisms in the IL-10 gene may reflect a balance of adaptive responses to
autoimmune, infectious and other disease agents (Oleksyk et al., 2009). The GCC haplotype
has a higher transcriptional activity when compared with the ATA haplotype, and the carriers
of the ATA/ATA haplogenotype produce lower amounts of IL-10 than either of the subjects
with other haplogenotypes (Turner et al., 1997; Koss et al., 2000; Reuss et al., 2002; Mangia
et al., 2004). In addition, the IL-10 T allele rs1800871, A allele rs1800872, and T allele
rs1554286 were previously associated with BD (Hu et al., 2015).
Variability in the IL-10 gene may play an important role in the development of RAS in the
Czech population. Our results are particularly in line with the findings of Najafi et al. (2014),
where the ACC haplotype and CC genotypes for SNPs IL-10 rs1800871 and IL-10
rs1800872 were found to be protective for the development of RAS in the Iranian population.
However, there are also studies in other populations where no association of IL-10 gene
variants with RAS was confirmed (Bazrafshani et al., 2003; Guimarães et al., 2007; Sun
et al., 2013). The differences between these studies may be the result of interpopulation
genetic diversity; therefore, further studies in different ethnic groups and larger samples are
needed.
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
1.2 Comment to the article “Association study of interleukin-1 family,
interleukin-6, and its receptor gene polymorphisms in patients with recurrent
aphthous stomatitis”
Izakovicova Holla L, Valova S, Borilova Linhartova P, Bartova J, Petanova
J, Kuklinek P, Fassmann A. Association study of interleukin-1 family, interleukin-6,
and its receptor gene polymorphisms in patients with recurrent aphthous stomatitis.
J Oral Pathol Med. 2017;46(10):1030-1035. DOI: 10.1111/jop.12594. (IF 2.237;
DENTISTRY, ORAL SURGERY & MEDICINE Q1, PATHOLOGY Q2)
Author contribution: P.B.L. particularly carried out the genetic analysis and revised the
manuscript.
IL-1 is a proinflammatory cytokine responsible for the induction of other cytokines and
chemokines. The IL-1 cytokine family consists of three structurally related proteins, of
which two are agonists (IL-1 alpha and IL-1 beta) and the third, IL-1 receptor antagonist
(IL-1RA), is a competitive antagonist. IL-1RA binds to IL-1R with a higher affinity than
IL-1 and leads to regulation of cytokine secretion.
IL-6 is a multifunctional cytokine that participates in inflammatory response; it is especially
important for the acute phase response. IL-6 acts through a receptor comprising
two subunits, IL-6 receptor (IL-6R) and glycoprotein 130.
Several studies have evaluated the potential association between IL-1A, IL-1B, IL-1RN, or
IL-6 gene polymorphisms and an increased susceptibility to aphthous stomatitis with
conflicting results. To date, no study has been conducted on the IL-6R gene variants in this
disease (see Overview in the Table S1 on the page 28).
In this study, we aimed to examine the associations between the IL-1 family, IL-6, and its
receptor gene variants alone or in combinations (so-called IL-1 and IL-6 haplotypes) and
RAS in the Czech population.
A total of 248 subjects, 64 patients with RAS and 184 healthy controls were genotyped for
IL-1A rs1800587, IL-1B rs16944, and IL-1B rs1143634, IL-6 rs1800797, IL-6 rs1800796,
IL-6 rs1800795, and IL-6R rs2228145 SNPs, and IL-1RN variable tandem repeats (VNTR)
in intron 2.
No significant differences between the investigated polymorphisms in patients with RAS
and the healthy subjects were detected (P>0.05). Patients with AC genotype IL-6R
rs2228145 had a marginally, but non-significantly decreased risk of developing RAS
(P=0.09, OR=0.61, 95%CI=0.32-1.15) in comparison with AA homozygotes. In addition,
38
a complex analysis also revealed similar IL-1 or IL-6 haplotype frequencies between both
groups (P>0.05).
Thus IL-1 gene cluster and IL-6 or its receptor gene variants cannot be used as markers for
the identification of Czech patients with an increased risk of RAS. Very conflicting results
regarding the association of these IL-1 and IL-6 gene variants with RAS have been detected
across different populations.
39
40
41
42
43
44
45
1.3 Comment to the article “Association of the NOD-like receptor 3 (NLRP3)
gene variability with recurrent aphthous stomatitis in the Czech population”
Slezakova S, Borilova Linhartova P, Masopustova L, Bartova J, Petanova J, Kuklinek
P, Fassmann A, Dusek L, Izakovicova Holla L. Association of the NOD-like receptor 3
(NLRP3) gene variability with recurrent aphthous stomatitis in the Czech population.
J Oral Pathol Med. 2018;47(4):434-439. DOI: 10.1111/jop.12694. (IF 2.237;
DENTISTRY, ORAL SURGERY & MEDICINE Q1, PATHOLOGY Q2)
Author contribution: P.B.L. designed the study and genetic analysis, and participated in the
writing of the manuscript.
One of the candidate genes for RAS encodes pattern recognition NLRP3, also known as
NALP3 and cryopyrin. This protein is part of the NLRP3 inflammasome, a multi-protein
complex which triggers the activation of inflammatory caspase 1 (Jo et al., 2016).
The function of caspase 1 is to convert the pro-inflammatory cytokine precursors pro-IL-1β
and pro-IL-18 into their secreted mature and active form. Caspase 1 also triggers pyroptosis,
an inflammatory cell death (Aachoui et al., 2013). Independently of inflammasomes, NLRP3
acts as a transcriptional regulator of T helper (Th) 2 differentiation through binding to IL4
promoter in CD4+
Th cells of mouse model (Bruchard et al., 2015).
Alterations in the NLRP3 gene have been associated with different multifactorial diseases
with an inflammatory background and the presence of oral ulcers as one of the symptoms
such as BD (Koné-Paut et al., 2007; Yüksel et al., 2014). NLRP3 rs3806265 was previously
associated with RAS development in the Iranian population (Bidoki et al., 2016).
The aim of our study was to investigate NLRP3 rs3806265, NLRP3 rs4612666, NLRP3
rs10754558 SNPs both in patients with RAS, and healthy controls in the Czech population.
A total of 207 subjects (64 patients with RAS and 143 healthy controls) were included in
this case-control study.
The allele and genotype frequencies of NLRP3 rs10754558 and NLRP3 rs3806265 variants
between both groups were similar. However, statistically significant differences in NLRP3
rs4612666 genotypes between the patients with RAS and the controls were found; carriers
of the TT genotype had a higher risk of developing RAS than subjects with the CT+CC
genotypes (OR=14.69, 95%CI=1.73-124.72, P=0.004, Pcorr<0.05). No associations between
NLRP3 haplotypes and RAS were observed.
46
The discrepancy between our results and the findings in the Iranian study may be due to the
distinct NLRP3 rs3806265 and rs4612666 MAF in our populations (26% vs. 14% and 16%
vs. 33%, respectively, Bidoki et al., 2016).
We speculate that it is not the activity of NLRP3 inflammasome but the transcriptional role
of NLRP3 in Th2 differentiation which may be engaged in the susceptibility of NLRP3
rs4612666 TT homozygotes to RAS. Therefore, a possible lower NLRP3 expression in TT
carriers may have an impact on CD4+
Th1/Th2 balance (Fig. 7). This hypothesis is in line
with observations that the number of Th2 cells secreting cytokine IL-4 was decreased in
patients with RAS compared with the controls (Albanidou-Farmaki et al., 2007).
Fig. 7. Suggested role of the NLRP3 rs4612666 SNP in the pathogenesis of RAS (Slezáková
et al., 2018).
Note: The C allele of the NLRP3 rs4612666 SNP showed a higher transcriptional enhancer
activity of NLRP3 expression in comparison to the T allele in THP-1 cells in vitro (Hitomi
et al., 2009).
Our study indicates that the NLRP3 rs4612666 polymorphism may be involved in the
development of RAS in the Czech population.
Note: This study was presented by my student (Lucie Masopustová) at the Student scientific
conference 2017 in Brno and was awarded 3rd
place.
47
48
49
50
51
52
53
2. External apical root resorption (EARR)
Note: This chapter builds on my Dissertation thesis (Bořilová Linhartová, 2014).
EARR is a relatively frequent adverse consequence of treatment with a fixed orthodontic
appliance caused by the activation of odontoclasts which results in a loss of dental tissues.
It is a pathological process manifested by an irreversible shortening of the tooth's root.
EARR is assumed to have a multifactorial etiopathogenesis where biological and mechanical
effects are involved in its development and progression.
At the molecular level, regulatory proteins modulating the inflammation reaction (adenosine
triphosphate – ATP/ purinergic receptor – P2RX7/ IL-1β) and controlling the activation of
osteoclasts (nucleic factor receptor activator kB – RANK/ ligand activator of nuclear
factor kB – RANKL/ osteoprotegerin – OPG) are considered as key factors.
Osteopontin (OPN), also known as secreted phosphoprotein 1 (SPP1), is one of the
noncollagenous proteins present in the bone matrix. It is also produced by activated cells of
the immune system. OPN plays a critical role in the maintenance of bone, especially as
a molecule involved in the response of bones to external stress. It is also involved in other
homeostatic defense mechanisms within the mammalian organism. The role of OPN in
inflammatory conditions in the oral cavity is still poorly understood (Rittling and Singh,
2015).
Based on the etiopathogentic hypothesis, genes involved in the modulation of inflammatory
response and bone remodeling are studied in patients with postorthodontic EARR. Findings
observed in our studies in the Czech population (Linhartova et al., 2013; Borilova Linhartova
et al., 2017) were included in the work from Hartsfield et al. (2017) and the overview figure
was created (Fig. 8).
54
Fig. 8. Genetic associations to EARR within the ATP/P2RX7/IL-1β and
RANK/RANKL/OPG signaling pathways. The pie-charts located throughout the diagram
summarize the genetic association and linkage findings connected to different factors within
the pathways and EARR. The number of triangles within each pie shape summarize the
number of markers or independent tests that were examined for each factor (Hartsfield et al.,
2017).
green/red/yellow/blue indicates genetic association/no association/haplotype
association/genetic linkage
2.1 Comment to the article “Genetic determinants and postorthodontic
external apical root resorption in Czech children”
Borilova Linhartova P, Cernochova P, Kastovsky J, Vrankova Z, Sirotkova M,
Izakovicova Holla L. Genetic determinants and postorthodontic external apical root
resorption in Czech children. Oral Dis. 2017;23(1):29-35. DOI: 10.1111/odi.12564.
(IF 2.31; DENTISTRY, ORAL SURGERY & MEDICINE Q1)
55
Author contribution: P.B.L. designed the study, drafted the paper, and particularly carried
out genetic analysis.
Candidate genes and their specific polymorphisms were selected on the basis of previously
described associations in other populations (see Overview in the Table on the page 59),
proven functional effects in the etiopathogenesis of EARR, an MAF higher than 0.1 in the
population studied, and/or localization within the haplotype structure of the gene. Although
IL-17 is a pro-inflammatory cytokine which plays a role in odontoclastogenesis, no IL-17
gene variant had been studied in relation to EARR before.
The aim of this work was to analyze the possible associations between the selected clinical
and treatment-related parameters, seven SNPs in the IL-17A, P2RX7, SPP1, and
TNFRSF11B (encoding OPG) genes, and EARR in Czech children after orthodontic
treatment.
This case-control study comprised 99 orthodontically treated patients (69 controls and 30
subjects with EARR). Genotype determinations of IL-17A rs2275913, P2RX7 rs208294,
P2RX7 rs1718119, SPP1 rs11730582, SPP1 rs9138, TNFRSF11B rs3102735, and
TNFRSF11B rs2073618 were carried out.
While no significant differences were observed in the allele or genotype frequencies of all
seven of the studied SNPs, the specific haplotype composed of P2RX7 (rs208294 and
rs1718119) variants modified the risk of EARR development (P<0.05, OR=4.06,
95%CI=1.05–15.66). In addition, the length of treatment with a fixed orthodontic appliance
positively correlated with the presence of EARR (P<0.05).
Consistent with the conclusions of other studies in other populations (Pereira et al., 2014;
Sharab et al., 2015), the CG haplotype of P2RX7 gene was found more often in Czech
patients with postorthodontic EARR than in the controls. This haplotype containing G allele
P2RX7 rs1718119 SNP, which encodes alanine in the protein position +348, predisposes to
a gain of function and increased pro-inflammatory IL-1β secretion (Stokes et al., 2010;
Sun et al., 2010; Diercke et al., 2012).
Although the effect of individual SNPs studied on the EARR development was not
confirmed in the Czech population, complex analysis suggested that variability in the P2RX7
gene and the length of orthodontic treatment may be important factors contributing to the
etiopathogenesis of postorthodontic EARR. This association should however be considered
carefully due to the small size of the studied population.
56
Note: This study was presented by my students (Zuzana Vranková, Martina Sirotková) at
the Student scientific conference in 2016 in Brno and at the International Spring meeting in
2018 of the Italian orthodontic society in Naples, Italy and was awarded 1st
place at both
meetings.
57
58
59
60
61
62
63
64
3. Dental caries
Note: This chapter builds on my Dissertation thesis (Bořilová Linhartová, 2014).
Dental caries is a multifactorial disease, which despite a series of preventive measures
remains the most widespread infectious disease in the world. Increasing caries experience
in the pediatric population is a result of the coincidence of risk cariogenic factors and
improper lifestyle associated with social action, educational, behavioural and economic
factors.
Dental caries was associated with dysbiosis. Several oral species are acidogenic and aciduric
(Streptococcus mutans, Lactobacillus sp. and Actinomycetes sp.) and appear to work
synergistically to promote tooth demineralization. Costalonga and Herzberg (2014) suggest
that emergent consortia of minor members of the respective microbiomes act synergistically
to stress the ability of the host to respond and protect.
Innate immunity rapidly defends the host against infectious insults. These reactions are of
limited specificity and exhaust without providing long-term protection. Functional fluids and
effector molecules contribute to the defence against infectious agents, drive the immune
response, and direct the cellular players. Secretory IgA antibody and other salivary
antimicrobial systems act against cariogenic bacteria (Meyle et al., 2017).
Causal factor for the formation and development of dental caries are metabolites (organic
acids) of carbohydrates produced by cariogenic microorganisms of dental plaque. Acidic
environment cause lesions of tooth enamel and destruction of dentin depending on the length
of exposure.
In addition, the risks associated with the use of some drugs and dosage forms in relation to
the formation and development of dental caries is highlighted in our review. Drugs were
classified by the mechanism of their action in this process, into those that 1. influence the
tooth development, especially enamel, 2. directly or indirectly damage the tooth structure
and/or 3. disrupt the protective function of saliva, causing oral microflora dysbiosis
(Bořilová Linhartová and Izakovičová Hollá, 2017, Attachment 4).
Although, there is a declining trend in the incidence of dental caries in children, Czech
Republic undoubtedly has the potential for further improvement of the dentition in
implementation of adequate preventive measures against dental caries (Lenčová and
Broukal, 2012; Bořilová Linhartová and Bartošová, 2019). One of the goals of the Health 21
program (2002) is to at least 80 % of children aged 6 years were caries free and children at
age 12 had by an average maximally 1.5 DMFT (decay, missing or filled teeth).
65
Early childhood caries (ECC) is defined by American Academy of Pediatric Dentistry
(AAPD) as the presence of one or more decayed (non-cavitated or cavitated lesions [d1-d4]),
missing (due to caries), or filled tooth surfaces in any primary tooth in a child under the age
of six. Severe ECC (sECC) is any sign of smooth-surface caries in a child younger than
3 years of age (AAPD, 2017).
By the evaluation of possible associated factors for ECC dealt study by Özen et al. (2016),
who associated lack of periodic dental examination, sugar and fruit-juice consumption and
prolonged (>18 months) breastfeeding with caries formation. Divaris (2016) suggested that
accurate caries risk assessment at the population-level and "precision dentistry" at the
person-level are both desirable and achievable but must be based on high-quality
longitudinal data and rigorous methodology.
In the 275 Czech children with sECC, the upper middle teeth and the first molars in the upper
and lower jaws were most commonly affected by dental caries. On the other hand, less than
20% of sECC children had carious lesions on incisors or canines in the lower jaw (Fig. 9).
Fig. 9. Graphical representation of the incidence of dental caries in primary dentition in
children with sECC. The scale defines % of children, who have dental caries given to the
tooth (Bořilová Linhartová et al., 2018).
The dominant affection of upper incisors with tooth decay has been described in the past by
the term "baby bottle teeth". On the other hand, the teeth in the frontal area of the lower jaw,
which are most in contact with the saliva and are protected from dental caries.
66
Results of our study suggest that breastfeeding of children in the duration of 6 to 24 months
appears to be a protective factor for this infectious disease. On the contrary, serving
sweetened drinks and late start of oral hygiene was associated with sECC. Breastfeeding
longer than two years was connected to risk behaviour of mothers/caregivers which can
result in the development of sECC (Bořilová Linhartová et al., 2018, Attachment 5).
Appropriately targeted behavioural intervention using effective tools can help to eliminate
risk behaviour leading to ECC. The aim of our other study was to ascertain which visual
stimuli with a supporting text evoke the strongest emotional response in infants' mothers
and, therefore, are suitable candidates for inclusion in behavioural interventions within the
prevention of ECC. This pilot study proved that negative pictorial and text warnings about
the risks of developing caries had the potential to evoke strong emotional responses in the
mothers of infants. We identified three stimuli (Fig. 10) that could be included in future
extensive motivation material in an attempt to affect the preventive behaviour of mothers,
and thus the oral health of their infants (Bartosova et al., 2019, Attachment 6).
Fig. 10. Stimuli that could be included in future extensive motivation material in an attempt
to affect the preventive behaviour of infant's mothers (Bartosova et al., 2019).
In the context of strengthening prevention and oral care, several commercial tests for the
determination of the individual susceptibility to these diseases can be an effective tool in
behavioral intervention not only in patients with risk finding. The advantages and
Lack of mother's care for her infant's teeth will cause
tooth decay.
Untreated tooth can also endanger your child's life.
Neglecting care of your child's teeth leads to serious
complications.
67
disadvantages of products currently available to dentists on the Czech (or EU) market for
testing in relation to dental caries and/or periodontal disease in children and adults were
described in our recent review (Bořilová Linhartová et al., 2019, Attachment 7). In addition,
preventive program „Dragons teeth“ for preschool children was created and this student's
project has been running for two years under my leadership.
Note: This project and follow-up study was presented by my student (Mona Aliwiová) on
the Student scientific conference 2018 in Brno and was awarded 3rd
place.
Host susceptibility is influenced by external (composition and frequency of food intake,
socio-economic, socio-cultural and behavioral factors) and internal modifying factors
(composition and quantity of saliva, chronic systemic diseases, immune status, morphology
and anatomy of dental hard tissues, genetic predisposition, Fig. 11).
Regarding the importance of genetic predisposition to dental caries (share of inheritance 20-
65 %), Wang et al. (2010) suggested in their study that the genes affecting susceptibility to
caries in the primary dentition may differ from those in the permanent teeth. Identification
of genes and genetic markers with diagnostic, prognostic and therapeutic significance have
been estabilished as one of the six main directions that current caries research should take.
Over the last decade we have seen an increasing scientific interest in the study of genetic
factors influencing the susceptibility to dental caries and protection against this disease.
The major candidate gene categories studied to date include enamel formation genes,
immune response genes, genes related to saliva, genes related to taste, and others (Vieira
et al., 2014; Chaplle et al., 2017).
