Characterization of cytokines, matrix metalloproteinases and toll-like receptors in human periodontal tissue destruction

Periodontal Disease affects the supporting structures of the teeth and is initiated by a microbial biofilm called dental plaque. Severity ranges from superficial inflammation of the gingiva (gingivitis) to extensive destruction of connective tissue and bone leading to tooth loss (periodontitis). In periodontitis the destruction of tissue is caused by a cascade of microbial and host factors together with proteolytic enzymes. Matrix metalloproteinases (MMPs) are known to be central mediators of the pathologic destruction in periodontitis. Initially plaque bacteria provide pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) which are sensed by Toll-like receptors (TLRs), and initiate intracellular signaling cascades leading to host inflammation. Our aim was to characterize TNF-α (tumor necrosis factor-alpha) and its type I and II receptors in periodontal tissues, as well as, the effects of TNF-α, IL-1β (interleukin-1beta) and IL-17 on the production and/or activation of MMP-3, MMP-8 and MMP-9. Furthermore we mapped the TLRs in periodontal tissues and assessed how some of the PAMPs binding to the key TLRs found in periodontal tissues affect production of TNF-α and IL-1β by gingival epithelial cells with or without combination of IL-17. TNF-α and its receptors were detected in pericoronitis. Furthermore, increased expression of interleukin-1β and vascular cell adhesion molecule-1 was found as a biological indicator of TNF-α ligand-receptor interaction. MMP-3, -8, and 9 were investigated in periodontitis affected human gingival crevicular fluid and gingival fibroblasts produced pro-MMP-3. Following that, the effect of IL-17 was studied on MMP and pro-inflammatory cytokine production. IL-17 was increased in periodontitis and up-regulated IL-1β, TNF-α, MMP-1 and MMP-3. We continued by demonstrating TLRs in gingival tissues, in which significant differences between patients with periodontitis and healthy controls were found. Finally, enzyme-linked immunosorbent assays were performed to show that the gingival cells response to inflammatory responses in a TLR-dependent manner. Briefly, this thesis demonstrates that TLRs are present in periodontal tissues and present differences in periodontitis compared to healthy controls. The cells of gingival tissues respond to inflammatory process in a TLR-dependent manner by producing pro-inflammatory cytokines. During the destruction of periodontal tissues, the release (IL-1β and TNF-α) and co-operation with other pro-inflammatory cytokines (IL-17), which in turn increase the inflammation and thus be more harmful to the host with the increased presence of MMPs (MMP-1, MMP-3, MMP-8, MMP-9) in diseased over healthy sites.

Oral health and kidney disease with emphasis on diabetic nephropathy

Chronic kidney disease (CKD) is a worldwide health problem, with adverse outcomes of cardiovascular disease and premature death. The ageing of populations along with the growing prevalence of chronic diseases such as diabetes and hypertension is leading to worldwide increase in the number of CKD patients. It has become evident that inflammation plays an important role in the pathogenesis of atherosclerosis complications. CKD patients also have an increased risk of atherosclerosis complications (including myocardial infarction, sudden death to cardiac arrhythmia, cerebrovascular accidents, and peripheral vascular disease). In line with this, oral and dental problems can be an important source of systemic inflammation. A decline in oral health may potentially act as an early marker of systemic disease progression. This series of studies examined oral health of CKD patients from predialysis, to dialysis and kidney transplantation in a 10-year follow-up study and in a cross-sectional study of predialysis CKD patients. Patients had clinical and radiographic oral and dental examination, resting and stimulated saliva flow rates were measured, whilst the biochemical and microbiological composition of saliva was analyzed. Lifestyle and oral symptoms were recorded using a questionnaire, and blood parameters were collected from the hospital records. The hypothesis was that the oral health status, symptoms, sensations, salivary flow rates and salivary composition vary in different renal failure stages and depend on the etiology of the kidney disease. No statistically significant difference were seen in the longitudinal study in the clinical parameters. However, some saliva parameters after renal transplantation were significantly improved compared to levels at the predialysis stage. The urea concentration of saliva was high in all stages. The salivary and plasma urea concentrations followed a similar trend, showing the lowest values in kidney transplant patients. Levels of immunoglobulin (Ig) A, G and M all decreased significantly after kidney transplantation. Increased concentrations of IgA, IgG and IgM may reflect disintegration of the oral epithelium and are usually markers of poor general oral condition. In the cross-sectional investigation of predialysis CKD patients we compared oral health findings of diabetic nephropathy patients to those with other kidney disease than diabetes. The results showed eg. more dental caries and lower stimulated salivary flow rates in the diabetic patients. HbA1C values of the diabetic patients were significantly higher than those in the other kidney disease group. A statistically significant difference was observed in the number of drugs used daily in the diabetic nephropathy group than in the other kidney disease group. In the logistic regression analyses, age was the principal explanatory factor for high salivary total protein concentration, and for low unstimulated salivary flow. Poor dental health, severity of periodontal disease seemed to be an explanatory factor for high salivary albumin concentrations. Salivary urea levels were significantly linked with diabetic nephropathy and with serum urea concentrations. Contrary to our expectation, however, diabetic nephropathy did not seem to affect periodontal health more severely than the other kidney diseases. Although diabetes is known to associate with xerostomia and other oral symptoms, it did not seem to increase the prevalence of oral discomfort. In summary, this series of studies has provided new information regarding the oral health of CKD patients. As expected, the commencement of renal disease reflects in oral symptoms and signs. Diabetic nephropathy, in particular, appears to impart a requirement for special attention in the oral health care of patients suffering from this disease.

