The influence of HIV infection to the periodontium : a clinical, microbiological, and enzymological study

The main targets of human immunodeficiency virus (HIV) are CD4 receptors of CD4+ lymphocytes and many other cells such as monocytes/macrophages, megakaryocytes, peripheral blood dendritic cells, follicular dendritic cells (DC), epidermal Langerhans cells, and astrocytes. Infection and killing of CD4+ lymphocytes or false reaction of the body to HIV infection and the spontaneous apoptosis of CD4+ lymphocytes decrease CD4+ lymphocyte counts leading to immunosuppression, further disease progression, and appearance of opportunistic infections and malignancies. Oral manifestations are considered to be among the first signs of HIV infection. Enhanced degradation of extracellular matrix and basement membrane components in oral diseases including periodontitis is caused by Zn-dependent enzymes called matrix metalloproteinases (MMPs). The levels and degrees of activation of MMP-1, -2, -3, -7, -8, -9, -25, -26, tissue inhibitors of MMPs (TIMP)-1 and -2, and myeloperoxidase (MPO) and collagenolytic/gelatinolytic activities, and also Ig A, -G, and -M, total protein, and albumin levels in a two-year follow-up were studied from salivary samples. The expression of MMP-7, -8, -9, -25, and -26 immunoreactivities in gingival tissue specimens were studied. Healthy HIV-negative subjects served as controls. All studied clinical periodontal parameters and microbiological evaluation of the periodontopathogens showed that periodontal health of the HIV-positive patients was moderately decreased in comparison to the healthy controls. The levels of Candida in the periodontal pockets and salivary MPO increased with the severity of HIV infection. Immunoreactivities and levels of MMPs and TIMPs, and MMP activities (collagenase, gelatinase) were enhanced in the HIV-positive patient salivary samples relative to the healthy controls regardless of the phase of HIV infection. However, these parameters did not reflect periodontal status in a similar way as in the generally healthy periodontitis patients. Salivary total protein, albumin, IgA, -G, and -M levels were significantly higher in all phases of HIV infection compared to the controls, and salivary total protein, IgG and IgM levels remained higher after two years follow-up, partly correlating with the disease progression and which may reflect the leakage of serum components into the mouth and thus a decreased mucosal barrier. Salivary analyses of MMPs and TIMPs with immunohistochemical analyses showed that HIV infection could predispose to periodontal destruction when compared with healthy controls or the body s defence reactions associated with HIV infection may have been reflected or mediated by MMPs.HIV infektion vaikutus parodontiumiin: kliininen, mikrobiologinen ja entsymologinen tutkimus HI-viruksen kohde elimistössä on CD4+-lymfosyyttien (auttaja T-lymfosyyttien) CD4-reseptorit, mutta se voi infektoida myös muita soluja, mm. monosyyttejä/makrofaageja, joiden pinnalta löytyy CD-reseptori. Tunkeuduttuaan solun sisälle HI-virus muuttaa käänteiskopioijaentsyymin avulla oman RNA-molekyyliketjunsa vastaamaan ihmissolun DNA-muotoa ja pystyy näin liittämään oman perimäaineksensa isäntäsolun perimään. Infektoitunut solu alkaa tuottaa uusia HI-viruksia. Tämän seurauksena terveiden CD4+-solujen määrä vähenee johtaen vähitellen elimistön immuunipuutokseen. Nykyisin HIV-infektion hoidossa käytetään 3 4 lääkkeen yhdistelmähoitoa (HAART-hoito, highly active antiretroviral therapy), millä voidaan oleellisesti vähentämään HI-virusta verestä. Kuitenkaan lääkehoito ei pysty kokonaan hävittämään virusta elimistöstä, vaan sitä löytyy mm. imusolmukkeista. HIV infektioon liittyy useita opportunisti-infektioita kuten suun limakalvojen kandidoosi