Fig. 11. Factors involved in the host susceptibility to the development of dental caries
(Borilova Linhartova and Bartosova, 2019).
host susceptibility
to dental caries
tooth
morphology
systemic
diseases
quality
and
quantity
of saliva
genetic
predisposition
enviromental
factors
epigenetic
modification
diet and taste
preference
68
The first GWAS looking for genes associated with the risk of caries development was
published in the year 2011. This study indicated that there are a number of loci that mostly
have little effect and are involved in cariogenensis (Shaffer et al., 2011). In the other GWAS
was an association between dental caries and a region in the visfatin gene found (Morrison
et al., 2016), which is also considered as a marker for obesity (Li et al., 2013). Currently
published GWAS included 19,003 children with a primary teeth and 13,353 patients with a
permanent teeth, and several gene variants were associated with the risk of dental caries
(Haworth et al., 2018). Specifically, variability in the gene encoding allantoicase enzyme
(ALLC) involved in purine metabolism, whose enzymatic activity was probably lost during
vertebrate evolution, was associated with dental caries in temporary dentition. For dental
caries in permanent dentition, the NEDD9 candidate gene encodes a neural precursor cell
expressed expressionally down-regulated protein 9, which plays a role in regulating neural
differentiation, neural cell development and migration (Haworth et al., 2018).
In addition to congenital predispositions, the importance of epigenetics in relation to dental
caries is also studied. Epigenetic mechanisms, such as methylation of DNA, histone
modification, and the presence of RNA are not coded, gene expression and potentially
pathogenesis of the disease are affected (Seo et al., 2015). Hypothetically, epigenetic
changes leading to the development of the oral cavity – especially the development of the
teeth and salivary glands – can also be associated with dental caries, immune functions in
the body can also be altered, thus impairing its natural defenses. Fernando and colleagues
(2015) proposed a protocol to evaluate a range of variables, including epigenetic factors, in
relation to the risk of developing and developing dental caries in children.
Low validity for the analysed methods may lead to patients with increased risk not being
identified, whereas some are falsely identified as being at risk. As caries risk assessment
guides individualized decisions on interventions and intervals for patient recall, improved
performance based on best evidence is greatly needed (Senneby et al., 2015). Recent
advances in deep-sequencing technologies, novel imaging methods and (meta)proteomicsmetabolomics
approaches could have direct implications for developing new approaches for
improved risk assessment and prevention of this devastating and costly childhood health
condition (Hajishengallis et al., 2015).
The clinical relevance of genetic information is still problematic; the potential for
incorporating this factor into the new risk assessment prognosis program will increase with
the increase in knowledge, especially when the complex genetic profile is known (Kornman
69
and Polverini, 2014). Analysis of genetic risk factors could help in the future in screening
and identifying patients with disposition to develop dental caries.
In the Czech population of children with primary and/or permanent teeth, we have so far
observed variability in genes involved in amelogenesis (DLX3, bone morphogenetic
protein 2, enamelin) (Kastovsky et al., 2017, Attachment 8; Borilova Linhartova et al.,
2018a, Attachment 9). As a result of most of our observations, the association of specific
polymorphisms with disease previously found in other populations was not confirmed.
Note: The study focused on enamelin gene variant and dental caries in children was
presented by my student (Tereza Deissová) on the Student scientific conference 2017 in
Brno and was awarded 2nd
place.
On the other hand, variants in sweet taste receptor (TAS1R2) and glucose transporter
(GLUT2) were associated with increased risk of dental caries in permanent dentition in the
population of Czech children from European Longitudinal Study of Pregnancy and
Childhood (ELSPAC, Izakovicova Holla et al., 2015, Attachment 10).
From genes encoded immunoregulatory proteins, only lactotransferrin (LTF) was previously
studied in Czech children from ELSPAC and lack of association between SNP LTF
rs1126478 and dental caries in permanent dentition was found (Volckova et al., 2014).
In the recent review from Lips et al. (2017), association between genetic polymorphisms and
risk of dental caries for most of the salivary proteins was demonstrated. Association was
found for proteins related to antimicrobial activity (beta defensin 1 and lysozyme-like
protein), pH control (carbonic anhydrase VI), and bacterial colonization/adhesion (LTF,
mucin, and proline-rich protein Db).
In addtion, our research of dental caries is focused on changes in S. mutans transcriptome
and metabolome depending on carbohydrate substrate and on a role of Candida sp. and
cariogenic bacteria in sECC development.
70
3.1 Comment to the article “ACE insertion/deletion polymorphism associated
with caries in permanent but not primary dentition in Czech children”
Borilova Linhartova P, Kastovsky J, Bartosova M, Musilova K, Zackova L, Kukletova
M, Kukla L, Izakovicova Holla L. ACE insertion/deletion polymorphism associated
with caries in permanent but not primary dentition in Czech children. Caries
Res. 2016;50(2):89-96. (IF 1.811; DENTISTRY, ORAL SURGERY & MEDICINE Q2)
Author contribution: P.B.L. designed the study, drafted the paper, and particularly carried
out genetic analysis.
The angiotensin-converting enzyme (ACE) is a zinc metallopeptidase and a regulatory
component of the renin-angiotensin (RA) system, where it acts by hydrolyzing angiotensin I
(Ang I) to angiotensin II (Ang II) and inactivating the bradykinin (Ceconi et al., 2007).
Ang II not only increases blood pressure but is also a potent proinflammatory modulator
which, through activation of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase and
production of reactive oxygen species (ROS), can induce tissue damage. Besides systemic
RAS, the local RAS contributes to the inflammatory process via stimulation of the
production of cytokines (Mendoza-Pinto et al., 2010).
Insertion/deletion (I/D) polymorphism of the ACE gene, identified as a 287 base pair Alu
repeat in intron 16 (17q23) (Rigat et al., 1990), is probably in a strong linkage disequilibrium
with another ACE gene variant affecting ACE protein levels (Tiret et al., 1992). ACE I/D
polymorphism has been associated with caries in Polish children (Olszowski et al., 2015).
The aim of this study was to analyze ACE I/D polymorphism in a group of caries-free
children versus subjects affected by dental caries in primary/permanent dentition in the
Czech population.
In this case-control study, 220 children aged 2–6 years with ECC (dmft≥1), and 743 children
from ELSPAC aged 13–15 years: 561 subjects with dental caries (DMFT≥1), and 182 cariesfree
children (DMFT=0), were included. The genotype determination of ACE I/D
polymorphism in intron 16 was based on the TaqMan method (Koch et al., 2015).
Although no significant differences in the allele or genotype frequencies between the cariesfree
children and those affected by dental caries were observed, statistically significant
differences between the the subgroup of 179 patients with high caries experience (DMFT≥4)
and caries-free children (P<0.01 and P<0.05, respectively) were detected. The comparison
of DD versus II+ID genotype frequencies between the patients with DMFT≥1 or DMFT≥4
and caries-free children also showed significant differences (31.5% or 35.6% vs. 23.6%,
71
P<0.05 or P<0.01, respectively). A gender-based analysis identified a significant difference
in the DD versus II+ID genotype frequencies only in girls (P<0.05). In contrast, no
significant association of ACE I/D polymorphism with ECC in young children was found
(P>0.05).
Our findings are in disagreement with those published by Olszowski et al. (2015), which
could be a result of the insufficient sample size and problematic genotyping method in the
Polish study.
Our study suggested that the ACE I/D polymorphism may be associated with caries in
permanent but not primary dentition, especially in girls in the Czech population.
Nevertheless, the mechanism of a possible ACE effect on susceptibility to dental caries is
unknown, and further research of people with different ethnic backgrounds is required.
72
73
74
75
76
77
78
79
80
3.2 Comment to the article ”Vitamin D receptor TaqI gene polymorphism
and dental caries in Czech children”
Izakovicova Holla L, Borilova Linhartova P, Kastovsky J, Bartosova M, Musilova
K, Kukla L, Kukletova M. Vitamin D receptor TaqI gene polymorphism and dental
caries in Czech children. Caries Res. 2017;51(1):7-11. (IF 2.188; DENTISTRY, ORAL
SURGERY & MEDICINE Q2)
Author contribution: P.B.L. particularly designed the study, drafted the paper, and carried
out genetic analysis.
Vitamin D is not only a regulator of mineral homeostasis through the mediation of calcium
absorption which can influence the quality of bone, enamel, and dentin, but it is also involved
in the immune response (Lin, 2016). The biologically most active metabolite of vitamin D,
1,25(OH)2D3, acts by binding an intracellular vitamin D receptor (VDR). The gene encoding
the VDR contains TaqI polymorphism which was associated with increased transcriptional
activity, mRNA stability, and a high serum level of 1,25(OH)2D3 (Martelli et al., 2014).
The aims of our study were to (i) examine the associations between this VDR variant and
dental caries in Czech children with permanent dentition, (ii) compare the VDR TaqI allele
and genotype distributions between subgroups with mild/moderate or high caries experience,
and (iii) investigate the impact of this polymorphism on gingivitis susceptibility.
A total of 388 subjects from ELSPAC, 235 children with dental caries (DMFT≥1) and 153
caries-free (DMFT=0) children were genotyped using the TaqMan method for VDR TaqI
rs731236 polymorphism.
Although no significant associations between the VDR TaqI polymorphism and caries
susceptibility and/or severity were found, statistically significant differences were observed
between children with gingivitis (gingival index, GI>0) and those with healthy gingiva
(GI=0). The VDR TaqI T allele and TT genotype were more frequently present in children
with gingivitis (P<0.05, OR=1.66, 95%CI=1.23-2.26, and P<0.05, OR=2.13, 95%CI=1.09-
4.16, respectively).
Several studies have evaluated the potential association between this VDR gene
polymorphism and an increased susceptibility to periodontitis (Deng et al., 2011). Before
our study, only 2 studies had analyzed allele and genotype frequencies of the VDR TaqI
polymorphism in patients with dental caries (Hu et al., 2015; Cogulu et al., 2016).
In contrast to previous studies from China and Turkey (Hu et al., 2015; Cogulu et al., 2016),
the VDR TaqI gene variant cannot be used as a marker for the identification of Czech children
81
with an increased risk of dental caries. The differences in the association of the VDR TaqI
polymorphism with caries between studies can be considered in relation to the selection of
inclusion criteria (children with mixed dentition were included in the Turkish study (Cogulu
et al., 2016), sample size, ethnic background, and thus differences in MAF. In addition, no
association of this SNP with dental caries was found in the later Chinese work in children
with primary dentition (Kong et al., 2017).
82
83
84
85
86
87
4. Periodontitis
Note: This chapter builds on my Dissertation thesis (Bořilová Linhartová, 2014).
Periodontitis has the effect loss of connective tissues, alveolar bone and eventually teeth.
There is strong evidence for an association between an peridontitis and diabetes mellitus
(DM). Between both diseases is a reciprocal relationship, which has been intensively studied.
In addition, the some risk factors for dental caries are either more or less prevalent in the
diabetic population (Novotna et al., 2015).
DM increases the risk for and severity of periodontitis, and periodontal diseases can
aggravate insulin resistance and affect glycemic control (Stanko and Izakovicova Holla,
2014). Apart from the systemic effects of DM, recent evidence suggests that local changes
in the periodontal tissues are characterized by enhanced interactions between leukocytes and
endothelial cells and altered leukocyte functions (Sonnenschein and Meyle, 2015). Increased
levels of ROS (Yan, 2014) and pro-inflammatory cytokines – lead to chronic low-grade
inflammation, change of cytokine spectrum, and activation of innate immunity (Odegaard
and Chawla, 2012).
The main aim of the our recent clinical study (Poskerová et al., 2018, Attachment 11) was
to investigate the state of periodontium in Czech diabetic patients. Three groups of subjects:
T1DM and T2DM patients, and subjects without DM (controls) were compared. The
subjects underwent clinical and radiological examination during years 2010–2015 and
7 selected periodontal bacteria (Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas
gingivalis, Tannarella forsythia, Treponema denticola, Parvimonas micra, Prevotella
intermedia, Fusobacterium nucleatum) were analyzed in their subgingival plaque by a DNA
microarray detection kit in external laboratory (Stomagene, České Budějovice, Czech
Republic).
The study comprised a total of 141 subjects (32 with T1DM, 51 with T2DM, 58 controls)
aged 35–65 years. The state of teeth and periodontium in diabetic (mainly T2DM) patients
was worse than in controls. This finding was confirmed for plaque index (PI) and GI, number
of extracted teeth, the presence of teeth replacement and other parameters evaluating the
presence and severity of periodontitis (P<0.05, see Fig. 12). Patients with T2DM and diabetic
nephropathy had worse state of the periodontium; this finding was not proven in patients
with insufficiently controlled diabetes or the disease duration (P<0.05).
88
Fig. 12. Comparison of the prevalence and severity of periodontitis in diabetic patients and
in the controls (Poskerová et al., 2018).
NP=non-periodontitis, P1/2/3=mild/moderate/severe periodontitis
The differences in the representation of periodontal bacteria and their quantity among the
groups were minimal, only P. micra and F. nucleatum occurred more often in subgingival
plaque from diabetics than from controls ((P<0.05 and P<0.01, respectively, see Fig. 13).
Fig. 13. Comparison of subgingival microflora in diabetic patients and in controls
(Poskerová et al., 2018).
AAC=Aggregatibacter actinomycetemcomitans, PG=Porphyromonas gingivalis,
TN=Tannarella forsythia, TD=Treponema denticola, PM=Parvimonas micra,
PI=Prevotella intermedia, FN=Fusobacterium nucleatum
13.8 3.1 2.0
29.3
15.6
7.8
22.4
21.9
17.6
34.5
59.4
72.5
0
20
40
60
80
100
HC T1DM T2DM
Frequency[%]
P3 P2 P1 NP
AAC PG TF TD PM PI FN
controls 0 37.9 13.8 1.7 22.4 5.2 5.4
T1DM 0 43.8 21.9 0 31.3 6.3 53.1
T2DM 0 49 30.6 0 53.1 10.2 79.6
0
20
40
60
80
100
Frequency[%]
Bacteria count >105
P<0.05 P<0.01
P<0.01
P<0.01
controls
89
In conclusion, diabetic patients suffered more often by inflammatory periodontal diseases
and other diseases of the oral cavity than controls. The relationship between DM and oral
tissue diseases were summarized in our recent review (Poskerová et al., 2019,
Attachment 12).
Besides environmental factors of stress, smoking, obesity etc., plays the role genetic
predispositions in the etiopathogenesis of both diseases. Candidate genes for periodontitis
are these encoding immunoregulatory factors, especially cytokines (Fig. 14). Overview by
Heidari et al. (2019) contains findings of studies dealing with immunomodulatory factors
gene polymorphisms in CP. In the etiopathogenesis of T1DM and/or T2DM play a role
among others IL-1, IL-8 and IL-17 (Dakovic et al., 2013; Liu et al., 2017; Abdel-Moneim
et al., 2018).
Fig. 14. Cytokines and periodontal disease – sligthly modified (Silva et al., 2015).
90
4.1 Comment to the article ”Interleukin-1 gene variability and plasma levels
in Czech patients with chronic periodontitis and diabetes mellitus”
Borilova Linhartova P, Poskerova H, Tomandlova M, Bartova J, Kankova K,
Fassmann A, Izakovicova Holla L. Interleukin-1 gene variability and plasma levels in
Czech patients with chronic periodontitis and diabetes mellitus. Int J Dent.
2019;2019:6802349. DOI: 10.1155/2019/6802349.
Author contribution: P.B.L. designed the study, drafted the paper, and carried out the genetic
analysis.
The current study was based on our pilot work dealing with polymorphisms in selected
cytokines, specifically in the IL-1 gene cluster and the IL-6 gene, in patients with CP
with/without DM and in healthy subjects (Bořilová Linhartová et al., 2015, Attachment 13).
The first aim of this study was to investigate two SNPs and one VNTR polymorphism in the
IL-1 gene cluster in CP patients, diabetic patients of both types (T1DM and T2DM), and
non-periodontitis systemically healthy controls (HC) in the Czech population. The second
objective was to compare the subset of diabetic patients with CP and generally healthy
patients with/without CP or diabetic patients according to their IL-1 haplotype profile.
Finally, assuming higher circulating IL-1β levels in diabetic patients with CP than in
nondiabetic patients with CP, the plasma levels in these groups of patients and their
correlation to polymorphisms in the IL-1 gene cluster were analyzed. In addition, we
examined the IL-1β levels in mononuclear cells of generally healthy subjects after
stimulation by oral pathogens, mitogens, or heat shock protein 70 (HSP70).
A total of 1016 individuals participated in this case-control study. DNA from 264 patients
with CP, 132 with T1DM, 395 patients with T2DM, and 225 non-periodontitis HC were
genotyped using methods based on PCR techniques for IL-1 gene polymorphisms (IL-1A
rs1800587, IL-1B rs1143634, and IL-1RN 86 bp tandem repeats in intron 2). The levels of
IL-1β were measured using Luminex methods in subgroups of CP, T1DM+CP, and T2DM
CP subjects, and HC. Isolation, cultivation and stimulation of peripheral blood mononuclear
cells (PBMCs) by selected periodontal bacteria (A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis,
P. intermedia, and T. forsythia), mitogens, or HSP70 were described in our previous study
(Bartova et al., 2014).
Although no significant associations were found in the genotype and allele frequencies of
IL-1A rs1800587 (P>0.05), the IL-1B rs1143634 T allele was less frequent in CP patients
than in the non-periodontitis HC (P<0.05, OR=0.70, 95%CI=0.52-0.94). In T1DM patients,
91
the IL-1RN*S “short” allele and the IL-1RN 12 genotype were significantly less frequent than
those in the non-periodontitis HC (P<0.01, OR=0.64, 95%CI=0.44-0.92, and P<0.01,
OR=0.46, 95%CI=0.28-0.76, respectively). In haplotype analysis, the IL-1 gene cluster TTL
haplotype decreased the risk of CP development (P<0.01, OR=0.64, 95%CI=0.47-0.88),
whereas CCS and CTL haplotypes were associated with T1DM (P<0.01, OR=0.58,
95%CI=0.39-0.87, and P<0.05, OR=1.98, 95%CI=1.01-3.87, respectively).
No significant differences in IL-1β plasma levels in diabetic patients and the HC with similar
periodontal conditions were found (P>0.05), IL-1 genotypes did not correlate with
circulating IL-1β levels (P>0.05). Highly significant differences were observed in IL-1β
levels between unstimulated PBMCs and cells after stimulation by Pokeweed mitogen
(PWM), PWM in costimulation by Concavalin A (Con A), selected periodontal bacteria
(A. actinomycetemcomitans, P. intermedia, and T. forsythia) (all P<0.001), or HSP70
(P<0.05).
To our knowledge, this is the first study comparing IL-1β plasma levels in T2DM patients
with CP and nondiabetic patients with CP. Although we assumed significant higher
concentrations of this cytokine in all diabetic patients than in generally healthy patients with
similar periodontal conditions, only a slightly elevated IL-1β levels were found in
T1DM+CP or T2DM+CP patients compared with the CP subjects (median 3.26 pgmL-1
or
3.87 pgmL-1
vs. 2.57 pgmL-1
).
In the Czech population, significant associations between the IL-1B polymorphism with CP
and the IL-1RN variant with T1DM were found. Haplotype analysis suggests that variability
in the IL-1 gene cluster may be one of the factors in the CP and T1DM pathogenesis,
although single variants of these polymorphisms are not substantial for protein production.
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
4.2 Comment to the article ”Differences in interleukin-8 plasma levels
between diabetic patients and healthy individuals independently on their
periodontal status”
Borilova Linhartova P, Kavrikova D, Tomandlova M, Poskerova H, Rehka V, Dušek
L, Izakovicova Holla L. Differences in interleukin-8 plasma levels between diabetic
patients and healthy individuals independently on their periodontal status. Int J Mol
Sci. 2018;19(10), pii: E3214. DOI: 10.3390/ijms19103214. (IF 3.687; BIOCHEMISTRY
& MOLECULAR BIOLOGY Q2, CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY Q2)
Author contribution: P.B.L. designed the study, drafted the paper, and carried out the genetic
analysis.
Although no association had previously been found between IL-8 gene polymorphisms and
periodontal diseases in the Czech population, some IL-8 variants have been associated with
the presence of some periodontal bacteria as well as specific IL-8 haplotypes were suggested
to be protective against CP development (Bořilová Linhartová et al., 2013). Lappin et al.