Avaliação da eficácia da terapia fotodinâmica como adjunto ao tratamento periodontal de pacientes com periodontite agressiva

A periodontite agressiva é um processo inflamatório de origem bacteriana mediado pelo sistema imunológico do hospedeiro e é provavelmente a forma mais grave de doença periodontal, apresentando destruição das estruturas tanto de proteção quanto de suporte dentário, num período relativamente rápido, normalmente levando a perda prematura dos elementos dentários e, em alguns casos, terapia antimicrobiana adjunta é necessária em adição à terapia mecânica. O objetivo do presente ensaio clínico randomizado controlado foi avaliar o efeito clínico da terapia fotodinâmica como adjunto ao tratamento periodontal não cirúrgico no tratamento da periodontite agressiva Os seguintes parâmetros clínicos foram avaliados: índice de placa visível, sangramento à sondagem, profundidade de bolsa à sondagem, nível de inserção clínica relativo, envolvimento de furca e mobilidade. Foram selecionados dez pacientes com periodontite agressiva, os quais foram examinados no dia zero e após três meses.O desenho do estudo consistiu em um modelo de boca dividida, onde um hemiarco foi tratado com raspagem e alisamento radicular e terapia fotodinâmica (laser diodo) e o outro apenas com raspagem e alisamento radicular. Três meses após o término do tratamento, os grupos terapêuticos apresentaram resultados semelhantes para todos os parâmetros clínicos avaliados: ambas as terapias tiveram sucesso, como redução de profundidade de bolsa, ganho de nível de inserção clínica relativo, redução de índice de placa visível, redução de sangramento à sondagem, diminuição de envolvimento de furca e diminuição de mobilidade, porém sem diferenças estatisticamente significantes entre elas. Dentro das limitações do presente estudo, os resultados sugerem que a terapia fotodinâmica adjuntamente ao tratamento periodontal não cirúrgico mecânico foi tão eficaz quanto o tratamento periodontal não cirúrgico mecânico sozinho.

Doença periodontal é fator de risco para parto prematuro e bebê de baixo peso?: revisão sistemática

O objetivo desta revisão sistemática foi analisar os estudos que relacionam doença periodontal e nascimento prematuro e baixo peso, verificando o efeito da doença periodontal materna no desfecho da gestação. Foi realizada pesquisa nas seguintes bases de dados: PubMed, Scielo e LILACS até Dezembro de 2007. A revisão sistemática foi conduzida de forma a identificar os estudos capazes de preencher os critérios de inclusão, apresentando aspectos clínicos, microbiológicos e radiográficos da doença periodontal, assim como os desfechos da gestação, ou seja, nascimento prematuro e baixo peso. Foram então selecionados 35 (trinta e cinco) artigos, sendo 9 (nove) coorte, 16 (dezesseis) casos controles, e 10 (dez) ensaios clínicos. A associação entre a doença periodontal materna e o nascimento de bebê prematuro com baixo peso foi encontrada em 26 (vinte e seis) estudos: 7 (sete) coorte, 11 (onze) casos controles e 8 (oito) ensaios clínicos. Não foi possível realizar uma meta-análise devido à grande heterogeneidade entre os estudos, particularmente no que se refere aos métodos de mensuração da doença periodontal. Um melhor controle em relação aos fatores de confusão também permitiria uma confiança maior nos resultados e conclusões apresentadas. Ainda não é possível ter conclusões adequadas do real efeito da doença periodontal sobre os desfechos da gestação devido a limitações nas metodologias dos presentes estudos. Portanto, a evidência da relação da doença periodontal com o nascimento de bebê prematuro e baixo peso é limitada. Ainda existe a necessidade de novos e bem desenhados estudos observacionais e de intervenção, que possam confirmar o que até agora é visto apenas como uma possível associação, explorando a validade dessas possíveis associações em diferentes populações e controlando adequadamente as variáveis de confusão.

