Microarray analysis of gene expression in the inflammatory T cell response and apoptosis pathways of periodontitis and non-periodontitis sites

Acredita-se que a placa dento-bacteriana seja primordial na iniciação do processo de inflamação periodontal. Entretanto, os mecanismos exatos responsáveis pela progressão da doença periodontal ainda não foram completamente elucidados. Além disso, as bases biológicas que ditam a susceptibilidade do hospedeiro ainda permanecem desconhecidas. Portanto, o presente estudo procurou investigar diferenças na expressão gênica de sítios com periodontite. Para tanto, foi utilizada a tecnologia de microarray focado para examinar a expressão de 288 genes relacionados à apoptose, resposta de células T e inflamação. RNA total foi extraído de amostras de tecido gengival e sangue de indivíduos com periodontite crônica (N=10) e de indivíduos periodontalmente saudáveis (N=4). RNA total foi então convertido em cRNA, marcado e hibridizado em lâminas de microarray. Após a exposição, os genes marcados foram quantificados e o nível de expressão genética nas amostras gengivais dos pacientes periodontais foi comparado com o nível de expressão observado no sangue desses mesmos indivíduos, e também com o nível da expressão genética no tecido gengival dos indivíduos sem doença periodontal. Para validação dos resultados dos genes selecionados (p< ou = 0,05 e no mínimo mudança de 2 vezes na expressão) foram submetidos à análise pela técnica de PCR em tempo real. O valor de p das comparações foi calculado por meio do teste t bicaudal. Os dados do microarray, confirmados por PCR em tempo real, demonstraram um total de 8 genes com baixa expressão (log2 < ou= -1 e p<ou= 0,05) e 4 genes com elevada expressão (log2 < +1 e p<ou= 0,05). Entre eles foram detectados 4 genes anti-apoptose (BCL-2, BCL2L1, BAG3 e BAFAR), 2 receptores de citocinas (IL12RB1 e IL17RA), receptor de proteína G (GPR44) e o fator nuclear de células T ativadas (NFATC1). Adicionalmente, os resultados demonstraram 3 genes com expressão elevada, uma citocina (IL-6), uma quimiocina (IL-8) e um membro da família FOS (FOSL-1). As análises da expressão genética por microarray e PCR em tempo real realizadas no presente estudo identificaram uma série de genes candidatos que podem estar relacionados à doença periodontal. A desregulação da expressão desses genes pode contribuir para a severidade desta doença.It is widely believed that pathogenic bacteria provide the initial trigger in periodontal disease. However, the exact pathogenic mechanisms responsible for the progression of periodontal disease remain unclear. Moreover, the biologic basis dictating the susceptibility to disease has not been elucidated. Therefore, the present study sought to investigate the expression of genes altered in periodontal disease sites. To that aim, a focused microarray system was utilized to examine the expression of 288 genes related to apoptosis, T cell response and inflammation. Total RNA was extracted from gingival tissue and peripheral blood of periodontitis (N=10) and nonperiodontitis (N=4) subjects. The RNA was converted to cRNA, labeled and hybridized to oligonucleotide microarray plates. Following exposure, the positively labeled genes were quantified and the level of expression within periodontitis gingival was compared to the PB of the same subjects, as well as with GT of NP subjects. To validate the results the selected genes (p<or = 0.05 and at least 2 fold change) were subjected to real-time PCR. The p-value of the comparisons was calculated using a 2-tailed T-test. The microarray results and real-time PCR validation showed that 8 genes were downregulated (p<0.05 and log2 <or = -1). Among these, 4 anti-apoptotic genes (BCL-2, BCL2L1, BAG3 and BAFAR), 2 cytokine receptors (IL12RB1 and IL17RA), a G-protein-coupled receptors (GPR44) and a nuclear factor of activated T cells (NFATC1) were detected. In addition, the results showed 3 upregulated genes (p<0.05 and log2 < or = +1), one cytokine (IL-6), one chemokine (IL-8) and one FOS family member (FOSL1). The combined use of oligonucleotide microarrays and realtime PCR identified a number of candidates genes that can be related to the pathogenesis of periodontal disease, and dysregulation in the expression of these genes may contribute to the progression of periodontal disease