(2015) suggested that elevated IL-8 plasma levels potentially contribute to the crosssusceptibility
between periodontitis and T1DM, and that P. gingivalis lipopolysaccharides
(LPS) and advanced glycation end products (AGE) in combination caused significantly
greater expression of IL-6, IL-8, and CXCL5 from THP-1 monocytes and OKF6/TERT-2
cells than LPS alone. In addition, chemokine receptor 2 (CXCR2) plays an important role in
the regulation of the inflammatory response.
Considering the critical function of chemokine IL-8 in the inflammatory process, the aims
of this study were to determine: (i) IL-8 plasma levels; (ii) IL-8 rs4073 and its receptor 2
(CXCR2) rs1126579 polymorphisms, and (iii) the presence of the selected periodontal
bacteria in T1DM and T2DM patients and the HC with known periodontal status.
This case-control study is comprised of 153 unrelated individuals: 36/44 patients suffering
from T1DM+CP/T2DM+CP and 32/41 from the HC+CP/non-periodontitis HC. Both the
clinical and biochemical parameters were monitored. The genotypes were determined using
TaqMan PCR, IL-8 plasma levels were measured using an enzyme-linked immunosorbent
assay (ELISA) kit. Subgingival bacterial colonization was analyzed with a DNA microarray
detection kit in an external laboratory (Stomagene, České Budějovice, Czech Republic).
IL-8 rs4073 and CXCR2 rs1126579 allelic and genotype distributions were similar in all of
the subgroups and the T2DM+CP group between well/satisfactorily controlled individuals
vs. unsatisfactorily controlled patients (P>0.05). Variants in both genes were also evaluated
103
across the whole cohort in relation to IL-8 plasma levels and no association was found
(P>0.05).
The IL-8 plasma levels differed significantly between the non-periodontitis HC and
T1DM+CP/T2DM+CP patients (P<0.01). Even in the HC+CP, IL-8 concentrations were
significantly lower than in T1DM+CP/T2DM+CP patients (P<0.05).
Higher IL-8 plasma levels were found in the healthy controls and the well/satisfactorily
controlled T2DM+CP patients who tested positive for T. forsythia or P. intermedia than in
individuals from this subgroup who tested negative for these specific bacteria (P=0.03 in
both, Pcorr>0.05). However, the presence of P. gingivalis, T. forsythia, or T. denticola was
associated with lower IL-8 plasma levels in T1DM+CP patients (P<0.01, Pcorr>0.05).
F. nucleatum was detected in almost all of the individuals (98.6%). IL-8 levels were found
to be higher in the absence of F. nucleatum than in the presence of this bacterium in HC+CP
individuals (mean 46.40 pgmL-1
vs. 10.80 pgmL-1
), and in unsatisfactorily controlled
T2DM+CP patients (mean 30.86 pgmL-1
vs. 13.77 pgmL-1
). However, the significance of
these results is questionable due to the low number of patients who tested negative for
F. nucleatum.
In conclusion, no significant associations between IL-8 plasma levels and the studied IL-8
and CXCR2 polymorphisms or the occurrence of selected periodontal bacteria (Pcorr> 0.05)
were found. Patients with T1DM+CP/T2DM+CP had higher circulating IL-8 levels than the
HC+CP/non-periodontitis HC.
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
4.3 Comment to the article ”Chemokine receptor 2 (CXCR2) gene variants
and their association with periodontal bacteria in patients with chronic
periodontitis”
Kavrikova D*, Borilova Linhartova P*, Lucanova S, Poskerova H, Fassmann
A, Izakovicova Holla L. Chemokine receptor 2 (CXCR2) gene variants and their
association with periodontal bacteria in patients with chronic periodontitis. Mediators
Inflamm. 2019;2019:2061868. (IF 3.549; CELL BIOLOGY Q2, IMMUNOLOGY Q2)
*Authors contributed equally to this work.
Author contribution: P.B.L. designed the study, particularly drafted the paper, and carried
out the genetic analysis.
Till now, two Brazilian studies have investigated the variability in CXCR1 or CXCR2 genes
in CP patients; however, only the CXCR2 genotypes and haplotypes have been associated
with this oral disease (Viana et al., 2010; Scarel-Caminaga et al., 2011).
In relation to the previous study (Borilova Linhartova et al., 2018b, see chapter 4.2), the aim
of this study was to investigate the CXCR2 gene variability in CP patients and the nonperiodontitis
HC in a larger sample of the Czech population.
A total of 500 unrelated subjects participated in this case-control study: 329 CP patients and
171 non-periodontitis HC. The CXCR2 rs2230054, CXCR2 rs1126579, and CXCR2
rs1126580 polymorphisms were determined using PCR techniques. Subgingival bacterial
colonization was analyzed with a DNA microarray detection kit in an external laboratory
(Stomagene, České Budějovice, Czech Republic).
No significant differences in allele, genotype, or haplotype frequencies of the CXCR2 gene
variants studied between patients with CP and the non-periodontitis HC were found
(P>0.05). If we arrange haplotypes as genotypes, the carriers of the TCA/TTG (or
TTG/TCA) variant seemed to be more susceptible to CP development (P<0.05). On the other
hand, the number of carriers of this haplogenotype is too small to demonstrate any significant
association with CP after correction for multiple comparisons. Viana et al. (2010) found that
patients carrying the haplotypes TCA and CCG were more predetermined to CP
development, whereas CCA and TCG haplotypes seemed to be protective against CP. Our
result matches with the findings of the Brazilian study (Viana et al., 2010), where TTG/TCA
and CTG/TCA haplotypes were associated with CP in two different populations.
122
Nevertheless, A. actinomycetemcomitans was detected more frequently in men who were
positive for the CXCR2 rs2230054 C allele and for the CXCR2 rs1126579 T allele than in
men with the other alleles (P<0.05, OR=2.31, 95%CI=1.03-5.20, and P<0.05, OR=2.54,
95%CI=1.13-5.71). In contrast, no statistically significant associations of CXCR2 variants
with seven selected periodontal bacteria were found in women (P>0.05).
Although A. actinomycetemcomitans is more often associated with aggressive periodontitis
than with CP, Gaetti-Jardim et al. (2008) detected the bacteria using the PCR method in
44 % of CP patients. What is more, the specific ILs variants or their combinations were
associated with the presence of A. actinomycetemcomitans in CP patients (Bartova et al.,
2014; Nibali et al., 2016; Cirelli et al., 2017).
Although none of the investigated SNPs in the CXCR2 gene were associated with CP, the
CXCR2 gene variants can be associated with subgingival colonization of Gbacteria
in men
with CP in the Czech population.
123
124
125
126
127
128
129
130
131
4.4 Comment to the article ”Interleukin-17A gene variability in patients with
type 1 diabetes mellitus and chronic periodontitis: its correlation with IL-17
levels and the occurrence of periodontopathic bacteria”
Borilova Linhartova P, Kastovsky J, Lucanova S, Bartova J, Poskerova H, Vokurka
J, Fassmann A, Kankova K, Izakovicova Holla L. Interleukin-17A gene variability in
patients with type 1 diabetes mellitus and chronic periodontitis: its correlation with
IL-17 levels and the occurrence of periodontopathic bacteria. Mediators
Inflamm. 2016;2016:2979846. DOI: 10.1155/2016/2979846. (IF 3.232; CELL
BIOLOGY Q2, IMMUNOLOGY Q2)
Author contribution: P.B.L. designed the study, drafted the paper, and particularly carried
out genetic analysis.
IL-17 contributes to the pathogenesis of T1DM and CP. Neverthless, no previous study has
investigated IL-17 gene variability in T1DM patients so far and only a few studies have
reported a relationship between polymorphisms in the IL-17 gene and periodontitis with
contradictory results (Corrêa et al., 2012; Kadkhodazadeh et al., 2013a,b; Saraiva et al.,
2013; Zacarias et al., 2015).
The aim of this study was to investigate the possible association of IL-17A and IL-17F
rs763780 gene variants with T1DM and/or CP. In addition, IL-17A SNP was examined in
relation to the occurrence of selected periodontal bacteria in subgingival pockets and
production of IL-17 by mononuclear cells in a subgroup of CP patients and a nonperiodontitis
HC.
In total 523 subjects were included in this case-control study. 125 T1DM patients, 244 CP
patients and 154 non-periodontitis HC were genotyped using the TaqMan PCR method for
IL-17A rs2275913 and IL-17F rs763780 polymorphisms. Subgingival bacterial colonization
was analyzed with a DNA microarray detection kit in an external laboratory (Stomagene,
České Budějovice, Czech Republic). The levels of IL-17 were measured using Luminex
methods in subgroups of T1DM+CP patients, CP patients, and the non-periodontitis HC.
Isolation, cultivation, and stimulation of PBMCs by selected periodontal bacteria
(A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, P. intermedia, and T. forsythia), mitogens or
HSP70, were described in our previous study (Bartova et al., 2014).
Although no differences in the allele/genotype frequencies between patients with CP and
T1DM+CP were found, the IL-17A rs2275913 A allele increased the risk of T1DM (P<0.05,
OR=1.36, 95%CI=0.96-1.92). IL-17F rs763780 TT genotype occurred in 93.7%
132
Carriers of IL-17A rs2275913 AA genotype had an increased risk of T. forsythia occurrence
(in CP patients, P<0.05). In unstimulated PBMCs and also in cells stimulated by P. gingivalis
of CP cariers with AA+AG genotypes a higher production of IL-17 was recorded than in GG
homozygotes (𝑃<0.05 in both). Production of IL-17 was significantly associated with IL-17A
rs2275913 polymorphism in the unstimulated mononuclear cells from the pool of CP
patients and the HC (𝑃<0.05).
The recent meta-analysis by da Silva et al. (2017) showed a nonsignificant
association between IL-17A rs2275913 or IL-17F rs763780 polymorphisms
and CP in the allelic evaluation. Our study was included in the analysis and no bias of
publication was observed by Egger's and Begg's tests in any allelic evaluation (da Silva et al.,
2017).
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
Conclusions
Current research is increasingly moving towards cross-disciplinary studies with the collection
of data on all aspects of complex diseases. It is crucial to consider gene-environment
interactions and to use high-quality methodological approaches, including appropriate
analytical tools. Multidisciplinary efforts are required to better understand the etiopathogenesis
of complex diseases, such as RAS, EARR, dental caries and CP.
There is a need to create an algorithm involving all known variables to determine the risk of a
complex disease development in an individual. Himmelstein and Baranzini (2015) suggested
that two important derivations would be the translation of this information into a multiscale
understanding of pathogenic variants and leveraging existing data to increase the power of
existing and future studies through prioritization. Thus, they designed a network with 18 node
types: genes, diseases, tissues, pathophysiologies, and 14 molecular signatures database
collections and 19 edge types from high-throughput publicly available resources, see Fig. 15.
Fig. 15. Heterogeneous network edge prediction effectively prioritized genetic associations and
provides a powerful new approach for data integration across multiple domains (Himmelstein
and Baranzini, 2015).
143
A model from GWAS associations was created and the probability of association between each
protein-coding gene and each of the well-studied complex diseases was predicted (Himmelstein
and Baranzini, 2015). In addition, some other methods for generating multiple risk barcodes of
complex diseases using ant colony algorithms are developing (Zhang et al., 2016; Li and Jiang,
2017).
The main goal of immunogenetics is to understand the genetic basis of the immune response
and to find the links between gene variability and disease. Although we have shown the
relationship of some polymorphisms in genes for immunoregulatory factors to selected diseases
of the oral cavity in the Czech population, the complex nature of these diseases requires further
research in which genetic analysis will be linked to clinical, microbiological and biochemical
examinations. It can be considered important that our statistically non-significant findings have
also been published to reduce the positive bias in the scientific literature.
Our immunogenetic research of oral diseases is currently focused on salivary proteins and their
genes, especially mannose binding lectin 2 (MBL2) with specific functional variants. This
pattern recognition receptor of the innate immune system recognizes and binds to pathogenic
microorganisms and apoptotic cells leading to lectin pathway complement killing or clearance.
MBL heterozygosity could have been advantageous in an evolutionary sense; protection against
adverse effects of various infectious diseases and lethal manifestations of atherosclerosis (Eisen
and Osthoff, 2014). The original SNaPshot assay and also the algorithm for MBL2
haplogenotype determination were already designed and introduced. Also, salivary proteins and
oral microbiome will be analyzed by advanced molecular biology techniques and all obtained
data will be used to design a tool for assessing the risk of development of specific complex oral
disease.
144
References
• Aachoui Y, Sagulenko V, Miao EA, Stacey KJ. Inflammasome-mediated pyroptotic and
apoptotic cell death, and defense against infection. Curr Opin Microbiol. 2013;16:319-
326.
• Abdel-Moneim A, Bakery HH, Allam G. The potential pathogenic role of IL-17/Th17
cells in both type 1 and type 2 diabetes mellitus. Biomed Pharmacother. 2018;101:287-
92.
• Albanidou-Farmaki E, Markopoulos AK, Kalogerakou F, Antoniades DZ. Detection,
enumeration and characterization of T helper cells secreting type 1 and type 2 cytokines
in patients with recurrent aphthous stomatitis. Tohoku J Exp Med. 2007;212:101-105.
• American Academy of Pediatric Dentistry. Policy on early childhood caries (ECC):
classifications, consequences, and preventive strategies 2017;39(6):59-61.
• Anand A, Singh S, Sonkar AA, Husain N, Singh KR, Singh S, Kushwaha JK.
Expression of vitamin D receptor and vitamin D status in patients with oral
neoplasmsand effect of vitamin D supplementation on quality of life in advanced cancer
treatment. Contemp Oncol (Pozn). 2017;21(2):145-151.
• Bartosova M, Svetlak M, Kukletova M, Borilova Linhartova P, Dusek L, Izakovicova
Holla L. Emotional stimuli candidates for behavioural intervention in the prevention of
early childhood caries: a pilot study. BMC Oral Health. 2019;19(1):33.
DOI: 10.1186/s12903-019-0718-4.
• Bartova J, Borilova Linhartova P, Podzimek S, Janatova T, Svobodova K, Fassmann
A, Duskova J, Belacek J, Izakovicova Holla L. The effect of IL-4 gene polymorphisms
on cytokine production in patients with chronic periodontitis and in healthy controls.
Mediators Inflamm. 2014;2014:185757. DOI: 10.1155/2014/185757.
• Bazrafshani MR, Hajeer AH, Ollier WE, Thornhill MH. Polymorphisms in the IL-10
and IL-12 gene cluster and risk of developing recurrentaphthous stomatitis. Oral Dis.
2003;9(6):287-91.
• Bidoki AZ, Harsini S, Sadr M, Soltani S, Mohammadzadeh M, Najafi S, Rezaei N.
NLRP3 gene polymorphisms in Iranian patients with recurrent aphthous stomatitis. J
Oral Pathol Med. 2016;45:136-140.
• Borilova Linhartova P, Vokurka J, Poskerova H, Fassmann A, Izakovicova Holla L.
Haplotype analysis of interleukin-8 gene polymorphisms in chronic and aggressive
periodontitis. Mediators Inflamm. 2013;2013:342351. DOI: 10.1155/2013/342351.
145
• Bořilová Linhartová P. Role genetických faktorů v etiopatogenezi vybraných
onemocnění dutiny ústní. Role of genetic factors in the etiopathogenesis of selected
diseases of the oral cavity. [Dissertation thesis in Czech]. 2014.
• Bořilová Linhartová P, Valová S, Kaštovský J, Poskerová H, Vokurka J, Fassmann A,
Izakovicova Holla L. Genová variabilita v imunoregulačních faktorech u pacientů
s chronickou parodontitidou a diabetes mellitus. Gene variability in immunoregulatory
factors in patients with chronic periodontitis and diabetes mellitus. [Article in Czech].
Ces Stomatol Prakt Zubni Lek. 2015;115(4):89-97.
• Borilova Linhartova P, Kastovsky J, Bartosova M, Musilova K, Zackova L, Kukletova
M, Kukla L, Izakovicova Holla L. ACE insertion/deletion polymorphism associated
with caries in permanent but not primary dentition in Czech children. Caries
Res. 2016;50(2):89-96.
• Borilova Linhartova P, Kastovsky J, Lucanova S, Bartova J, Poskerova H, Vokurka
J, Fassmann A, Kankova K, Izakovicova Holla L. Interleukin-17A gene variability in
patients with type 1 diabetes mellitus and chronic periodontitis: its correlation with IL-
17 levels and the occurrence of periodontopathic bacteria. Mediators
Inflamm. 2016;2016:2979846. DOI: 10.1155/2016/2979846.
• Bořilová Linhartová P, Valová S, Izakovičová Hollá L. Vrozená náchylnost k
recidivující aftózní stomatitidě. Genetic predisposition to recurrent aphthous stomatitis.
[Article in Czech]. Ces Stomatol Prakt Zubni Lek. 2017;117(2):27-34.
• Borilova Linhartova P, Cernochova P, Kastovsky J, Vrankova Z, Sirotkova M,
Izakovicova Holla L. Genetic determinants and postorthodontic external apical root
resorption in Czech children. Oral Dis. 2017;23(1):29-35.
• Bořilová Linhartová P, Izakovičová Hollá L. Léčiva a lékové formy jako rizikové
faktory pro zubní kaz. Drugs and dosage forms as risk factors for dental caries. [Article
in Czech]. Ceska Slov Farm. 2017;66(3):103-6.
• Bořilová Linhartová P, Bartošová L, Křenek A, Bartoš L, Dolina J, Marek F, Kala Z,
Izakovičová Hollá L. Personalizovaná terapie pacientů s gastroezofageální refluxní
chorobou – metodika stanovení genového profilu CYP2C19. Personalized therapy in
patients with gastroesophageal reflux disease – metodology of CYP2C19 gene profile´s
determination. [Article in Czech]. Gastroent Hepatol. 2018;72(3):1-9.
• Borilova Linhartova P, Janos J, Slezakova S, Bartova J, Petanova J, Kuklinek
P, Fassmann A, Dusek L, Izakovicova Holla L. Recurrent aphthous stomatitis and gene
146
variability in selected interleukins: a case-control study. Eur J Oral
Sci. 2018;126(6):485-492.
• Bořilová Linhartová P, Kukletová M, Izakovicova Holla L. Vztah mezi kojením a
výskytem závažného kazu raného dětství. Relationship between breastfeeding and
severe early childhood caries. [Article in Czech]. Ces Stomatol Prakt Zubni Lek.
2018;118(3):59-67.
• Borilova Linhartova P, Deissova T, Musilova K, Zackova L, Kukletova M, Kukla
L, Izakovicova Holla L. Lack of association between ENAM gene polymorphism and
dental caries in primary and permanent teeth in Czech children. Clin Oral Investig.
2018a;22(4):1873-7.
• Borilova Linhartova P, Kavrikova D, Tomandlova M, Poskerova H, Rehka V, Dušek
L, Izakovicova Holla L. Differences in interleukin-8 plasma levels between diabetic
patients and healthy individuals independently on their periodontal status. Int J Mol
Sci. 2018b;19(10), pii: E3214. DOI: 10.3390/ijms19103214.
• Bořilová Linhartová P, Bartošová M. Nové metody v primární prevenci zubního kazu u
dětí. New strategies for primary prevention of dental caries in children. Masaryk
University, Brno, Czech Republic. 2019. ISBN 978-80-210-9203-7. [online]
https://is.muni.cz/auth/do/med/el/nove_metody_v_primarni_prevenci_zubniho_kazu_
u_deti/Nove_metody_v_primarni_prevenci_zubniho_kazu_u_deti.pdf
• Borilova Linhartova P, Poskerova H, Tomandlova M, Bartova J, Kankova K, Fassmann
A, Izakovicova Holla L. Interleukin-1 gene variability and plasma levels in Czech
patients with chronic periodontitis and diabetes mellitus. Int J Dent.
2019;2019:6802349. DOI: 10.1155/2019/6802349.
• Bořilová Linhartová P, Fassmann A, Linhartová J, Izakovičová Hollá L.
Farmakoterapie recidivující aftózní stomatitidy u pacientů s geneticky podmíněnou
sníženou schopností metabolizovat kyselinu listovou – pilotní studie. Pharmacotherapy
of recurrent aphthous stomatitis in patients with genetically impaired ability to
metabolize folic acid – pilot study. [Article in Czech]. Ces Stomatol Prakt Zubni Lek.