Relação da doença periodontal com a anticoagulação oral e os benefícios do tratamento periodontal em pacientes anticoagulados

Anticoagulantes orais são amplamente indicados para prevenção de eventos tromboembólicos. No entanto, nem sempre os pacientes atingem a faixa terapêutica recomendada. Os objetivos desse estudo foram avaliar a associação entre periodontite e níveis de anticoagulação (fase 1) e o efeito do tratamento periodontal nos níveis de anticoagulação (fase 2) em pacientes que faziam uso do anticoagulante oral varfarina. O exame clínico incluiu índice CPO-D, índice de placa, sangramento à sondagem, profundidade de bolsa e nível de inserção clínica. Coeficiente normalizado internacional (INR), níveis de albumina, proteína C-reativa (PCR) e fibrinogênio foram avaliados no dia zero e até 180 dias após tratamento periodontal. Na fase 1 do estudo foram examinados 62 pacientes (42 mulheres e 20 homens, com idade média de 50,8 9,2 anos). Observamos uma correlação negativa entre extensão e severidade da doença periodontal e índice de placa com valores de INR. Não houve associação entre diagnóstico periodontal e níveis de anticoagulação. Dentre os pacientes fora do alvo terapêutico, 87% apresentavam diagnóstico de periodontite, enquanto no grupo na faixa terapêutica apenas 56%. Participaram da fase 2 do estudo 26 pacientes com periodontite severa (15 mulheres e 11 homens, com idade média de 51,3 9,2 anos). O tratamento periodontal resultou em melhora significativa de todos os parâmetros periodontais e dos níveis de anticoagulação 30, 60 90 e 180 dias após conclusão da terapia periodontal. Não houve alteração significativa na dose semanal da varfarina. Foi observada redução significativa entre níveis séricos de albumina dos dia 90 e 180 após a terapia periodontal, quando comparado aos valores do dia 0 (p < 0,05). De acordo com o alvo terapêutico estabelecido, observamos que no dia 0 doze pacientes (46,15%) estavam fora dessa faixa. Esse percentual foi reduzido significativamente após tratamento periodontal, sendo 26,1% e 29,2% nos dias 60 e 90, respectivamente. Embora tenha ocorrido melhora nos níveis de anticoagulação, não houve alteração significativa nos níveis de PCR e fibrinogênio. Sendo assim, pacientes com periodontite severa podem apresentar dificuldade para atingir a faixa terapêutica e o tratamento periodontal pode resultar em benefícios na busca da anticoagulação plena. Novos estudos são necessários para avaliar se formas menos severas de doença periodontal também podem interferir com a varfarina.

Redução dos níveis de IL-18 no fundo gengival após tratamento periodontal não-cirúrgico

O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito do tratamento não-cirúrgico sobre os níveis da IL-18 em sítios inflamados de pacientes com doença periodontal. Foram avaliados 14 pacientes com doença periodontal, sendo 9 pacientes com periodontite crônica generalizada (media 48,8 DP 7,4 anos) e 5 pacientes com gengivite (43,6 DP 11,8 anos). Nos pacientes com periodontite, os sítios foram divididos em: sem (GP) e com perda de inserção clínica (PP). Os sítios de pacientes com gengivite foram denominados GG. Os pacientes foram avaliados no dia 0, receberam tratamento periodontal não-cirúrgico, e foram novamente avaliados 30 dias depois. Os parâmetros clínicos utilizados no dia 0 e dia 30 foram: Índice de Placa (IP), Índice gengival (IG), Índice de placa visível (IPV), sangramento gengival a sondagem, profundidade de bolsa à sondagem (PBS) e nível de inserção (NI). Foram realizadas coletas de fluido gengival (FG) em 5 sítios GP, 5 sítios PP e em 5 sítios GG por paciente no dia 0 e dia 30. IPV reduziu significantemente de 33,7% para 10,7%. A % de sitos comPBS >4 mm reduziu significantemente de 81,7% para 53,4%. Quando todos os sítios (GG, GP, PP) foram analisados juntos, houve uma redução significante para os níveis de IL-18, IP, IG e PBS. Sendo assim, podemos concluir que houve uma redução significante dos níveis de IL-18 nos sítios inflamados de pacientes com doença periodontal acompanhado por uma melhora significante nos parâmetros clínicos periodontais.