ja kielen hairy leukoplakia joita voidaan myös käyttää merkkeinä HIV infektion etenemisestä. Infektoituneet potilaat saattavat kärsiä heikentyneestä syljenerityksestä, joka johtuu HIV infektioon liittyvistä sylkirauhasten sairauksista. Myös epätavallisia hampaiden kiinnityskudostulehduksia on raportoitu. Syljestä ja ientaskunesteestä voidaan tutkia mm. immunoglobuliineja (Ig) ja matriksin metalliproteinaaseja (MMP), jotka heijastavat suun (esim. hampaiden kiinnityskudossairaudet) ja immuunisysteemin sairauksia. Immunoglobuliineja on laajasti tutkittu HIV infektoituneiden potilaiden syljestä, mutta tulosten vertailu keskenään on vaikeaa johtuen mm. vaihtelevista syljenkeräysmenetelmistä. Hampaiden kiinnityskudossairaudet eli parodontaalisairaudet voidaan jakaa kahteen ryhmään: gingiviitit ja parodontiitit. Gingiviitti on kiinnityskudosten tulehdus, jossa tulehduksen aikaansaamat muutokset ovat palautuvia. Parodontiitti on taustaltaan monitekijäinen tulehdusprosessi, jonka etiologiana ovat bakteerit, mm. Actinobacillus actinomycetemcomitans (A.a.) ja Porphyromonas gingivalis (P.g.), mutta oleellisesti sen etenemiseen/kudostuhoon vaikuttaa isännän tulehdusvaste bakteerien lipopolysakkarideille (LPS). Lisäksi myös ympäristötekijät, kuten tupakointi, sekä muutokset elimistön immuunijärjestelmässä vaikuttavat tulehduksen etenemiseen sekä hoitovasteeseen. Parodontiitin aikaansaama kiinnityskudostuho on palautumaton. MMP:t ovat entsyymejä, joita tarvitaan sekä elimistön normaaleissa fysiologisissa toiminnoissa kuten apoptoosissa, mutta niillä on myös vaikutusta patologisissa tiloissa kuten parodontiitissa ja reumataudeissa. MMP:t ovat laajasti tutkittuja entsyymejä parodontiitissa ja mm. aktivoituneiden MMP-1,-2, -8, -9 ja -13 (kollagenaasit ja gelatinaasit) kohonneet pitoisuudet liittyvät parodontiittiin ja siinä tapahtuvaan sidekudoksen soluväliaineen ja tyvikalvon rakenneosien tuhoutumiseen. Tämän seurantatutkimuksen tavoite oli selvittää HI-viruksen vaikutusta hampaiden kiinnityskudoksiin suomalaisessa aineistossa. Olettamuksena oli, että HIV infektion muuttaa paikallista kudosvastetta alttistaen hampaiden kiinnityskudostuholle. Tutkittaville potilaille tehtiin sekä kliininen- että röntgenologinen tutkimus parodontiumin tilan määrittämiseksi. Ientaskun bakteerit tutkittiin viljemällä ja PCR-menetelmällä. Entsymologisina tutkimuksina käytettiin mm. western- ja dot blot-, zymografia- ja ELISA-menetelmiä. Ienkudosnäytteistä tehtiin immunohistologiset värjäykset. Kliinisiin tuloksiin perustuen huomattiin, että HIV infektoituneiden potilaiden parodontiumin tilanne oli oletettua parempi. Ientaskun mikrobitutkimuksissa ei havaittu oleellista eroa HIV infektoituneiden ja kontrollien välillä. Edellisestä huolimatta HIV potilaiden syljen MMP-pitoisuudet (MMP-1, -2, -3, -8, -9), myeloperoksidaasi (MPO) ja syljen kollagenaasi- ja gelatinaasiaktiviteetit olivat koholla. Myös MMP (MMP-7, 25, -26) molekyylimuodot poikkesivat kontrolleista. Löydösten voidaan olettaa johtuvat HIV infektion vaikutuksesta lymfosyytteihin ja monosyytti/makrofageihin, eikä niinkään parodontiitista, kuten aiemmissa tutkimuksissa on huomattu. Toisaalta elimistön vaste HIV infektiolle voi myös heijastua ainakin jossain määrin kohonneissa MMP-pitoisuuksissa. Tutkittujen syljen immunoglobuliinien (IgA, IgG, IgM) pitoisuudet pysyivät koholla 2 vuoden seurantatutkimuksen ajan. Tämän voidaan olettaa heijastavan muuttunutta vastetta HIV infektion aiheuttamasta yleisestä immuunipuutoksessa. Stimuloidun syljenerityksen määrä oli kuitenkin suurempi verrattuna kontrolleihin. Biokemialliset tutkimustulokset (mm. MMP, Ig) tukivat oletusta siitä, että HIV infektio muuttaa paikallista kudosvastetta alttiimmaksi parodontiumin sairauksille, vaikka kliinisesti parodontiumin tilanne olikin oletettua parempi