2019. [Article in press].
• Bořilová Linhartová P, Kavříková D, Slezáková S, Kukletová M, Izakovičová Hollá L.
Komerční testy pro stanovení rizika rozvoje zubního kazu a onemocnění parodontu.
Commercial tests for the determination of dental caries and periodontal disease risk and
development. [Article in Czech]. LKS. 2019;29(2):30-37.
147
• Boyle EA, Li YI, Pritchard JK. An expanded view of complex traits: from polygenic to
omnigenic. Cell. 2017;169(7):1177-1186.
• Bruchard M, Rebé C, Derangère V, et al. The receptor NLRP3 is a transcriptional
regulator of TH2 differentiation. Nat Immunol. 2015;16:859-870.
• Ceconi C, Francolini G, Olivares A, Comini L, Bachetti T, Ferrari R. Angiotensinconverting
enzyme (ACE) inhibitors have different selectivity for bradykinin binding
sites of human somatic ACE. Eur J Pharmacol. 2007;577(1-3):1-6.
• Chapple IL, Bouchard P, Cagetti MG, Campus G, Carra MC, Cocco F, Nibali L, Hujoel
P, Laine ML, Lingstrom P, Manton DJ, Montero E, Pitts N, Rangé H, Schlueter
N, Teughels W, Twetman S, Van Loveren C, Van der Weijden F, Vieira AR, Schulte
AG. Interaction of lifestyle, behaviour or systemic diseases with dental caries
and periodontaldiseases: consensus report of group 2 of the joint EFP/ORCA workshop
on the boundaries between caries and periodontal diseases. J Clin Periodontol. 2017;44
Suppl 18:S39-S51.
• Cirelli T, Finoti LS, Corbi SCT, Anovazzi G, Nepomuceno R, Orrico SRP, Cirelli JA,
Mayer MPA, Scarel-Caminaga RM. Absolute quantification of Aggregatibacter
actinomycetemcomitans in patients carryinghaplotypes associated with susceptibility to
chronic periodontitis: multifacetedevaluation with periodontitis covariants. Pathog Dis.
2017;75(7).
• Cogulu D, Onay H, Ozdemir Y, Aslan GI, Ozkinay F, Eronat C. The role of vitamin D
receptor polymorphisms on dental caries. J Clin Pediatr Dent. 2016;40:211-4.
• Corrêa JD, Madeira MF, Resende RG, Correia-Silva Jde F, Gomez RS, de Souza Dda
G, Teixeira MM, Queiroz-Junior CM, da Silva TA. Association between
polymorphisms in interleukin-17A and -17F genes and chronic periodontal disease.
Mediators Inflamm. 2012;2012:846052.
• Costalonga M, Herzberg MC. The oral microbiome and the immunobiology of
periodontal disease and caries. Immunol Lett. 2014;162(2 Pt A):22-38.
• Craig J. Complex diseases: Research and applications. Nature Education.
2008;1(1):184.
• da Silva FRP, Pessoa LDS, Vasconcelos ACCG, de Aquino Lima W, Alves EHP,
Vasconcelos DFP. Polymorphisms in interleukins 17A and 17F genes and periodontitis:
results from a meta-analysis. Mol Biol Rep. 2017 Dec;44(6):443-53.
148
• Dakovic D, Colic M, Cakic S, Mileusnic I, Hajdukovic Z, Stamatovic N. Salivary
interleukin-8 levels in children suffering from type 1 diabetes mellitus. J Clin Pediatr
Dent. 2013;37(4):377-80.
• Deng H, Liu F, Pan Y, Jin X, Wang H, Cao J. BsmI, TaqI, ApaI, and FokI
polymorphisms in the vitamin D receptor gene and periodontitis: a meta-analysis of 15
studies including 1,338 cases and 1,302 controls. J Clin Periodontol. 2011;38:199-207.
• Diercke K, Kohl A, Lux CJ, Erber R. IL-1β and compressive forces lead to a significant
induction of RANKL-expression in primary human cementoblasts. J Orofac Orthop.
2012;73(5):397-412.
• Divaris K. Predicting dental caries outcomes in children: A "risky" concept. J Dent
Res. 2016;95(3):248-54.
• Eisen DP, Osthoff M. If there is an evolutionary selection pressure for the high
frequency of MBL2 polymorphisms, what is it? Clin Exp Immunol. 2014;176(2):165-
71.
• Fernando S, Speicher DJ, Bakr MM, Benton MC, Lea RA, Scuffham PA, Mihala
G, Johnson NW. Protocol for assessing maternal, environmental and epigenetic risk
factors for dental caries in children. BMC Oral Health. 2015;15:167.
• Gaetti-Jardim E Jr, Wahasugui TC, Tomazinho PH, Marques MM, Nakano V, AvilaCampos
MJ. Distribution of biotypes and leukotoxic activity of
Aggregatibacteractinomycetemcomitans isolated from Brazilian patients with chronic
periodontitis. Braz J Microbiol. 2008;39(4):658-63.
• Guimarães AL, Correia-Silva Jde F, Sá AR, Victória JM, Diniz MG, Costa Fde O,
Gomez RS. Investigation of functional gene polymorphisms IL-1beta, IL-6, IL-10 and
TNF-alpha in individuals with recurrent aphthous stomatitis. Arch Oral Biol.
2007;52(3):268-72.
• Hajishengallis E, Parsaei Y, Klein MI, Koo H. Advances in the microbial etiology and
pathogenesis of early childhood caries. Mol Oral Microbiol. 2017;32(1):24-34.
• Han M, Fang H, Li QL, Cao Y, Xia R, Zhang ZH. Effectiveness of laser therapy in
the management of recurrent aphthous stomatitis: A systematic review. Scientifica
(Cairo). 2016;2016:9062430.
• Hartsfield JK Jr, Jacob GJ, Morford LA. Heredity, genetics and orthodontics – How
much has this research really helped? Semin Orthod. 2017;23(4):336-347.
149
• Haworth S, Shungin D, van der Tas JT, Vucic S, Medina-Gomez C, Yakimov
V, Feenstra B, Shaffer JR, Lee MK, Standl M, Thiering E, Wang C, Bønnelykke
K, Waage J, Jessen LE, Nørrisgaard PE, Joro R, Seppälä I, Raitakari O, Dudding
T, Grgic O, Ongkosuwito E, Vierola A, Eloranta AM, West NX, Thomas SJ, McNeil
DW, Levy SM, Slayton R, Nohr EA, Lehtimäki T, Lakka T, Bisgaard H, Pennell
C, Kühnisch J, Marazita ML, Melbye M, Geller F, Rivadeneira F, Wolvius EB, Franks
PW, Johansson I, Timpson NJ. Consortium-based genome-wide metaanalysis
for childhood dental caries traits. Hum Mol Genet. 2018;27(17):3113-27.
• Heidari Z, Moudi B, Mahmoudzadeh-Sagheb H. Immunomodulatory factors gene
polymorphisms in chronic periodontitis: an overview. BMC Oral Health.
2019;19(1):29.
• Himmelstein DS, Baranzini SE. Heterogeneous network edge prediction: a data
integration approach to prioritizedisease-associated genes. PLoS Comput Biol. 2015 Jul
9;11(7):e1004259.
• Hitomi Y, Ebisawa M, Tomikawa M, et al. Associations of functional NLRP3
polymorphisms with susceptibility to food-induced anaphylaxis and aspirin-induced
asthma. J Allergy Clin Immunol. 2009;124:779-785.
• Hu J, Hou S, Zhu X, Fang J, Zhou Y, Liu Y, Bai L, Kijlstra A, Yang P. Interleukin-10
gene polymorphisms are associated with Behcet's disease but not with Vogt-KoyanagiHarada
syndrome in the Chinese Han population. Mol Vis. 2015;21:589-603.
• Hu XP, Li ZQ, Zhou JY, Yu ZH, Zhang JM, Guo ML. Analysis of the association
between polymorphisms in the vitamin D receptor (VDR) gene and dental caries in a
Chinese population. Genet Mol Res. 2015;14:11631-8.
• Izakovicova Holla L, Borilova Linhartova P, Lucanova S, Kastovsky J, Musilova
K, Bartosova M, Kukletova M, Kukla L, Dusek L. GLUT2 and TAS1R2
polymorphisms and susceptibility to dental caries. Caries Res. 2015;49(4):417-24.
• Izakovicova Holla L, Valova S, Borilova Linhartova P, Bartova J, Petanova
J, Kuklinek P, Fassmann A. Association study of interleukin-1 family, interleukin-6,
and its receptor gene polymorphisms in patients with recurrent aphthous stomatitis. J
Oral Pathol Med. 2017;46(10):1030-1035.
• Izakovicova Holla L, Borilova Linhartova P, Kastovsky J, Bartosova M, Musilova
K, Kukla L, Kukletova M. Vitamin D receptor TaqI gene polymorphism and dental
caries in Czech children. Caries Res. 2017;51(1):7-11.
150
• Jo EK, Kim JK, Shin DM, Sasakawa C. Molecular mechanisms regulating NLRP3
inflammasome activation. Cell Mol Immunol. 2016;13:148-159.
• Jurge S, Kuffer R, Scully C, Porter SR. Mucosal disease series. Number VI. Recurrent
aphthous stomatitis. Oral Dis. 2006;12(1):1-21.
• Kadkhodazadeh M, Baghani Z, Ebadian AR, Youssefi N, Mehdizadeh AR, Azimi N.
IL-17 gene polymorphism is associated with chronic periodontitis and peri-implantitis
in Iranian patients: a cross-sectional study. Immunol Invest. 2013a;42(2):156-63.
• Kadkhodazadeh M, Ebadian AR, Amid R, Youssefi N, Mehdizadeh AR. Interleukin 17
receptor gene polymorphism in periimplantitis and chronic periodontitis. Acta Med
Iran. 2013b;51(6):353-8.
• Kastovsky J, Borilova Linhartova P, Musilova K, Zackova L, Kukletova M, Kukla
L, Izakovicova Holla L. Lack of association between BMP2/DLX3 gene
polymorphisms and dental caries in primary and permanent dentitions. Caries Res.
2017;51(6):590-5.
• Kavrikova D, Borilova Linhartova P, Lucanova S, Poskerova H, Fassmann
A, Izakovicova Holla L. Chemokine receptor 2 (CXCR2) gene variants and their
association with periodontal bacteria in patients with chronic periodontitis. Mediators
Inflamm. 2019;2019:2061868.
• Koch W, Latz W, Eichinger M, Ganser C, Schömig A, Kastrati A. Genotyping of
the angiotensin I-converting enzyme gene insertion/deletion polymorphism by the
TaqMan method. Clin Chem. 2005;51(8):1547-9.
• Koné-Paut I, Sanchez E, LeQuellec A, Manna R, Touitou I. Autoinflammatory gene
mutations in Behçet’s disease. Ann Rheum Dis. 2007;66:832-834.
• Kong YY, Zheng JM, Zhang WJ, Jiang QZ, Yang XC, Yu M, Zeng SJ. The relationship
between vitamin D receptor gene polymorphism and deciduous tooth decay in Chinese
children. BMC Oral Health. 2017;17(1):111.
• Kornman KS, Polverini PJ. Clinical application of genetics to guide prevention and
treatment of oral diseases. Clin Genet. 2014;86(1):44-9.
• Koss K, Satsangi J, Fanning GC, Welsh KI, Jewell DP. Cytokine (TNF alpha, LT alpha
and IL-10) polymorphisms in inflammatory bowel diseasesand normal controls:
differential effects on production and allele frequencies. Genes Immun. 2000;1(3):185-
90.
151
• Krejsek J, Andrýs C, Krčmová I. Imunologie člověka. Human Immunology. 1. ed.
Garamon, Hradec Králové, Czech Republic. [Book in Czech]. 2016.
• Lappin DF, Robertson D, Hodge P, Treagus D, Awang RA, Ramage G, Nile CJ. The
influence of glycated hemoglobin on the cross susceptibility between type 1diabetes
mellitus and periodontal disease. J Periodontol. 2015 Nov;86(11):1249-59.
• Landová H, Daněk Z, Gajdziok J, Vetchý D, Stembírek J. Orální mukóza a léčba
rekurentní aftózní stomatitidy. Oral mucosa and therapy of recurrent aphthous
stomatitis. [Article in Czech]. Ceska Slov Farm. 2013;62(1):12-8.
• Lenčová E, Broukal Z. Prevalence zubního kazu u českých předškolních dětí. Caries
experience in Czech preschool children. [Article in Czech]. Ces Stomatol Prakt Zubni
Lek. 2012;112(6):168-72.
• Li RZ, Ma Xn, Hu XF, Kang SX, Chen SK, Cianflone K, Lu HL.
Elevated visfatin levels in obese children are related to proinflammatory factors. J
Pediatr Endocrinol Metab. 2013;26(1-2):111-8.
• Li X, Jiang W. Method for generating multiple risky barcodes of complex diseases using
ant colony algorithm. Theor Biol Med Model. 2017;14(1):4.
• Lin R. Crosstalk between vitamin D metabolism, VDR signalling, and innate immunity.
Biomed Res Int. 2016;2016:1375858.
• Linhartová P, Černochová P, Izakovičová Hollá L. IL1 gene polymorphisms in relation
to external apical root resorption concurrent with orthodontia. Oral Dis.
2013;19(3):262-270.
• Lips A, Antunes LS, Antunes LA, Pintor AVB, Santos DABD, Bachinski R, Küchler
EC, Alves GG. Salivary protein polymorphisms and risk of dental caries: a systematic
review. Braz Oral Res. 2017;31:e41.
• Liu C, Feng X, Li Q, Wang Y, Li Q, Hua M. Adiponectin, TNF-α and inflammatory
cytokines and risk of type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis. Cytokine.
2016;86:100-9.
• Mangia A, Santoro R, Piattelli M, Pazienza V, Grifa G, Iacobellis A, Andriulli A. IL-
10 haplotypes as possible predictors of spontaneous clearance of HCV infection.
Cytokine. 2004 Feb 7;25(3):103-9.
• Mantegazza C, Paglia M, Angiero F, Crippa R. Oral manifestations of gastrointestinal
diseases in children. Part 4: Coeliac disease. Eur J Paediatr Dent. 2016;17(4):332-334.
152
• Martelli FS, Martelli M, Rosati C, Fanti E. Vitamin D: relevance in dental practice. Clin
Cases Miner Bone Metab. 2014;11:15-9.
• Mays JW, Sarmadi M, Moutsopoulos NM. Oral manifestations of systemic autoimmune
and inflammatory diseases: diagnosis and clinical management. J Evid Based Dent
Pract. 2012;12(3 Suppl):265-82.
• Mendoza-Pinto C, García-Carrasco M, Jiménez-Hernández M, Jiménez Hernández C,
Riebeling-Navarro C, Nava Zavala A, Vera Recabarren M, Espinosa G, Jara Quezada
J, Cervera R. Etiopathogenesis of Behcet´s disease. Autoimmun Res. 2010;9(4):241-
245.
• Ministry of Health of the Czech Republic. HEALTH 2020 National strategy for health
protection and promotion and disease prevention [online].
http://www.mzcr.cz/verejne/dokumenty/zdravi-2020-narodni-strategie-ochrany-apodpory-zdravi-a-prevence-nemoci_8690_3016_5.html.
Accessed February 14th,
2019.
• Meyle J, Dommisch H, Groeger S, Giacaman RA, Costalonga M, Herzberg M. The
innate host response in caries and periodontitis. J Clin Periodontol. 2017;44(12):1215-
1225.
• Morrison J, Laurie CC, Marazita ML, Sanders AE, Offenbacher S, Salazar
CR, Conomos MP, Thornton T, Jain D, Laurie CA, Kerr KF, Papanicolaou G, Taylor
K, Kaste LM, Beck JD, Shaffer JR. Genome-wide association study of dental caries in
the Hispanic Communities Health Study/Study of Latinos (HCHS/SOL). Hum Mol
Genet. 2016;25(4):807-16.
• Najafi S, Firooze Moqadam I, Mohammadzadeh M, Bidoki AZ, Yousefi H, Farhadi E,
Tonekaboni A, Meighani G, Amirzargar AA, Rezaei N. Interleukin-10 gene
polymorphisms in recurrent aphthous stomatitis. Immunol Invest. 2014;43(4):405-9.
• Nibali L, Di Iorio A, Onabolu O, Lin GH. Periodontal infectogenomics: systematic
review of associations between host geneticvariants and subgingival microbial
detection. J Clin Periodontol. 2016;43(11):889-900.
• Novotna M, Podzimek S, Broukal Z, Lencova E, Duskova J. Periodontal diseases and
dental caries in children with type 1 diabetes mellitus. Mediators Inflamm.
2015;2015:379626.
• Odegaard JI, Chawla A. Connecting type 1 and type 2 diabetes through innate immunity.
Cold Spring Harb Perspect Med. 2012;2(3):a007724.
153
• Oleksyk TK, Shrestha S, Truelove AL, Goedert JJ, Donfield SM, Phair J, Mehta S,
O'Brien SJ, Smith MW. Extended IL10 haplotypes and their association with HIV
progression to AIDS. Genes Immun. 2009;10(4):309-22.
• Olszowski T, Adler G, Janiszewska-Olszowska J, Safranow K, Chlubek D: DD
Genotype of ACE I/D polymorphism might confer protection against dental caries in
Polish children. Caries Res 2015;49:390-3.
• Özen B, Van Strijp AJ, Özer L, Olmus H, Genc A, Cehreli SB. Evaluation of possible
associated factors for early childhood caries and severe early childhood caries: a
multicenter cross-sectional survey. J Clin Pediatr Dent. 2016;40(2):118-23.
• Poskerová H, Bořilová Linhartová P, Cvanová M, Izakovičová Hollá L. Vliv
onemocnení diabetes mellitus na stav chrupu a parodontu. Influence of diabetes mellitus
on dental condition and periodontal status. [Article in Czech]. Ces Stomatol Prakt Zubni
Lek. 2018;118(1):3-12.
• Poskerová H, Bořilová Linhartová P, Izakovičová Hollá L. Onemocnění dutiny ústní u
pacientů s diabetem. Oral diseases in diabetic patients. [Article in Czech]. Vnitr Lek.
2019. [Article in press].
• Pereira S, Lavado N, Nogueira L, Lopez M, Abreu J, Silva H. Polymorphisms of genes
encoding P2X7R, IL-1B, OPG and RANK in orthodontic-inducedapical root resorption.
Oral Dis. 2014;20(7):659-67.
• Reuss E, Fimmers R, Kruger A, Becker C, Rittner C, Höhler T. Differential regulation
of interleukin-10 production by genetic and environmental factors – a twin study. Genes
Immun. 2002;3(7):407-13.
• Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F, Cambien F, Corvol P, Soubrier F. An
insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I converting enzyme gene
accounting for half the variance of serum enzyme levels. J Clin Invest. 1990;86:1343-
6.
• Rittling SR, Singh R. Osteopontin in immune-mediated diseases. J Dent Res.
2015;94(12):1638-45.
• Saraiva AM, Alves e Silva MR, Correia Silva Jde F, da Costa JE, Gollob KJ, Dutra WO,
Moreira PR. Evaluation of IL17A expression and of IL17A, IL17F and IL23R gene
polymorphisms in Brazilian individuals with periodontitis. Hum Immunol.
2013;74(2):207-14.
154
• Scarel-Caminaga RM, Curtis KM, Renzi R, Sogumo PM, Anovazzi G, Viana AC, Kim
YJ, Orrico SR, Cirelli JA. Variation in the CXCR1 gene (IL8RA) is not associated with
susceptibility to chronicperiodontitis. J Negat Results Biomed. 2011;10:14.
• Seo JY, Park YJ, Yi YA, Hwang JY, Lee IB, Cho BH, Son HH, Seo DG. Epigenetics:
general characteristics and implications for oral health. Restor Dent Endod.
2015;40(1):14-22.
• Senneby A, Mejàre I, Sahlin NE, Svensäter G, Rohlin M. Diagnostic accuracy of
different caries risk assessment methods. a systematic review. J Dent.
