Modern and Future aMMP-8 Point-of-Care/Chairside Diagnostic and Treatment Modalities in Periodontitis and Peri-Implantitis

Chronic periodontitis and peri-implantitis are complex inflammatory conditions in the periodontium. Periodontal tissues are mainly made up of type I collagen, which is a major component of the extracellular matrix of both soft and hard periodontal tissues, and collagen breakdown is one of the main events in periodontal destructive lesions. Oral bacteria and their metabolites can penetrate peri-implant tissues more easily than permanent teeth tissues, and the inflammatory state progresses more rapidly to destruction of bone tissue in peri-implantitis. This is mainly due to differences between natural dental tissues and peri-implant tissues. The treatment of periodontitis and peri-implantitis is challenging, and therefore, prevention and early diagnoses are crucial. Traditional methods are used to assess the health status of periodontal and implant tissues. However, these measures assess past disease rather than the present pathology of these tissues. Current clinical assays do not work properly in the early diagnosis of peri-implant diseases. This thesis demonstrated the active form of matrix metalloproteinase (aMMP-8) is possible to be determined from the gingival crevicular fluid (GCF)/peri-implant sulcus fluid (PISF) in the initial and real-time diagnosis. Elevated levels of aMMP-8 occur at the onset of periodontal tissue inflammation and can found in GCF/PISF or saliva, contributing to the progression of the disease. Study I aimed to investigate the strongest possible biomarker that can be linked to periodontitis and peri-implantitis. This study confirmed that the elevated level of aMMP-8 is associated with connective tissue diseases, with Study II subsequently focusing on the validation of the aMMP-8 enzyme test in PISF. The hypothesis was that the aMMP-8 enzyme assay provides reliable results for detection of early inflammation in patients and for determination of the rate of progression of peri-implant disease. Studies III and IV investigate whether the aMMP-8 point-of-care (PoC) /chairside test can be implemented beyond the dentist´s office. Studies V and VI investigate the applicability of the aMMP-8 enzyme test in evaluation of the health effects of different home therapies such as fermented lingonberry and dual-light therapy. This thesis showed that aMMP-8 PoC tests used to diagnose periodontal disease can reliably detect and predict both early and ongoing disease and monitor the efficacy of various substances or devices used at home.Parodontiitti ja peri-implantiitti ovat suun kiinnityskudosten tulehdustiloja. Nämä sairaudet ovat hyvin yleisiä aikuisväestössä. Pehmytkudokset koostuvat pääosin tyypin I kollageenista, ja kollageenien hajoaminen kudoksissa onkin yksi keskeisimmistä ja haitallisista vaurioista suussa. Kudosten vauriot voivat johtua monista asioista. Yksi pääsyistä on bakteeriärsytys hampaan/ientaskun pinnoilla. Ärsytys johtaa ihmisen puolustusmekanismin käynnistymiseen, jolloin puolustus solut aktivoituvat ja kollageenia pilkkovat entsyymit pääsevät kudosten kautta ientaskunesteen kautta sylkeen. Parodontiitin ja peri-implantiitin parantaminen on haastavaa ja siksi näiden ennaltaehkäisy ja varhainen diagnosointi on tärkeää. Hammashoitoloissa käytetään perinteisiä mittausmenetelmiä parodontaali- ja implanttikudosten terveydentilan arvioinnissa. Nämä toimenpiteet arvioivat kuitenkin jo tapahtunutta kudosvauriota eikä niinkään nykyistä tilaa. Nykyiset kliiniset tutkimusmenetelmät eivät siten toimi kunnolla implanttisairauksien varhaisessa diagnosoinnissa. Tutkimuksemme osoittivat, että tämän hetkisen diagnoosin määrittelemiseksi vodaan käyttää aktiivisen matriisin metalloproteinaasin (aMMP-8) tuolinvierus entsyymitestiä. Kohonneet aMMP-8:n tasot lisääntyvät, kun infektio alkaa, ja nämä entsyymit voidaan löytää ientaskunesteestä tai sylkihuuhteesta. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli löytää vahvin mahdollinen syljestä löytyvä biomarkkeri, joka voidaan yhdistää parodontiitti ja peri-implantiitti sairauksiin (tutkimus I). Ensimmäinen tutkimus vahvisti, että kohonnut aMMP-8:n taso liittyy näihin sairauksiin ja tämän tuloksen myötä tutkimus II keskittyi aMMP-8-entsyymitestin vahvistamiseen diagnosointimenetelmänä ja peri-implantti taudin riskiluokittelemiseen. Oletuksena oli, että aMMP-8-entsyymimääritys tarjoaa luotettavia tuloksia varhaisen tulehduksen havaitsemiseksi ja helpottaa implanttia ympäröivän taudin riskirajojen arviointia. Tutkimuksissa III ja IV selvitettiin, voidaanko aMMP-8 tuolinvierustestiä toteuttaa muualla kuin hammaslääkärin vastaanotolla. Lisäksi tutkimuksissa V ja VI tutkittiin aMMP-8-entsyymitestin soveltuvuutta erilaisten suun kotihoitotuotteiden, kuten fermentoidun puolukkamehun (Lingora®) sekä antibakteerisen kaksoisvalohoidon (Lumoral®) terveysvaikutusten arvioimiseen. Tämä väitöskirjatyö osoitti, että parodontaalisten sairauden diagnosointiin käytettävillä aMMP-8 tuolinvierustesteillä voidaan luotettavasti havaita varhainen sekä käynnissä oleva sairaus, että seurata erilaisten kotona käytettävien aineiden tai laitteiden vaikutusta ja tehoa