2015;43(12):1385-93.
• Shaffer JR, Wang X, Feingold E, Lee M, Begum F, Weeks DE, Cuenco KT, Barmada
MM, Wendell SK, Crosslin DR, Laurie CC, Doheny KF, Pugh EW, Zhang Q, Feenstra
B, Geller F, Boyd HA, Zhang H, Melbye M, Murray JC, Weyant RJ, Crout R, McNeil
DW, Levy SM, Slayton RL, Willing MC, Broffitt B, Vieira AR, Marazita ML.
Genome-wide association scan for childhood caries implicates novel genes. J Dent
Res. 2011;90(12):1457-62.
• Sharab LY, Morford LA, Dempsey J, Falcão-Alencar G, Mason A, Jacobson E,
Kluemper GT, Macri JV, Hartsfield JK Jr. Genetic and treatment-related risk factors
associated with external apical root resorption (EARR) concurrent with orthodontia.
Orthod Craniofac Res. 2015;18 Suppl 1:71-82.
• Silva N, Abusleme L, Bravo D, Dutzan N, Garcia-Sesnich J, Vernal R, Hernández M,
Gamonal J. Host response mechanisms in periodontal diseases. J Appl Oral Sci.
2015;23(3):329-55.
• Škach M, Švejda J, Liška K. Onemocnění ústní sliznice: patologie, terapie a diferenční
diagnostika onemocnění ústní sliznice. Praha, Avicenum, Czech Republic. [Book in
Czech]. 1975.
• Ślebioda Z, Szponar E, Dorocka-Bobkowska B. Vitamin D and its relevance in the
etiopathogenesis of oral cavity diseases. Arch Immunol Ther Exp
(Warsz). 2016;64(5):385-97.
• Slezakova S, Borilova Linhartova P, Masopustova L, Bartova J, Petanova J, Kuklinek
P, Fassmann A, Dusek L, Izakovicova Holla L. Association of the NOD-like receptor 3
(NLRP3) gene variability with recurrent aphthous stomatitis in the Czech population. J
Oral Pathol Med. 2018;47(4):434-439.
155
• Sonnenschein SK, Meyle J. Local inflammatory reactions in patients with diabetes and
periodontitis. Periodontol 2000. 2015;69(1):221-54.
• Stanko P, Izakovicova Holla L. Bidirectional association between diabetes mellitus and
inflammatory periodontaldisease. A review. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky
Olomouc Czech Repub. 2014;158(1):35-8.
• Stokes L, Fuller SJ, Sluyter R, Skarratt KK, Gu BJ, Wiley JS. Two haplotypes of the
P2X(7) receptor containing the Ala-348 to Thr polymorphism exhibit a gain-of-function
effect and enhanced interleukin-1beta secretion. FASEB J. 2010;24(8):2916-27.
• Sun C, Chu J, Singh S, Salter RD. Identification and characterization of a novel variant
of the human P2X(7) receptor resulting in gain of function. Purinergic Signal.
2010;6(1):31-45.
• Sun M, Fu SM, Dong GY, Wu D, Wang GX, Wu Y. Inflammatory factors gene
polymorphism in recurrent oral ulceration. J Oral Pathol Med. 2013;42(7):528-34.
• Tiret L, Rigat B, Visvikis S, Breda C, Corvol P, Cambien F, Soubrier F. Evidence, from
combined segregation and linkage analysis, that a variant of the angiotensin Iconverting
enzyme (ACE) gene controls plasma ACE levels. Am J Hum
Genet. 1992;51(1):197-205.
• Turner DM, Williams DM, Sankaran D, Lazarus M, Sinnott PJ, Hutchinson IV. An
investigation of polymorphism in the interleukin-10 gene promoter. Eur J
Immunogenet. 1997 Feb;24(1):1-8.
• Viana AC, Kim YJ, Curtis KM, Renzi R, Orrico SR, Cirelli JA, Scarel-Caminaga RM.
Association of haplotypes in the CXCR2 gene with periodontitis in a Brazilian
population. DNA Cell Biol. 2010;29(4):191-200.
• Vieira AR, Modesto A, Marazita ML. Caries: review of human genetics research. Caries
Res. 2014;48(5):491-506.
• Volckova M, Borilova Linhartova P, Trefna T, Vlazny J, Musilova K, Kukletova
M, Kukla L, Izakovicova Holla L. Lack of association between lactotransferrin
polymorphism and dental caries. Caries Res. 2014;48(1):39-44.
• Wang X, Shaffer JR, Weyant RJ, Cuenco KT, DeSensi RS, Crout R, McNeil
DW, Marazita ML. Genes and their effects on dental caries may differ between primary
and permanent dentitions. Caries Res. 2010;44(3):277-84.
• Yan LJ. Pathogenesis of chronic hyperglycemia: from reductive stress to oxidative
stress. J Diabetes Res. 2014;2014:137919.
156
• Yüksel Ş, Eren E, Hatemi G, et al. Novel NLRP3/cryopyrin mutations and proinflammatory
cytokine profiles in Behçet’s syndrome patients. Int Immunol.
2014;26:71-81.
• Zacarias JM, Sippert EÂ, Tsuneto PY, Visentainer JE, de Oliveira e Silva C, Sell AM.
The influence of interleukin 17a and IL17f polymorphisms on chronic periodontitis
disease in Brazilian patients. Mediators Inflamm. 2015;2015:147056.
• Zhang Q, Li J, Xue H, Kong L, Wang Y. Network-based methods for identifying critical
pathways of complex diseases: a survey. Mol Biosyst. 2016;12(4):1082-9.
157
Figures
Fig. 1. Interactions between internal and external factors in the etiopathogenesis of recurrent
aphthous stomatitis (RAS).
Fig. 2. An overview of proteins or groups of proteins encoded by genes that are considered as
candidate for recurrent aphthous stomatitis (RAS) and whose variability has been previously
studied.
Fig. 3. Classification of selected interleukins previously studied in the context of genetic
predispositions to RAS.
Fig. 4. Predicted function of MTHFR enzyme by haplogenotype composed from MTHFR
rs1801133 and rs1801131 variants. Definition of phenotype of studied patients with RAS and
their final subjective evaluation of therapy.
Fig. 5. Number of days of sowing aphthae during therapy.
Fig. 6. 25-OH D3 serum levels in patients suffered by RAS during the therapy.
Fig. 7. Suggested role of the NLRP3 rs4612666 SNP in the pathogenesis of RAS.
Fig. 8. Genetic associations to EARR within the ATP/P2RX7/IL-1β and
RANK/RANKL/OPG signaling pathways.
Fig. 9. Graphical representation of the incidence of dental caries in primary dentition in
children with sECC.
Fig. 10. Stimuli that could be included in future extensive motivation material in an attempt to
affect the preventive behaviour of infant's mothers.
Fig. 11. Factors involved in the host susceptibility to the development of dental caries.
Fig. 12. Comparison of the prevalence and severity of periodontitis in diabetic patients and in
the HC.
Fig. 13. Comparison of subgingival microflora in diabetic patients and in controls.
Fig. 14. Cytokines and periodontal disease.
Fig. 15. Heterogeneous network edge prediction effectively prioritized genetic associations
and provides a powerful new approach for data integration across multiple domains.
158
Attached files
Attachment 1 Article ”Genetic predisposition to recurrent aphthous stomatitis”
Attachment 2 Article ”Pharmacotherapy of recurrent aphthous stomatitis in patients
with genetically impaired ability to metabolize folic acid – pilot study”
Attachment 3 Article ”Personalized therapy in patients with gastroesophageal reflux disease
– metodology of CYP2C19 gene profile's determination”
Attachment 4 Article ”Drugs and dosage forms as risk factors for dental caries”
Attachment 5 Article ”Relationship between breastfeeding and severe early childhood
caries”
Attachment 6 Article ”Emotional stimuli candidates for behavioural intervention in the
prevention of early childhood caries: a pilot study”
Attachment 7 Article ”Commercial tests for the determination of dental caries and
periodontal disease risk and development”
Attachment 8 Article ”Lack of association between BMP2/DLX3 gene polymorphisms and
dental caries in primary and permanent dentitions”
Attachment 9 Article ”Lack of association between ENAM gene polymorphism and dental
caries in primary and permanent teeth in Czech children”
Attachment 10 Article ”GLUT2 and TAS1R2 polymorphisms and susceptibility to dental
caries”
Attachment 11 Article ”Influence of diabetes mellitus on dental condition and periodontal
status”
Attachment 12 Article ”Oral diseases in diabetic patients”
Attachment 13 Article ”Gene variability in immunoregulatory factors in patients with
chronic periodontitis and diabetes mellitus”
159
Attachment 1 Article ”Genetic predisposition to recurrent aphthous stomatitis”
160
161
162
163
164
165
166
167
Attachment 2 Article ”Pharmacotherapy of recurrent aphthous stomatitis in patients
with genetically impaired ability to metabolize folic acid – pilot study”
168
FARMAKOTERAPIE RECIDIVUJÍCÍ AFTÓZNÍ STOMATITIDY U PACIENTŮ S
GENETICKY PODMÍNĚNOU SNÍŽENOU SCHOPNOSTÍ METABOLIZOVAT
KYSELINU LISTOVOU – PILOTNÍ STUDIE
(Původní práce – experimentální klinická studie)
PHARMACOTHERAPY OF RECURRENT APHTHOUS STOMATITIS IN
PATIENTS WITH GENETICALLY IMPAIRED ABILITY TO METABOLIZE
FOLIC ACID – PILOT STUDY
(Original article – experimental clinical study)
Bořilová Linhartová P.1, 2
, Fassmann A.1
, Linhartová J.1, 3
, Izakovičová Hollá L.1, 2
1
Stomatologická klinika LF MU a FN u sv. Anny, Brno
2
Ústav patologické fyziologie LF MU, Brno
3
Lékárna Plumlov, s.r.o., Plumlov
SOUHRN
Úvod a cíl: Při terapii recidivující aftózní stomatitidy (RAS) se doporučuje tzv. Škachova
kúra, při které pacienti užívají kyselinu listovou a vitamin B6. Kyselina listová je v organismu
využitelná pouze ve formě aktivního folátu (vitamin B9); v metabolické přeměně sehrává
důležitou úlohu enzym methylentetrahydrofolát reduktáza (MTHFR), jehož funkčnost je
zásadně ovlivněna genovými polymorfismy. Cílem práce bylo ověřit předpoklad, že podání
aktivní formy kyseliny listové spolu s vitaminy B6 a D3 může pozitivně ovlivnit četnost
výsevu aft i průběh jejich hojení u pacientů s RAS.
Metody: V rámci pilotní studie jsme klinicky vyšetřili deset pacientů, u nichž jsme
analyzovali haplogenotypy v genu MTHFR. Podmínky pro zařazení pacientů s RAS byly: věk
18–50 let, česká národnost, geneticky podmíněná snížená schopnost metabolizovat kyselinu
listovou (špatný metabolizátor – PM nebo intermediární – IM) a nepřítomnost systémového
onemocnění (Crohnova choroba, Behçetova choroba, onemocnění ledvin a další nemoci).
Farmakoterapie v upraveném designu dvojitě zaslepené zkřížené studie (cross-over design)
probíhala od jara 2018 v délce trvání tří měsíců. Pacientům byl ve třífázovém schématu
podáván aktivní folát (glukosaminová sůl 5-methylfolátu), vitaminy B6 a D3, po dobu terapie
nesměli užívat žádné jiné potravinové doplňky. Vedli si denní záznamy o svém zdravotním
stavu a možných rizikových faktorech RAS a byli v měsíčních intervalech klinicky i
169
laboratorně vyšetřeni. Zaznamenali jsme jak subjektivní hodnocení efektu terapie pacienty,
tak i získaná laboratorní data, která byla vyhodnocena statistickým softwarem Statistica v.13.
Výsledky: Do studie jsme zařadili tři muže a sedm žen s RAS ve věku 28 až 47 let; tři z nich
byli podle genového profilu MTHFR definováni jako PM a sedm jako IM kyseliny listové.
Podle subjektivního hodnocení jedna pacientka udala zhoršení stavu, dva pacienti
nepozorovali během terapie změnu svého zdravotního stavu a sedm osob bylo spokojeno,
neboť u nich došlo k méně častému/žádnému výsevu aft a/nebo doba hojení byla významně
kratší. Subjektivní hodnocení terapie pozitivně korelovalo s objektivním klinickým nálezem (r
= 0,993, p < 0,001). Z laboratorní analýzy vyplynulo, že podání vitaminu D3 signifikantně
zvýšilo sérové koncentrace 25-OH D3 z nízkých/limitních na optimální hodnoty. Medián
koncentrací před zahájením studie byl 54,2 nmoll-1
, těsně před podáním 68,1 nmoll-1
vs.
měsíc po podání 96,6 nmoll-1
(norma: 50–175 nmoll-1
), (p ≤ 0,01). Další sledované
parametry,çççç jako koncentrace kyseliny listové v séru, homocysteinu, ALT, AST a krevní
obraz byly u pacientů ve fyziologickém rozmezí před terapií i po ní.
Závěr: Navržená modifikace Škachovy vitaminové kúry se zdá být vhodná pro léčbu
pacientů s RAS, u kterých je genetická predispozice ke snížené funkci enzymu MTHFR,
neboť během našeho pozorování došlo u 70 % pacientů k subjektivnímu i objektivnímu
zlepšení stavu.
KLÍČOVÁ SLOVA
onemocnění sliznice dutiny ústní, farmakogenetika, metabolismus, kyselina listová,
vitamin D
SUMMARY
Introduction, aim: When treating recurrent aphthous stomatitis (RAS), a so-called Skach's
therapy, in which patients are administered folic acid and vitamin B6, is recommended. The
human body can process folic acid only in the form of active folate (vitamin B9);
methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) plays an important role in metabolic
transformation, function of this enzyme is fundamentally influenced by gene polymorphisms.
The aim of the study was to verify the assumption that administration of the active form of
folic acid together with vitamins B6 and D3 can positively affect the frequency of
aphthae/ulcers eruption and the course of their healing in patients with RAS.
Methods: In the pilot study, we clinically examined ten patients in whom we analyzed
haplogenotypes in the MTHFR gene. Conditions for inclusion of patients with RAS were: age
18–50 years, Czech nationality, genetically impaired ability to metabolize folic acid (poor
metaboliser – PM or intermediate – IM) and the absence of systemic disease (Crohn's disease,
Behçet's disease, kidney disease and other diseases). Pharmacotherapy in a modified doublecrossed
blind study (cross-over design) ran from spring 2018 and lasted three months. Patients
170
were treated with active folate (glucosamine salt 5-methylfolate), vitamins B6 and D3 in the
three-phase regimen, they were not allowed to use any other food supplements during the
therapy. They kept daily records of their health status and possible risk factors for RAS and
were examined clinically and in the laboratory at monthly intervals. We recorded both the
subjective evaluation of the effect of the therapy by patients and the obtained laboratory data,
which were evaluated by statistical software Statistica v.13.
Results: The study was comprised of three men and seven women with RAS, aged 28 to 47
years; according to the MTHFR gene profile, three were defined as PM and seven as IM of
folic acid. Based on the subjective assessment, one patient reported a deterioration, two
patients did not observe a change in their health state during therapy, and seven were satisfied
because they had a lower or no aphthae eruption and/or healing time was significantly shorter.
Subjective evaluation of therapy positively correlated with objective clinical finding (r =
0.993, P < 0.001). The laboratory analysis showed that administration of vitamin D3
significantly increased serum concentrations of 25-OH D3 from low/limit to optimal values,
median of concentrations prior to study was 54.2 nmoll-1
, just before administration 68.1
nmoll-1
vs. month after administration 96.6 nmoll-1
(norm: 50–175 nmoll-1), (P ≤ 0.01). The
other studied parameters, such as concentration of folic acid in serum, homocysteine, ALT,
AST, and blood count, were within the physiological range before and after therapy.
Conclusion: The proposed modification of Skach's vitamin therapy seems to be appropriate
for the treatment of patients suffering from RAS with genetic predisposition for reduced
MTHFR function as during our observation, 70% of patients experienced subjective and
objective improvement of their state.
KEYWORDS
oral mucosa disease, pharmacogenetics, metabolism, folic acid, vitamin D
ÚVOD
Recidivující aftózní stomatitida (RAS) je chronické onemocnění sliznice dutiny ústní s dosud
nejasnou etiopatogenezí, které postihuje až 25 % populace [1]. Jsou známy pouze rizikové
faktory, mezi které se řadí genetická predispozice [2], imunopatologické reakce a přítomnost
infekčního agens, endokrinní i psychické vlivy (stres), nutriční deficience (železo, kyselina
listová, vitaminy skupiny B) a lokálně působící faktory (přikusování, poranění při
stomatologickém ošetření a jiné). Aftám podobné ulcerace jsou symptomem mnoha
systémových onemocnění, např. Crohnovy choroby (CD), Behçetovy choroby (BD),
ulcerózní kolitidy, celiakie, neutropenie a dalších.
171
Kauzální léčba RAS dosud neexistuje, v současnosti máme k dispozici pouze
symptomatickou terapii. Jedním z léčebných přístupů je podání tzv. Škachovy vitaminové
kúry [3] s různými modifikacemi (délka a opakování terapie). Podávají se při ní preparáty
obsahující kyselinu listovou (Acidum folicum 2x denně 1 tbl.), vitaminy B6 (Pyridoxin 3x
denně 1 tbl.) a B12 (intramuskulárně 300 µg obden), a to nikoliv kontinuálně, ale intermitentně
s pauzami, například ve schématu: třítýdenní kúra – tři týdny pauza – třítýdenní kúra – šest
týdnů pauza – třítýdenní kúra.
Na podání Škachovy vitaminové kúry však pozitivně nereagují všichni pacienti s RAS, což
může být dáno sníženou schopností jejich organismu metabolizovat některé z jejích složek.
Kyselina listová je v organismu využitelná pouze ve formě aktivního folátu (L-5-methylfolát,
vitamin B9); v metabolické přeměně sehrává důležitou úlohu enzym methylentetrahydrofolát
reduktáza (MTHFR). Snížené koncentrace 5-methylfolátu jsou pozorovány u pacientů s
diabetes mellitus, CD, atrofickou gastritidou, hyperhomocysteinémií a jinými chorobami. Za
rizikové faktory spojené s nedostatečnou koncentrací L-methyl folátu je považována obezita i
malnutrice, kouření, expozice těžkým kovům a toxinům, užívání alkoholu a některých léčiv
(orální kontraceptiva, orální antidiabetika, antikonvulziva, metotrexát) a také polymorfismy v
genech kódujících enzymy zapojené v metabolizaci kyseliny listové. Z nich je nejvíce
studována variabilita v genu pro methylentetrahydrofolát reduktázu (MTHFR), konkrétně
funkční varianty C677T (rs1801133, Ala222Val) a A1298C (rs1801131, Glu429Ala).
Přítomnost minoritní alely T C677T v sekvenci genu MTHFR vede při jeho expresi ke vzniku
termolabilního enzymu. Také polymorfismus A1298C v genu MTHFR byl asociován se
sníženou aktivitou enzymu, se změnou distribuce intracelulárního folátu a koncentrací
homocysteinu [4]. U heterozygotů C677T a homozygotů AA A1298C (+-/-- haplogenotyp) je
aktivita enzymu MTHFR mírně vyšší (přibližně 65%) než u heterozygotů pro obě varianty
(přibližně 50%), proto byl A1298C polymorfismus popsán jako faktor přispívající k
výslednému fenotypu [5]. Po analýze genotypů obou variant lze jednotlivým kombinacím
(haplogenotypům, v tomto případě diplotypům) přiřadit míru ztráty funkce enzymu neboli
teoretický fenotyp (tab. 1).
172
Vitamin D3 (cholekalciferol) je významným imunoregulátorem, neboť má jak protiinfekční a
imunopotenciační, tak také imunosupresivní účinky. Vzhledem k tomu, že je u pacientů s
RAS i BD často pozorována deficience vitaminu D [6], zdá se mít jeho suplementace
potenciál v léčbě i profylaxi těchto stavů [7].
Cílem práce bylo ověřit předpoklad, že podání aktivní formy kyseliny listové spolu s vitaminy
B6 a D3 může pozitivně ovlivnit četnost výsevu aft i průběh/rychlost jejich hojení u pacientů s
RAS, kteří mají sníženou aktivitu enzymu MTHFR.
METODIKA
Studované osoby
Podmínky pro zařazení pacientů s RAS byly: věk 18–50 let, česká národnost, nepřítomnost
systémového onemocnění (CD, BD, onemocnění ledvin a dalších chorob) a geneticky
podmíněná snížená schopnost metabolizovat kyselinu listovou (špatný metabolizátor – PM
nebo intermediární metabolizátor – IM). Pacienti s alergií na laktózu nebyli do studie zařazeni
vzhledem k tomu, že podávaný přípravek obsahoval laktózu.
Podepsaný informovaný souhlas byl schválený etickou komisí FNUSA Brno. Pacienti nebyli
finančně ani jinak za účast ve studii odměněni.
173
Klinické vyšetření a laboratorní analýza
Před zařazením do studie byli pacienti detailně vyšetřeni zkušeným zubním lékařem.
Nemocní se podrobili i klinickému a laboratornímu imunologickému vyšetření v Ústavu
klinické imunologie a alergologie FNUSA v Brně, kde byly sledovány zejména parametry k
potvrzení/vyloučení systémových onemocnění, jako je CD, BD, ulcerózní kolitida, celiakie a
další, které jsou spojované s tvorbou aftám podobných ulcerací nejenom na sliznici dutiny
ústní.
V průběhu studie byly pacientům provedeny odběry žilní krve podle protokolu před
zahájením první fáze a po jejím ukončení a po druhé a třetí fázi (celkem čtyři odběry). Ve
stejných časech byli pacienti opakovaně vyšetřeni zubním lékařem a byl jim podán
individuálně vyráběný léčivý přípravek (IVLP), na začátku druhé fáze i tableta s vitaminem
D3. Po ukončení studie všichni pacienti obdrželi závěrečnou zprávu o výsledcích vyšetření.
V laboratoři FNUSA v Brně byly standardními metodami analyzovány následující parametry:
krevní obraz + diferenciál, glomerulární filtrace, koncentrace Ca2+
, kreatininu, homocysteinu,
kyseliny listové, vitaminu B12, ALT, AST a 25-OH D3.
Izolace DNA a genetická analýza
Před zařazením do studie jsme z 9 ml žilní krve odebrané do zkumavky s EDTA izolovali
DNA pacientů standardní izopropanol-fenol-chloroformovou metodou s využitím proteinázy
K.
V Ústavu patologické fyziologie LF MU jsme analyzovali polymorfismy C677T (rs1801133)
a A1298C (rs1801131) v genu MTHFR metodou qPCR s fluorescenčně značenými TaqMan
sondami (C___1202883_20 a C____850486_20, ThermoScientific, Grand Island, NY, USA)
na přístroji ABI PRISM 7000, Applied Biosystems, USA. Data byla vyhodnocena softwarem
SDS version 1.2.3, Applied Biosystems, USA.
Podle dostupné literatury byl určen předpokládaný fenotyp pacienta odpovídající jeho
haplogenotypovému profilu MTHFR. Osoby s aktivitou enzymu MTHFR 30–65 % jsou
považovány za IM a pacienti s nižší funkcí (< 30 % normální aktivity enzymu) byli označeni
fenotypem PM.
174
Výroba IVLP
Celkem jsme v lékárně vyrobili deset sad po třech baleních s 28 tobolkami s bílou sypkou
hmotou (840 průhledných tobolek). Každý pacient obdržel na začátku každé fáze jeden
šroubovací plastový kelímek popsaný jeho jménem, číslem fáze, datem výroby a spotřeby
IVLP a místem výroby s podpisem odpovědné osoby. Celkem 560 tobolek obsahovalo pouze
0,5 g lactosum monohydricum a 280 tobolek obsahovalo 60 mg pyridoxinum hydrochloricum
se 400 µg glukosaminové soli 5-methylfolátu a lactosum monohydricum q.s.
Design terapie
Osoby zařazené do naší studie v průběhu tří měsíců v období jara 2018 podstoupily třífázovou
terapii, která byla navržena jako dvojitě zaslepená (double-blinded) zkřížená studie (crossover
design) s modifikací. Při standardní zkřížené studii pacient v randomizovaném pořadí
dostane postupně obě terapie, mezi nimi je wash-out perioda, která musí být dostatečně
dlouhá na to, aby výsledek druhé léčby nebyl ovlivněn užíváním přípravku v první terapii.
Modifikace obvyklého designu spočívala v tom, že studie pro všechny pacienty probíhala ve
schématu, kdy po kontrolní fázi následovala fáze terapeutická a jako poslední proběhla
sledovací fáze.
Neporovnávali jsme přitom dvě terapie, ale období bez užívání vitaminových doplňků a
účinek navržené vitaminové kúry a její efekt. Ošetřující zubní lékař ani pacient neměli
informaci o tom, v jaké fázi jsou vitaminy v IVLP obsaženy. Každá fáze trvala 28 dní a
během ní pacienti každý den užívali jednu tobolku a denně zaznamenávali do jednoduchého
papírového archu, že tobolku vzali, zda měli/neměli výsev aft a jejich případnou lokalizaci,
přítomnost stresu, jiného onemocnění, kouření, příjem alkoholu (i jeho druh), přítomnost
dalších rizikových faktorů (potravin, návštěvy zubního lékaře, mechanické podráždění a jiné),
a ženy uváděly i dobu menstruace.
V první (kontrolní) fázi pacienti užívali 0,5 g lactosum monohydricum, na začátku druhé
(terapeutické) fáze byl pacientům v ordinaci podán vitamin D3 s postupným uvolňováním po
dobu 12 týdnů (Vitamin D3 Axonia 30 000 UI/1 tbl. – obvykle předepisováno jako měsíční
dávka), a denně užívali tobolku s obsahem 60 mg pyridoxinum hydrochloricum s 400 µg
glukosaminové soli 5-methylfolátu a lactosum monohydricum q.s. Před podáním vitaminu D3
byla laboratorně zkontrolována funkce ledvin a koncentrace Ca2+
a kreatininu, neboť
hyperkalcémie i onemocnění ledvin jsou podle souhrnu údajů o přípravku (SPC)
kontraindikací jeho použití. Ve třetí (sledovací) fázi byl podáván IVLP shodný s první fází.
175
Statistická analýza
Ke statistickému hodnocení bylo využito zejména neparametrických testů (Wilcoxonův
párový test, Spearmanův korelační test). Za hladinu významnosti byla zvolena p-hodnota ≤
0,05. Data byla vyhodnocena statistickým softwarem Statistica v.13.
VÝSLEDKY
Do studie jsme zařadili tři muže a sedm žen s RAS ve věku 28 až 47 let, tři z nich byli podle
genového profilu MTHFR definováni jako PM a sedm jako IM kyseliny listové. Tři ženy
uvedly, že kouří, a to tři až deset cigaret denně, ostatní pacienti byli nekuřáci. Tři pacienti jsou
léčení alergici.
Všech deset osob trpělo podle klinického vyšetření před zahájením terapie na aftyklol typu
minor s frekvencí výsevu minimálně jedenkrát za tři měsíce v počtu tří a více afekcí. Celkem
50 % těchto osob před začátkem terapie uvedlo, že ulcerace na sliznici dutiny ústní má
prakticky permanentně. U poloviny osob ze souboru docházelo k difuznímu výsevu aft, u
dalších se jednalo o různé lokalizace: v oblasti patrových oblouků, v horní a/nebo dolní čelisti
vestibulárně, na vnitřní sliznici dolního rtu, v podjazykové krajině a na bukálních sliznicích.
Obvyklá doba hojení aft byla u tří osob do deseti dní a u sedmi osob delší než 14 dní. Žádný z
pacientů neuváděl přítomnost ulcerací jinde než na sliznici dutiny ústní. Medián věku, kdy se
pacientovi poprvé objevila afta, byl 15 let (12–18 let, kvartil 25 % – kvartil 75 %). Dva
pacienti (20 % ze souboru) uvedli, že RAS trpí i jejich rodič a/nebo potomek. Jako nejčastější
rizikové faktory pacienti zmiňovali infekční onemocnění, psychický stres a mechanické
podráždění.
Před zařazením do studie 70 % osob pravidelně užívalo vitaminy skupiny B. Při primárním
screeningu u nich byl medián sérové koncentrace 25-OH D3 61,8 nmoll-1
(46,8–67,3 nmoll-1
);
norma je 50–175 nmoll-1
. Tento odběr však proběhl v různých ročních obdobích, proto nebyl
statisticky dále hodnocen. Před první (kontrolní) fází byl medián sérové koncentrace 25-OH
D3 u pacientů 54,2 nmoll-1
(20,8–75,1 nmoll-1
), těsně před podáním vitaminu D3 68,1 nmoll-1
(53,0–81,4 nmoll-1
). Měsíc po jeho podání byl medián sérové koncentrace 25-OH D3 96,6
nmoll-1
(89,2–122,0 nmoll-1
) a po 56 dnech 108,6 nmoll-1
(73,5–124,8 nmoll-1
). Po podání
vitaminu D3 se signifikantně zvýšila sérová koncentrace 25-OH D3 (p ≤ 0,01, hodnoceno
Wilcoxonovým párovým testem), viz graf 1. U pacientky č. 2 byla koncentrace při ukončení
terapie nad normu (193,1 nmoll-1
) a u pacientky č. 10 byla i přes podání vitaminu D3
diagnostikována snížená koncentrace 25-OH D3.
176
Z laboratorní analýzy vyplynulo, že hodnoty krevního obrazu, koncentrace homocysteinu,
kyseliny listové, ALT, AST i dalších parametrů byly u vyšetřovaných osob ve fyziologickém
rozmezí před terapií i po ní. U jedné pacientky byl před zahájením terapie zaznamenán
zvýšený počet trombocytů, a to i při opakovaném vyšetření (až 506 109
l-1
, kdy norma je 150–
400 109
l-1
), a proto byla žena odeslána na specializované hematologické oddělení.
Celkem 90 % pacientů při denních záznamech uvedlo, že v průběhu druhé (terapeutické) fáze
měli nejméně dnů s výsevem aft (medián 3,5 dne [0–16 dnů]) oproti první (kontrolní) a třetí
(sledovací) fázi (mediány deset dnů [7–17 dnů] a 10,5 dne [4–18 dnů], p = 0,08 a p = 0,05,
hodnoceno Wilcoxonovým párovým testem), viz graf 2. Počet dnů s výsevem aft pozitivně
koreloval mezi všemi třemi fázemi (korelační koeficenty = 0,792 a 0,765 a 0,905, p ≤ 0,01,
177
hodnoceno Spearmanovým korelačním testem). Záznamy pacientů odpovídaly klinickému
nálezu při vyšetřeních.
Podle subjektivního hodnocení pacientka č. 2 udala zhoršení stavu, pacienti č. 7 a 10
nepozorovali během terapie změnu svého zdravotního stavu a sedm osob bylo spokojeno,
neboť u nich došlo k méně častému/žádnému výsevu aft a/nebo doba hojení byla významně
kratší (graf 1). Subjektivní hodnocení terapie pozitivně korelovalo s objektivním klinickým
nálezem v průběhu druhé (terapeutické) fáze (korelační koeficent = 0,993, p < 0,001,
hodnoceno Spearmanovým korelačním testem). U pacientky č. 2, která bezprostředně po
terapii uvedla nespokojenost s terapií, byl po dvou měsících od ukončení terapie klinický
nález bez výsevu aft. Tato žena měla opakovaně nejnižší koncentrace vitaminu B12 z celé
sledované skupiny (161–197 pmoll-1
; norma je 145–569 pmoll-1
). U pacienta č. 7, který je PM
a nepozoroval během terapie změnu v souvislosti s RAS, bylo uvedeno, že byl celé tři měsíce
permanentně ve stresu a téměř permanentně (77 dní z 84) měl difuzní výsev aft. Tento muž
uvedl, že více než každý druhý den požíval alkohol. Pacientka č. 10 měla při všech měřeních
sérové koncentrace 25-OH D3 pod dolní hranicí normy, pouze v případě odběru měsíc po
podání suplementu byla stanovena hodnota 50,2 nmoll-1
.
178
DISKUSE
Vitamin D a folát regulují řadu mechanismů, které slouží jako ochrana organismu před
potenciálními environmentálními stresory. Nedávné poznatky shrnuté v práci od Jones a kol.
[8] ukazují na interakce mezi UV zářením, typem kůže, vitaminem D3, foláty a variabilitou v
genech kódujících receptor pro vitamin D a enzymy zapojené do folátového cyklu. Existuje
hypotéza nazvaná „vitamin D-folát“, podle které se zbarvení kůže vyvinulo jako vyrovnávací
mechanismus pro udržení koncentrací obou vitaminů [8, 9]. UV záření na jedné straně
stimuluje produkci vitaminu D v kůži, ale také může způsobit degradaci folátu při jeho
absorpci a/nebo oxidaci volnými radikály.
Současná doporučení pro podávání vitaminu D a kyseliny listové jsou využívána především v
prevenci řady onemocnění, neboť jejich deficit je spojován s rizikem a nástupem mnoha
chronických stavů, jakými jsou kardiovaskulární nemoci, diabetes mellitus a nádorová
onemocnění. Koncentrace zejména vitaminu D je odlišná v různých ročních obdobích, a po
zimě je zpravidla nejnižší. Rozhodli jsme se proto, že námi navrženou terapii pacienti s RAS
podstoupí jednotně na jaře.
S ohledem na genetickou predispozici ke snížené funkci enzymu MTHFR u osob zařazených
do studie jsme pacientům podávali aktivní folát, konkrétně glukosaminovou sůl 5methylfolátu,
která je oproti předchozí generaci folátů (vápenné soli 5-methylfolátu)
dlouhodobě stabilní, má vysokou rozpustnost ve vodě, lepší biologickou dostupnost a
bezpečnost. Nepřipravili jsme glukosaminovou sůl 5-methylfolátu a vitaminem B6 spolu s
vitaminem D3 do jedné lékové formy nejenom kvůli jejich odlišným chemickým vlastnostem
(stabilita by nebyla optimální), ale i proto, že jsme nejprve museli laboratorně ověřit
(koncentrace Ca2+
a funkce ledvin), že pacientům bude možné vitamin D3 podat. Lactosum
monohydricum jsme zvolili kvůli jeho vlastnostem a také proto, že je jako pomocná látka
obsažena v podávané tabletě s vitaminem D3. Vitamin B12 jsme pacientům neaplikovali
jednak z důvodů nutnosti podávání obden (intramuskulárně 300 µg), ale také proto, že
koncentrace tohoto vitaminu byla před terapií u všech osob v normě (i po terapii byly hodnoty
u všech pacientů ve fyziologickém rozmezí).
První (kontrolní) fázi jsme do terapie zařadili proto, abychom eliminovali tzv. carry-over
effect, neboli přenos léčebného efektu léčby z předchozího období. Toto měsíční období by se
dalo nazvat i „wash-out“ fází vyloučení vitaminových preparátů z organismu. Pacienti proto
vysadili potravinové doplňky a neužívali jiné vitaminové preparáty než ty, které jsme jim při
terapii podali.
Zvolený metodický přístup je vhodný pouze pro studium chronických, život neohrožujících
onemocnění, jako je například RAS. Výhodou tohoto designu studie je, že lze porovnávat
období bez užívání vitaminových preparátů s účinkem terapie u stejné osoby. Tento přístup
vyžaduje menší počet respondentů než studie, při které jedna skupina obdrží placebo a druhá
skupina léčivý preparát. Obvyklou nevýhodu tohoto přístupu, že lze studovat jen krátkodobé
účinky léčby, jsme eliminovali zařazením sledovací fáze. Žádný z pacientů neodstoupil v
179
průběhu terapie ze studie, což může ukazovat na jejich důvěru v ošetřujícího zubního lékaře a
u většiny i spokojenost s terapií a zlepšením stavu v průběhu druhé fáze.
Za jeden z důležitých faktorů v etiopatogenezi RAS je považována také psychika pacientů.
Pozitivně mohla být ovlivněna už samotnou účastí ve studii a péčí, která jim byla věnována.
Na druhou stranu je však možné i její negativní působení a vyvolání určité míry stresu, dané
opakovanými návštěvami zubní ordinace s odběry žilní krve i nutností podrobně vyplňovat
záznamové archy. Expozici stresu v průběhu terapie pacienti subjektivně hodnotili a
zaznamenávali; výsledky jsou velmi variabilní (0–28 dní v každé z fází, minimum–
maximum).
U 80 % pacientů s RAS byla sérová koncentrace 25-OH D3 při ukončení terapie v normě (graf
1), což mohlo být důsledkem jednak ročního období s řadou slunných dnů (jaro/léto), ale také
podání suplementu vitaminu D3. Ve druhé (terapeutické) fázi byl v celé sledované kohortě
nejnižší medián počtu dnů s výsevem aft (graf 2) a 70 % osob subjektivně pozorovalo
zlepšení svého zdravotního stavu (tab. 1). Terapii RAS s použitím modifikované Škachovy
kúry tak lze považovat za úspěšnou. Pouze u pacientky č. 2 byla terapie neúspěšná. Její stav
se v průběhu léčebné fáze zhoršil (graf 2), a to jak subjektivně, tak i na základě objektivních
vyšetření. Sérová koncentrace 25-OH D3 se po podání tablety tohoto vitaminu v následujícím
měsíci snížila a v dalším období skokově zvýšila nad normu (graf 1). Důvody nejsou jasné,
jedním z možných vysvětlení může být i chyba při laboratorní analýze. Nicméně tato
pacientka je nyní (dva měsíce) po ukončení studie objektivně bez nového výsevu aft. U
pacienta č. 7, který je PM, se stav nezměnil. Ačkoliv došlo k mírnému zlepšení v průběhu
druhé (terapeutické) fáze, forma a frekvence výsevu aft je u něj stále závažná, což může být i
důsledkem jeho životního stylu (permanentní stres, alkohol). Pacientka č. 10, která terapii
hodnotila neutrálně, neměla výsev aft ve druhé (terapeutické) fázi, ale subjektivně
nepozorovala zlepšení. Její sérové koncentrace 25-OH D3 jsou i po suplementaci na spodní
hranici normy.
Všem pacientům zařazeným do studie jsme doporučili, aby vzhledem ke své genetické
predispozici ke snížené aktivitě enzymu MTHFR v užívání aktivního folátu a vitaminu B6
pokračovali, a budeme je dále sledovat. Domníváme se, že je vhodné u nich kontrolovat také
koncentraci vitaminu D3 v séru a při jejím poklesu podat vitaminový suplement.
Pilotní projekt plánujeme rozšířit o další pacienty s RAS. Modifikovanou Škachovu
vitaminovou kúru by bylo vhodné vyzkoušet v různých časových (případně dávkových)
schématech. Vitamin D3 by mohl být podáván i pacientům, kteří jsou normální metabolizátoři
kyseliny listové (EM), při snížených sérových koncentracích 25-OH D3 a za nepřítomnosti
kontraindikací. Navržený terapeutický přístup není kauzální léčbou, může však být považován
za personalizovanou profylaxi. Pro pochopení etiopatogeneze onemocnění RAS a následnou
optimalizaci léčby je nutný další výzkum.
180
ZÁVĚR
Navržená modifikace Škachovy vitaminové kúry se zdá být vhodná pro léčbu pacientů s RAS,
u kterých je genetická predispozice ke snížené funkci enzymu MTHFR, neboť během našeho
pozorování došlo u 70 % pacientů k subjektivnímu i objektivnímu zlepšení stavu.
Doporučujeme zvážit provedení analýzy variability v genu MTHFR se snahou docílit
individualizace léčebného postupu zejména u pacientů s RAS, kteří na standardně podávanou
terapii neodpovídají.
LITERATURA
1. Slezák R, Kopecký O, Krejsek. Recidivující afty. Praha, Galén, 2000.
2. Bořilová Linhartová P, Valová S, Izakovičová Hollá L. Vrozená náchylnost k
recidivující aftózní stomatitidě. Čes Stomat. 2017; 117(2): 27–34. ISSN 1210-7891.
3. Škach M, Švejda J, Liška K. Onemocnění ústní sliznice: patologie, terapie a
diferenční diagnostika onemocnění ústní sliznice. Praha, Avicenum, 1975.
4. van der Put NM, Gabreëls F, Stevens EM, Smeitink JA, Trijbels FJ, Eskes TK,
van den Heuvel LP, Blom HJ. A second common mutation in the methylenetetrahydrofolate
reductase gene: an additional risk factor for neural-tube defects? Am J Hum Genet. 1998;
62(5): 1044–1051.
5. Weisberg I, Tran P, Christensen B, Sibani S, Rozen R. A second genetic
polymorphism in methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) associated with decreased
enzyme activity. Mol Genet Metab. 1998; 64(3): 169–172.
6. Ślebioda Z, Szponar E, Dorocka-Bobkowska B. Vitamin D and its relevance in the
etiopathogenesis of oral cavity diseases. Arch Immunol Ther Exp (Warsz). 2016; 64(5): 385–
397.
7. Anand A, Singh S, Sonkar AA, Husain N, Singh KR, Singh S, Kushwaha JK.
Expression of vitamin D receptor and vitamin D status in patients with oral neoplasms and
effect of vitamin D supplementation on quality of life in advanced cancer treatment. Contemp
Oncol (Pozn). 2017; 21(2): 145–151.
8. Jones P, Lucock M, Veysey M, Beckett E. The vitamin d-folate hypothesis as an
evolutionary model for skin pigmentation: an update and integration of current ideas.
Nutrients. 2018; 10(5): pii: E554. doi: 10.3390/nu10050554.
9. Branda RF, Eaton JW. Skin color and nutrient photolysis: an evolutionary
hypothesis. Science. 1978; 201(4356): 625–626.
181
Článek vznikl s podporou Ministerstva zdravotnictví České republiky, grantu NV15-
29336A, grantu GAČR GB14-37368G, projektu Specifický výzkum MUNI/A/1008/2017
a z prostředků poskytnutých Lékařskou fakultou MU juniorskému výzkumníkovi Petře
Bořilové Linhartové.
Děkujeme studentům Natálii Mlčůchové, Mgr. Bc. Simoně Slezákové, Bc. Davidu Novákovi
a zdravotním sestrám FN u sv. Anny, Brno za pomoc při odběru a zpracování vzorků.
RNDr. Petra Bořilová Linhartová, Ph.D.
Stomatologická klinika a Ústav patologické fyziologie
LF MU a FNUSA
Kamenice 5
625 00 Brno
e-mail: plinhart@med.muni.cz
182
Attachment 3 Article ”Personalized therapy in patients with gastroesophageal reflux disease –
metodology of CYP2C19 gene profile´s determination”
183
184
185
186
187
188
189
190
191
Attachment 4 Article ”Drugs and dosage forms as risk factors for dental caries”
192
193
194
195
Attachment 5 Article ”Relationship between breastfeeding and severe early childhood caries”
196
197
198
199
200
201
202
203
204
Attachment 6 Article ”Emotional stimuli candidates for behavioural intervention in the
prevention of early childhood caries: a pilot study”
205
206
207
208
209
210
211
212
Attachment 7 Article ”Commercial tests for the determination of dental caries and periodontal
disease risk and development”
213
214
215
216
217
218
219
220
221
Attachment 8 Article ”Lack of association between BMP2/DLX3 gene polymorphisms and
dental caries in primary and permanent dentitions”
222
223
224
225
226
227
Attachment 9 Article ”Lack of association between ENAM gene polymorphism and dental
caries in primary and permanent teeth in Czech children”
228
229
230
231
232
233
Attachment 10 Article ”GLUT2 and TAS1R2 polymorphisms and susceptibility to dental
caries”
234
235
236
237
238
239
240
241
Attachment 11 Article ”Influence of diabetes mellitus on dental condition and periodontal
status”
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
Attachment 12 Article ”Oral diseases in diabetic patients”
252
Onemocnění dutiny ústní u pacientů s diabetem
(Přehledný referát)
Oral diseases in diabetic patients
(Review of Literature)
Poskerová H.1
, Bořilová Linhartová P.1, 2
, Izakovičová Hollá L.1, 2
1
Stomatologická klinika LF MU a FN u sv. Anny, Brno
2
Ústav patologické fyziologie LF MU a FN, Brno
1
Clinic of Stomatology, FM MU and St. Anne's Faculty Hospital, Brno
2
Department of Pathophysiology, FM MU and Faculty Hospital Brno
Souhrn:
Autoři ve svém sdělení shrnují současné poznatky o vzájemných souvislostech mezi
onemocněním diabetes mellitus (DM) a chorobami tkání dutiny ústní. Zabývají se vlivem
diabetu na stav tvrdých zubních tkání, ústních sliznic a slinných žláz a vysvětlují, jakým
způsobem k těmto nežádoucím změnám dochází. Zaměřují se především na oboustranný vztah
mezi diabetem a parodontitidou, na společné patogenetické znaky obou chorob a na vliv
parodontologické léčby na základní metabolické onemocnění. Dokládají, že diabetes na jedné
straně negativně ovlivňuje stav parodontálních tkání, na straně druhé je však i zánětlivé
onemocnění parodontu rizikovým faktorem pro vznik hyperglykemie. Autoři poukazují na
vznikající bližší spolupráci mezi diabetology a parodontology (Perio-Diabetes Workshop
v roce 2017) a zamýšlejí se nad možnostmi účinné prevence a lepší motivace diabetiků k péči
o orální zdraví.
Klíčová slova: diabetes mellitus, gingivitis, parodontitis, ústní dutina, zánětlivé mediátory
Summary:
In this paper, the authors summarize current findings on the relationship between diabetes
mellitus (DM) and oral tissue diseases. They study the effect of diabetes on the condition of
hard dental tissues, oral mucosa and salivary glands and explain how these undesirable
changes occur. They focus primarily on the bilateral relationship between diabetes and
periodontitis, common pathogenetic traits of both diseases and on the effect of periodontal
253
treatment on basic metabolic diseases. They show that diabetes not only negatively affects the
condition of periodontal tissues, but inflammatory disease of periodontium is also a risk factor
for hyperglycemia. The authors point to the emerging closer co-operation between
diabetologists and parodontologists (Perio-Diabetes Workshop in 2017) and consider
possibilities of effective prevention and better motivation of diabetics for oral health care.
Key words: diabetes mellitus, gingivitis, periodontitis, oral cavity, inflammatory mediators
Úvod
Diabetes mellitus je závažné metabolické onemocnění provázené řadou komplikací, které
často výrazně snižují kvalitu života diabetiků. Kromě klasických komplikací má diabetes vliv
také na tkáně dutiny ústní. Orální projevy DM se týkají zejména parodontu, ale i sliznic
dutiny ústní, slinných žláz a tvrdých zubních tkání. V posledních letech se výzkum v této
oblasti zaměřuje především na objasnění souvislostí mezi DM a parodontitidou, přičemž se
ukazuje, že vztah mezi oběma chorobami je oboustranný. V letech 2012 a 2017 proběhla ve
Španělsku dvě významná pracovní setkání evropských a amerických odborníků, kteří
systematicky vyhodnotili stovky studií z medicínských databází a následně zveřejnili
výsledky o současném pohledu na souvislost mezi oběma chorobami. Tyto aktivity by měly
vést k lepší spolupráci mezi všeobecnými lékaři a stomatology/zubními lékaři a zvýšit
informovanost o dané problematice u všech zainteresovaných skupin obyvatelstva.
Projevy diabetu v dutině ústní (tvrdé zubní tkáně, ústní sliznice, slinné žlázy)
Změny v dutině ústní většinou, podobně jako i ostatní chronické komplikace diabetu,
korespondují s délkou trvání onemocnění, úrovní jeho kompenzace a přítomností dalších
systémových změn.
O vlivu diabetu na vyšší kazivost chrupu se vedou četné diskuze, řada výzkumných prací však
vyšší výskyt zubního kazu u diabetiků potvrzuje [1,2]. Předpokládanou příčinou je nižší
salivace a snížená pufrovací kapacita sliny (důsledkem postižení slinných žláz), zvýšená
hladina glukózy ve slině a v sulkulární tekutině (vlivem hyperglykemie), ale také vyšší
frekvence příjmu potravy [3].
Nedostatečná tvorba slin a z ní vyplývající xerostomie (subjektivní pocit suchosti v ústech),
postihuje řadu diabetiků[4,5]. Na vznik hyposialie má zřejmě vliv polyurie, poruchy
mikrocirkulace, narušení bazálních membrán žlázového epitelu, ale i vedlejší účinky
254
některých léčiv[3]. Snížené množství slin vede ke zvýšené akumulaci zubního plaku, k atrofii
ústní sliznice (zejména atrofické glossitidě) a snazší tvorbě dekubitů pod snímacími zubními
náhradami. Hyposialie souvisí společně se sníženou imunitou a vyšší hladinou glukózy ve
slinách s projevy orální kandidózy (obr. 1). U diabetiků (zejména nedostatečně
kompenzovaných) se vyskytuje častěji, než u zdravé populace [6,7] a je lokalizovaná většinou
v ústních koutcích (stomatitis angularis), na hřbetu jazyka nebo na tvrdém patře u pacientů
se snímací zubní náhradou. Další komplikace, které diabetiky v dutině ústní postihují, jsou
rychlé šíření odontogenní infekce[7], porucha hojení měkkých tkání a extrakčních ran[7,8].
Neobjasněné pálení ústních sliznic, případně poruchy chuti u diabetiků popisujeme jako
stomatodynie a glosodynie a při jejich vzniku předpokládáme vliv periferní diabetické
neuropatie[7,8]. Tyto obtíže mohou přispívat k narušení stravovacích návyků, ke zvýšenému
příjmu jídla a následně k obezitě. U diabetiků také častěji diagnostikujeme nezánětlivou
hypertrofii žlázového parenchymu příušní slinné žlázy - sialoadenózu ve formě
oboustranného asymptomatického zduření příušních slinných žláz (Charvátův příznak).
Kombinace diabetu s hypertenzí a postižením sliznic dutiny ústní ve formě orálního lichenu je
označovaná jako Grinspanův syndrom (obr. 2). U diabetiků 2. typu (DM2) lichenoidní
změny ústní sliznice mohou vznikat jako poléková rekce (antihypertenziva a perorální
antidiabetika)[9]. Někteří autoři považují diabetes také za rizikový faktor pro vznik
premaligních změn a tumorů v dutině ústní[10].
Projevy diabetu v oblasti parodontu
Diabetes přispívá zejména ke vzniku parodontitidy, kterou popsal Löe v roce 1993 ve své
rozsáhlé studii jako „šestou komplikaci diabetu“[11] . Dušková a Broukal uvádějí v jednom
ze svých sdělení, že souvislost mezi oběma chorobami byla známa již koncem devatenáctého
století, přičemž destruktivní onemocnění parodontu bylo často zjištěno zubním lékařem dříve,
než byla diagnostikována základní metabolická porucha[12].
Intenzivní výzkum sledující výskyt gingivitidy (zánět dásní) a parodontitidy (zánět závěsného
aparátu zubu) u diabetiků probíhá zejména od šedesátých let dvacátého století. Zaměřuje se
především na diabetes 2. typu, protože diabetici 1. typu bývají diagnostikováni a vyšetřováni
hlavně v dětství (zejména ve skupině 11-15 let), kdy se parodontitida ještě nemusí projevit.
V tomto věku je popisována vyšší prevalence gingivitid, a to až dvakrát častější než u
zdravých dětí a adolescentů a jejich těžší forma[13]. Juvenilní diabetik zřejmě reaguje
255
zánětem dásní již na takové množství mikrobiálního zubního povlaku, které by u celkově
zdravého jedince gingivitidu ještě nevyvolalo[14].
Z výzkumů dospělých diabetiků jasně vyplývá, že DM zvyšuje incidenci, prevalenci, progresi
a závažnost parodontitidy a stává se tak významným rizikovým faktorem pro onemocnění
parodontálních tkání. Potvrzuje to nejenom rozsáhlá, dnes již klasická práce Löe[11] (vyšetřil
2180 osob; pokročilou parodontitidou ve věku 15-35 let trpělo 45 % mužů a 48 % žen s DM2
ve srovnání s 8 % osob bez diabetu), ale i nejnovější rozsáhlá meta-analytická studie[15] .
K poškození parodontálních tkání přispívá především dlouhodobá hyperglykemie a její
následky. Pozdní produkty glykace proteinů (AGEs) spolu s dalšími patogenetickými
mechanizmy (např. oxidační stres, akumulace polyolů), vedou ke strukturálním a funkčním
změnám kapilár gingiválního plexu, k poruchám metabolizmu kolagenu gingivální tkáně a
parodontálních ligament, ke změnám funkce imunitních buněk a k poruchám metabolizmu
alveolární kosti[16–19]. Takto oslabený parodont je potom náchylnější k působení
mikroorganizmů dentálního plaku a umožňuje rozvinutí jejich patogenního potenciálu[16,19]
(schéma 1).
Závažným stavem při léčbě diabetu je kromě hyperglykemie také hypoglykemie. Japonští
autoři sledovali vliv iatrogenně navozené hypoglykemie na parodontální tkáně, významný
vliv prokázali zejména na buňky parodontálních ligament[20]. Pokud je kultivovali v
prostředí s nadbytkem glukózy, byla narušena jejich schopnost adheze a pohybu. V
hypoglykemickém prostředí však buňky parodontálních ligament postupně podlehly buněčné
smrti. Z výsledků této studie vyplývá, že časté výkyvy glykemie mohou buňky parodontu
vážně poškodit.
Postižení parodontu tedy souvisí zejména s tím, jak je diabetik kompenzovaný. S narůstající
délkou trvání diabetu a s nástupem pozdních cévních komplikací zesiluje vliv metabolické
choroby také na průběh a závažnost parodontitidy. Nejméně patrný je vliv diabetu na
parodont u dobře kompenzovaných diabetiků 2. typu, u kterých rozsah zánětlivého postižení
závěsného aparátu zubů závisí především na úrovni jejich ústní hygieny[21]. Velká část
paceintů s DM2 se navíc léčí s vysokým krevním tlakem. Pokud jsou v medikaci hypertenze
použity blokátory kalciových kanálů (zejména nifedipin), může se u pacientů s nedostatečnou
ústní hygienou rozvinout plakem podmíněná léky modulovaná hyperplastická gingivitida
(obr. 3ab,4).
256
257
Vliv chronických zánětlivých parodontopatií na vznik a rozvoj diabetu
Parodontitida je chronické zánětlivé onemocnění závěsného aparátu zubů. Tento zánět vzniká
a je dále udržován dlouhodobou přítomností zubního mikrobiálního povlaku v oblasti
marginální gingivy (nad i pod okrajem dásně). Způsobuje destrukci celého závěsného aparátu
zubů včetně úbytku alveolární kosti a tvorby pravých parodontálních chobotů.
Parodontální bakterie (zejména gram-negativní anaerobní mikroorganizmy) a jejich virulentní
faktory mohou pronikat do krevního oběhu, což vede k systémové odezvě[19]. Trvalé
uvolňování bakteriálních lipopolysacharidů, enzymů a exotoxinů v oblasti gingivy indukuje
imunitní odpověď, čímž se zvyšuje exprese prozánětlivých mediátorů (zejména interleukinů IL-1β,
IL-6, tumor nekrotizujícího faktoru-TNF-α a prostaglandinů-PGE) řada z nich se
dostává do krevního oběhu a dále tak přispívá k udržování systémového zánětu[19,22,23].
Mediátory zánětu pak spouštějí kaskádu složitých dějů, které ovlivňují glukózový a lipidový
metabolizmus, indukují inzulinovou rezistenci[16,19,22,23] a mohou způsobit i poškození
beta buněk pankreatu[24] (schéma 1).
Demmer a jeho spolupracovníci analyzovali v rámci národní studie NHANES (National
Health and Nutrition Examination Survey) rozsáhlý vzorek populace (9296 jedinců)[25].
Zjistili, že ve skupině se středně pokročilou parodontitidou mělo diabetes 2,26 krát více osob,
než ve skupině parodontologicky zdravých jedinců. Stejní autoři v prospektivní pětileté studii
sledovali vliv neléčené parodontitidy na změny hodnot glykovaného hemoglobinu u 2973
osob bez diabetu[26]. Prokázali, že u těch, kteří trpěli na počátku těžkou pokročilou
parodontitidou, stoupla hladina tohoto ukazatele během sledovaného období pětkrát ve
srovnání s osobami bez parodontitidy. Toto byla první práce, která doložila, že zánětlivé
onemocnění parodontu může vést ke zvýšení glykemie i u osob bez diabetu.
Z řady studií za posledních dvacet let vyplývá, že diabetici s těžkou formou parodontitidy jsou
náchylnější ke vzniku a rozvoji diabetických komplikací [23,27] a je zřejmé, že prevalence a
závažnost těchto onemocnění koreluje se stupněm parodontitidy[11,28]. Saremi popsal 8,5
krát vyšší úmrtnost na diabetickou nefropatii a 2,3 krát vyšší úmrtnost na ischemickou
chorobu srdeční u diabetiků s těžkou parodontitidou než u těch se zdravým parodontem
případně mírnou formu zánětu[28].
258
Vliv parodontologické léčby na glykemický profil
Parodontologická léčba spočívá v pravidelné a trvalé kontrole mikrobiálního zubního plaku.
Zahrnuje odstranění viditelného zubního kamene nad dásní a v léčbě parodontálních chobotů
ve formě subgingiválního ošetření (odstranění zubního kamene a plaku pod okrajem dásně a
vyhlazení povrchové vrstvičky nekrotického zubního cementu). Nezbytně nutná je spolupráce
pacienta při každodenní ústní hygieně, aby nedošlo k rychlé rekolonizaci očištěných míst
patogenními mikroorganizmy.
Řada studií potvrdila, že efektivní parodontologická léčba doprovázená pravidelným a
dostatečným odstraňováním zubního plaku v rámci domácí péče může snížit hladinu
glykovaného hemoglobinu, a to zejména u nedostatečně kompenzovaných diabetiků s
pokročilou parodontitidou[17,29–31]. Ke zlepšení glykemického profilu pacienta vede zřejmě
pokles systémového zánětu a snížení hladin zánětlivých mediátorů v návaznosti na redukci
zánětu parodontu po léčbě[32].
Obezita a parodontitida – vzájemné ovlivňování
V posledních desetiletích se sleduje i vztah mezi obezitou a parodontitidou. V patogeneze
toho procesu hraje roli řada mechanizmů, zejména vliv obezitou indukovaných zánětlivých
mediátorů, které jsou produkovány viscerální tukovou tkání. Následná infiltrace tkání
makrofágy a dalšími buňkami, které uvolňují prozánětlivé mediátory, vede k udržování
recipročního cyklu chronického zánětu. Lipopolysacharidy parodontálních patogenů
podporují např. sekreci TNF-α tukovou tkání, což na jedné straně způsobuje poškození
parodontálních tkání a na druhé straně přispívá ke vzniku inzulinové rezistence a vede k
dysfunkci beta buněk pankreatu[24,33,34]. Obezita je tak významným rizikovým faktorem
pro vznik parodontitidy i bez přítomného diabetu a naopak zánětlivé onemocnění parodontu
může zhoršit metabolický syndrom, jehož je obezita součástí (schéma 1). Levine popisuje tuto
situaci jako trojúhelníkový vztah obezita – diabetes – parodontitida, přičemž dochází k
vzájemnému ovlivnění těchto chorob[35].
Ve snaze o objasnění vlivu parodontitidy na celkový zdravotní stav se v roce 2012 ve
Španělsku konala pracovní konference (9th
European Workshop in Periodontology), na které
se přední evropští a američtí parodontologové zaměřili na studium vztahů mezi parodontitidou
a systémovými chorobami. Odborníci pracovali ve čtyřech skupinách cílených na DM,
kardiovaskulární choroby, těhotenství a některá další onemocnění a systematicky vyhodnotili
259
stovky původních výzkumných prací zveřejněných v medicínských databázích. V dubnu roku
2013 vydaly obě odborné společnosti sborník konference, ve kterém byly shrnuty závěry
jejich systematického zkoumání. Celkem čtyři souhrnné práce se týkají diabetu[19,23,27,36].
Poskytují komplexní souhrn dosavadních znalostí o vztazích mezi diabetem a parodontitidou
a vyvozují tyto tři základní teze:
1. u osob s parodontitidou pronikají parodontální bakterie a jejich virulentní faktory do
krevního oběhu, což vede k systémovému zánětu organizmu. Tento mechanizmus může mít
vliv na rozvoj diabetu a jeho komplikací[19].
2. pokročilá parodontitida ovlivňuje hladinu glykemie u diabetiků i u osob bez diabetu.
Existuje přímá souvislost mezi závažností parodontitidy a výskytem diabetických komplikací
a také zvýšené riziko vzniku diabetu u pacientů s pokročilou parodontitidou[27].
3. z randomizovaných klinických studií vyplynulo, že konzervativní parodontologické
ošetření může vést k redukci hladiny glykovaného hemoglobinu (HbA1c ) v průměru o 0,36 %
při kontrole za 3 měsíce, což je klinicky významný výsledek[36].
Na tuto konferenci po pěti letech navázalo pracovní setkání Perio-Diabetes Workshop konané
v roce 2017 opět ve Španělsku. Účastníky byli tentokrát kromě parodontologů také
diabetologové z International Diabetes Federation. Jejich cílem bylo aktualizovat poznatky
z předchozí konference na základě analýzy nových výzkumných studií z let 2013 – 2017.
Z meta-analytického šetření vyplynula následující zjištění[22,37–39]:
1. osoby bez diabetu s parodontitidou měly vyšší hladinu HbA1c v séru v porovnání
s těmi se zdravým parodontem[37].
2. osoby s parodontitidou měly větší pravděpodobnost rozvoje prediabetu nebo DM2
[37].
3. většina studií se shodla na tom, že parodontitida je rizikový faktor pro rozvoj
diabetických komplikací[37].
4. u diabetiků s parodontitidou byla zjištěna horší funkce beta buněk pankreatu, větší
oxidační stres, závažnější dyslipidemie a vyšší hladina cirkulujících prozánětlivých
mediátorů (zejména TNF-α a C-reaktivního proteinu) než u osob s diabetem a
zdravým parodontem[22].
260
5. parodontologická léčba spolu s dostatečnou domácí péčí vedla ke zlepšení stavu
parodontu i u diabetiků s nedostatečně kompenzovaným diabetem[38].
6. úspěšná parodontologická léčba u diabetiků redukovala hladiny TNF-α a CRP[22]
7. konzervativní terapie parodontu vedla ke statisticky signifikantnímu snížení hladiny
HbA1c v séru (měřeno za 3-4 měsíce po léčbě), a to i u nedostatečně kompenzovaných
diabetiků 2. typu. Rozsah redukce HbA1c se v této meta-analytické studii pohyboval v
rozmezí 0,27 % - 0,48 %[38] . Pro diabetiky 1. typu nebyly k dispozici dostatečně
relevantní studie.
Podobně jako na předchozí konferenci v roce 2012 také autoři loňského pracovního setkání
Perio-Diabetes Workshop závěrem navrhli některá opatření, která by mohla zlepšit
informovanost a posléze i zdravotní stav pacientů[39]:
A/ Doporučení pro všeobecné lékaře a další profesionály v péči o diabetiky:
- vzdělávací programy pro diabetiky by měly zahrnovat i edukaci týkající se orálního zdraví.
- diabetici by měli být informováni o tom, že parodontitida má negativní vliv na kompenzaci
diabetu a může zvýšit riziko diabetických komplikací.
- diabetolog by se měl svých pacientů tázat na jejich orální zdraví a ptát se i na případné
symptomy parodontitidy (krvácení/hnisavá exsudace z dásní, posuny zubů, ztráta zubů,
halitóza).
- všichni nově diagnostikovaní diabetici by měli být v rámci komplexního přístupu odesláni k
prohlídce u zubního lékaře (která by měla zahrnovat i základní vyšetření parodontu).
- diabetici by měli být informováni o dalších možných problémech v dutině ústní (suchost a
pálení sliznic, zvýšené riziko kvasinkové infekce, zhoršené hojení ran).
B/ Doporučení pro diabetické pacienty v ambulancích všeobecných lékařů:
- informace pro pacienty o vztahu diabetes – parodontitis.
- doporučení pravidelně navštěvovat zubního lékaře.
- popis zaníceného parodontu (zarudnutí/otok/ krvácení z dásní, zubní kámen, posuny zubů,
ztráta zubů), tyto příznaky však nemusí být vždy patrné (zejména krvácení z dásní nebývá
manifestní u kuřáků).
- informace o tom, jak se naučit správným způsobem udržovat dobrou hygienu dutiny ústní
včetně čištění mezizubních prostor.
- popis dalších možných problémů v dutině ústí (suchost a pálení sliznic, zvýšené riziko
kvasinkové infekce, zhoršené hojení ran).
261
C/ Doporučení pro zubní lékaře, kteří pečují o diabetiky a o osoby s rizikovými faktory
pro vznik diabetu:
- zubní lékař by měl diabetiky informovat o tom, že diabetes zvyšuje riziko vzniku a rozvoje
parodontitidy a ovlivňuje zdraví dutiny ústní, na druhé straně parodontitida zvyšuje nebezpečí
nedostatečné kompenzace diabetu a diabetických komplikací.
- zubní lékař by měl zjistit v rámci anamnézy typ diabetu, délku jeho trvání, kompenzaci a druh
léčby včetně další medikace.
- u každého diabetika by měl být vyšetřen stav parodontu a diabetici se zánětlivými
parodontopatiemi by měli být adekvátně parodontologicky léčeni.
- u diabetiků je nutné věnovat pozornost i dalším případným orálním komplikacím
(hyposalivace s xerostomií, orální kandidóza, stomatodynie a glosodynie, zubní kaz).
- důležitá je motivace pacienta k řádné ústní hygieně (zubní mikrobiální povlak má vliv nejen
na jejich orální, ale i na celkové zdraví) a individuální instruktáž dentálními pomůckami včetně
mezizubních.
- diabetici, kteří již přišli o větší část chrupu, by měli být včas proteticky ošetřeni tak, aby nebyl
negativně ovlivněn příjem potravy.
- osoby s rizikovými faktory pro vznik diabetu 2. typu (obezita, vysoký krevní tlak, zvýšená
hladina cholesterolu, rodinná zátěž) by měli být zubním lékařem informováni o tomto riziku a
měli by být odesláni k vyšetření praktickým lékařem.
- komplikovanější případy by měl zubní lékař konzultovat s diabetologem, například
chirurgická léčba a aplikace zubních implantátů není vhodná u nedostatečně kompenzovaných
diabetiků.
D/ Doporučení pro diabetické pacienty a osoby s rizikovými faktory pro diabetes v
zubních ambulancích.
- diabetici by se u zubního lékaře/parodontologa měli dozvědět o vzájemném vztahu diabetesparodontitis,
i o možném vlivu jejich onemocnění na další části dutiny ústní
- důležité jsou zejména informace o domácí péči ve smyslu pravidelného a pečlivého
odstraňování zubního plaku včetně mezizubního a o potřebnosti pravidelných
stomatologických kontrol (i v případě, že pacient netrpí žádnými aktuálními obtížemi).
Význam dostatečné komunikace s pacienty a jejich informovanosti dokládají ve své práci
thajští autoři, kteří zjišťovali vliv motivace a edukace na stav chrupu a kompenzaci diabetu
[40]. Polovina studovaného souboru diabetiků získala rozsáhlé informace týkající se zdravého
262
životního stylu a provádění kvalitní ústní hygieny včetně individuálních konzultací a tištěného
manuálu. Kontrolní skupina byla poučena o důležitosti těchto faktorů ovlivňujících zdraví
pouze rutinním způsobem. Pacienti byli vyšetřeni na začátku studie, po třech a po šesti
měsících. Ukázalo se, že současná změna životního stylu a ústní hygieny u dobře
informovaných osob první skupiny vedla k lepším výsledkům týkajícím se kompenzace
diabetu i stavu parodontu v porovnání s kontrolní skupinou.
Nizozemské autory zajímalo, jak vypadá spolupráce mezi stomatology a diabetology v péči o
pacienty s diabetem[41]. Vybrali 889 pacientů navštěvujících diabetologické oddělení
nemocnice v Amsterdamu, diabetolog měl za úkol předat svým pacientům dotazník týkající se
stavu chrupu a parodontu pro jejich stomatologa a získat ho od nich při další návštěvě zpět.
Dotazník zahrnoval výsledky běžného stomatologického vyšetření. Z celkového počtu 889
diabetiků pouze 408 osob dotazník od diabetologa skutečně obdrželo. Z těchto 408 dotazníků
předaných stomatologovi se pouze 168 vrátilo vyplněných zpět, po telefonickém kontaktu se
podařilo získat dalších 67. Autoři konstatují, že mnohé v komunikaci diabetolog – pacient –
zubní lékař by bylo možné zlepšit. Na závěr poznamenávají, že na základě výsledků tohoto
projektu se diabetologové v jejich nemocnici začali dotazovat svých pacientů na stav chrupu a
dutiny ústní a doporučují jim pravidelné návštěvy stomatologa/zubního lékaře.
Závěr
Komplexní péče o diabetika vyžaduje interdisciplinární spolupráci. Výzkumy posledních let
poukazují na významné souvislosti mezi diabetem a parodontitidou, mechanizmus jejich
vzájemného působení je však dosud znám jen částečně. Přesto je možné relativně
jednoduchými opatřeními, jakými jsou dobrá informovanost pacienta, důraz na pravidelnou
stomatologickou péči a správnou hygienu dutiny ústní, dosáhnout mnohých zlepšení.
Informace o efektu parodontologické léčby na pokles mediátorů zánětu a glykovaného
hemoglobinu v řadě studií znamenají posun v pohledu na prevenci diabetu i jeho komplikací.
Ukazuje se, že důsledná parodontologická léčba diabetiků by mohla přispět ke stabilizaci
jejich celkového onemocnění. V posledních letech se také objevují doporučení, aby zubní
lékaři věnovali zvýšenou pozornost rizikovým pacientům pro diabetes a odesílali je k dalšímu
vyšetření praktickým lékařem. Z výše uvedeného vyplývá, že v komplexní péči o diabetiky je
řada společných témat mezi všeobecnými a zubními lékaři a účinnější spolupráce mezi těmito
profesemi by mohla vést ke zlepšení kvality života diabetických pacientů.
263
Článek vznikl s podporou grantu GAČR GB14-37368G, projektu Specifický výzkum
MUNI/A/1008/2017 a z prostředků poskytnutých Lékařskou fakultou MU juniorskému
výzkumníkovi Petře Bořilové Linhartové.
Literatura
1. Almusawi MA, Gosadi I, Abidia R, Almasawi M, Khan HA. Potential risk factors for
dental caries in Type 2 diabetic patients. Int J Dent Hyg 2018; 11. doi: 10.1111/idh.12346.
2. Coelho A, Paula A, Mota M. Dental caries and bacterial load in saliva and dental biofilm of
type 1 diabetics on continuous subcutaneous insulin infusion. J Appl Oral Sci 2018; 26. doi:
10.1590/1678-7757-2017-0500.
3. Álamo SM, Soriano YJ, Sarrión Pérez MG. Dental considerations for the patient with
diabetes. J Clin Exp Dent 2011; 3(1): 25–30.
4. Molania T, Alimohammadi M, Akha O, Mousavi J, Razvini R, Salehi M. The effect of
xerostomia and hyposalivation on the quality of life of patients with type II diabetes mellitus.
Electron Physician 2017; 9(11): 5814–19.
5. Carramolino-Cuéllar E, Lauritano D, Silvestre F-J, Carinci F, Lucchese A, Silvestre-Rangil
J. Salivary flow and xerostomia in patients with type 2 diabetes. J Oral Pathol Med 2018;
47(5): 526–30.
6. Mohammadi F, Javaheri MR, Nekoeian S, Dehghan P. Identification of Candida species in
the oral cavity of diabetic patients. Curr Med Mycol 2016; 2(2): 1–7.
7. Al-Maskari AY, Al-Maskari MY, Al-Sudairy S. Oral Manifestations and Complications of
Diabetes Mellitus: a review. Sultan Qaboos Univ Med J 2011; 11(2): 179–86.
8. Negrato CA, Tarzia O. Buccal alterations in diabetes mellitus. Diabetol Metab Syndr 2010;
2(2): 3. doi:10.1186/1758-5996-2-3.
9. Goyal L, Gupta ND, Gupta N. Grinspan syndrome with periodontitis: Coincidence or
correlation? J Indian Soc Periodontol 2018; 22(3): 263–65.
10. Gong Y, Wei B, Yu L, Pan W. Type 2 diabetes mellitus and risk of oral cancer and
precancerous lesions: a meta-analysis of observational studies. Oral Oncol 2015; 51(4): 332–
40.
11. Löe H. Periodontal disease. The sixth complication of diabetes mellitus. Diabetes Care
1993; 16(1): 329–34.
12. Dušková J, Broukal Z. Vztah diabetes mellitus a onemocnění parodontu se zřetelem k
mikrobiologickým nálezům v dutině ústní. (Literární přehled). Českoslov stomatol 1992;
92(6): 347–49.
264
13. Lalla E, Cheng B, Lal S, et al. Periodontal changes in children and adolescents with
diabetes: a case-control study. Diabetes Care 2006; 29(2): 295–99.
14. Dušková J. Riziko diabetu pro onemocnění dutiny ústní. Medica rev 2001; 7(1): 12–14.
15. Nascimento GG, Leite FRM, Vestergaard P, Scheutz F, López R. Does diabetes increase
the risk of periodontitis? A systematic review and meta-regression analysis of longitudinal
prospective studies. Acta Diabetol 2018; 55(7): 653–67.
16. Rajhans NS, Kohad RM, Chaudhari VG, Mhaske NH. A clinical study of the relationship
between diabetes mellitus and periodontal disease. J Indian Soc Periodontol 2011; 15(4):
388–92.
17. Balasundaram A, Ponnayian D, Parthasarathy H. Diabetes mellitus – a periodontal
perspective. SRM University Journal of Dental Sciences 2010; 1(1): 79–85.
18. Gurav A, Jadhav V. Periodontitis and risk of diabetes mellitus. J Diabetes 2011; 3(1): 21–
28.
19. Taylor JJ, Preshaw PM, Lalla E. A review of the evidence for pathogenic mechanisms that
may link periodontitis and diabetes. J Clin Periodontol 2013; 40(Suppl 14): 113–34.
20. Nishimura F, Takahashi K, Kurihara M, Takashiba S, Murayama Y. Periodontal disease
as a complication of diabetes mellitus. Ann Periodontol 1998; 3(1): 20–29.
21. Poskerová H, Bořilová Linhartová P, Vokurka J, Fassmann A, Izakovičová Hollá L.
Diabetes mellitus a orální zdraví. Česká stomatologie a Praktické zubní lékařství : časopis
stomatologických společností : časopis pro další vzdělávání pracovníků v péči o orální zdraví
2014; 114–62(5): 75–86.
22. Polak D, Shapira L. An update on the evidence for pathogenic mechanisms that may link
periodontitis and diabetes. J Clin Periodontol 2018; 45: 150–66.
23. Chapple ILC, Genco R. Diabetes and periodontal diseases: consensus report of the Joint
EFP/AAP Workshop on periodontitis and systemic diseases. J Clin Periodontol 2013;
40(Suppl 14): 106–12.
24. Ballak DB, Stienstra R, Tack CJ, Dinarello CA, van Diepen JA. IL-1 family members in
the pathogenesis and treatment of metabolic disease: Focus on adipose tissue inflammation
and insulin resistance. Cytokine 2015; 75(2): 280–90.
25. Demmer RT, Jacobs DR Jr, Desvarieux M. Periodontal disease and incident type 2
diabetes: results from the First National Health and Nutrition Examination Survey and its
epidemiologic follow-up study. Diabetes Care 2008; 31: 1373–79.
26. Demmer RT, Desvarieux M, Holtfreter B, et al. Periodontal status and A1C change:
longitudinal results from the study of health in Pomerania (SHIP). Diabetes Care 2010; 33(5):
1037–43.
27. Borgnakke WS, Ylöstalo PV, Taylor GW, Genco RJ. Effect of periodontal disease on
diabetes: systematic review of epidemiologic observational evidence. J Clin Periodontol
2013; 40(Suppl 14): 135–52.
265
28. Saremi A, Nelson RG, Tulloch-Reid M, et al. Periodontal disease and mortality in type 2
diabetes. Diabetes Care 2005; 28(1): 27–32.
29. Liew AKC, Punnanithinont N, Lee Y-C, Yang J. Effect of non-surgical periodontal
treatment on HbA1c: a meta-analysis of randomized controlled trials. Aust Dent J 2013;
58(3): 350–57.
30. Sgolastra F, Severino M, Pietropaoli D, Gatto R, Monaco A. Effectiveness of periodontal
treatment to improve metabolic control in patients with chronic periodontitis and type 2
diabetes: a meta-analysis of randomized clinical trials. J Periodontol 2013; 84(7): 958–73.
31. Teshome A, Yitayeh A. The effect of periodontal therapy on glycemic control and fasting
plasma glucose level in type 2 diabetic patients: systematic review and meta-analysis. BMC
Oral Health 2016; 17(1): 31.
32. Artese HPC, Foz AM, Rabelo M de S, et al. Periodontal therapy and systemic
inflammation in type 2 diabetes mellitus: a meta-analysis. PLoS ONE 2015; 10(5).
doi:10.1371/journal.pone.0128344.
33. Mathur LK, Manohar B, Shankarapillai R, Pandya D. Obesity and periodontitis: a clinical
study. J Indian Soc Periodontol 2011; 15(3): 240–44.
34. Jagannathachary S, Kamaraj D. Obesity and periodontal disease. J Indian Soc Periodontol
2010; 14(2): 96–100.
35. Levine RS. Obesity, diabetes and periodontitis-a triangular relationship? Br Dent J 2013;
215: 35–39.
36. Engebretson S, Kocher T. Evidence that periodontal treatment improves diabetes
outcomes: a systematic review and meta-analysis. J Clin Periodontol 2013; 40(Suppl 14):
153–63.
37. Graziani F, Gennai S, Solini A, Petrini M. A systematic review and meta-analysis of
epidemiologic observational evidence on the effect of periodontitis on diabetes An update of
the EFP-AAP review. J Clin Periodontol 2018; 45(2): 167–87.
38. Madianos PN, Koromantzos PA. An update of the evidence on the potential impact of
periodontal therapy on diabetes outcomes. J Clin Periodontol 2018; 45(2): 188–95.
39. Sanz M, Ceriello A, Buysschaert M, et al. Scientific evidence on the links between
periodontal diseases and diabetes: Consensus report and guidelines of the joint workshop on
periodontal diseases and diabetes by the International Diabetes Federation and the European
Federation of Periodontology. J Clin Periodontol 2018; 45(2): 138–49.
40. Saengtipbovorn S, Taneepanichskul S. Effectiveness of lifestyle change plus dental care
program in improving glycemic and periodontal status in aging patients with diabetes: a
cluster, randomized, controlled trial. Journal of Periodontology 2015; 86(4): 507–15.
41. Ahdi M, Teeuw WJ, Meeuwissen HGTA, et al. Oral health information from the dentist to
the diabetologist. Eur J Intern Med 2015; 26(7): 498–503.
266
Attachment 13 Article ”Gene variability in immunoregulatory factors in patients with chronic
periodontitis and diabetes mellitus”
267
268
269
270
271
272
273
274