Efeito do tratamento periodontal full-mouth e convencional na redução da halitose

A halitose se caracterizada pela emanação de um odor desagradável onde cerca de 90% de se origina dentro da cavidade oral. Estudos têm demonstrado uma relação direta entre a doença periodontal e o odor ofensivo do hálito. O presente estudo teve como objetivo avaliar a frequência e distribuição de halitose em um grupo de pacientes com doença periodontal em um estudo transversal observacional (n=112) e, em um estudo intervencionista, avaliar o efeito do tratamento periodontal full-mouth e convencional na redução da halitose em um grupo de pacientes com doença periodontal. Os pacientes responderam a uma anamnese, tiveram seu hálito mensurado pelo halímetro e teste organoléptico, além de realizados Índice de placa visível, Índice de sangramento gengival, Índice de saburra lingual e exame periodontal completo. No estudo 2, os pacientes foram submetidos a seis distintas formas de tratamento: terapia periodontal em sessão única, terapia convencional em quadrantes e, um grupo controle, com somente instrução de higiene oral. Todas as modalidades subdivididas: com e sem raspagem lingual diária. No primeiro estudo os resultados mostraram que, tanto para teste organoléptico quanto para o halímetro, houve maior grau de halitose nos grupos de idades mais avançadas, nos que relataram sangramento gengival e escovação menos que três vezes ao dia. Ainda no teste organoléptico a escovação de língua gerou diferença estatística. Não houve diferença estatística entre as medidas de halitose entre teste organoléptico e halímetro. Foram encontrados aproximadamente 75% de pacientes periodontais com halitose. No segundo estudo os resultados mostraram superioridade conforme análise do halímetro para 30, 60 e 90 dias para os grupos de raspagem em sessão única contra raspagem por quadrantes. Sendo todos os grupos superiores ao controle. Não houve diferença na abordagem com ou sem a raspagem de língua. De acordo com o teste organoléptico, não houve diferença entre os quatro tipos de tratamento periodontal comparados aos grupos controle. O mesmo aplica-se ao WTCI, onde os grupos de tratamento foram superiores ao controle, todavia semelhantes entre si. Concluiu-se que a idade e o sangramento gengival, assim como a frequência de escovação podem influenciar no grau de halitose, tanto no teste organoléptico quanto halímetro. A escovação de língua mostrou-se superior apenas na avaliação organoléptica. Quando avaliado através do halímetro o tratamento full-mouth foi superior ao tratamento convencional. Esta diferença não foi observada quando avaliado através do método organoléptico. Todas as modalidades de tratamento periodontal foram superiores aos grupos controle. A raspagem lingual não teve influência nos tratamentos.

Efeitos da terapia periodontal na função endotelial e na expressão de marcadores inflamatórios sistêmicos

A periodontite é uma doença infecciosa, crônica e altamente prevalente causando uma resposta inflamatória. A infecção e a inflamação são consideradas a base etiológica para o desenvolvimento da aterosclerose. Recentes estudos indicam que a periodontite severa pode influenciar o aumento de marcadores inflamatórios e de disfunção endotelial associados com o aumento de risco da doença coronariana e o acidente vascular cerebral. Embora alguns estudos tenham sugerido esta associação, os reais efeitos do tratamento da doença periodontal sobre a rede complexa de marcadores envolvidos na aterosclerose são pouco conhecidos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da terapia periodontal nos biomarcadores inflamatórios (TNF-α, fibrinogênio, PCRus, INFγ, IL-1β, IL-6 e IL-10), perfil lipídico (CT, HDL, LDL, TG, oxLDL e anti-oxLDL) e função endotelial (IMT) das artérias carótidas. Um total de trinta e dois indivíduos saudáveis sistemicamente e afetados pela periodontite severa (16 mulheres, 16 homens; 51,87 anos de idade), incluindo 17 sujeitos para o grupo teste e 15 sujeitos para o grupo controle foram recrutados para o estudo. A ultrassonografia das artérias carótidas e os níveis séricos inflamatórios foram avaliados no início, 40 e 100 dias após o tratamento periodontal não-cirúrgico, comparando tempo e grupos. O tratamento periodontal resultou em significante redução dos parâmetros da doença periodontal. O grupo que recebeu tratamento mostrou decréscimos significativos de oxLDL (P<0.0001), anti-oxLDL (P<0,0001), TNF-α (P<0,0001), fibrinogênio (P=0,008), INFγ (P<0,0001), IL-1β (P<0,0001), IL-6 (P<0,0001), IMT (P=0,006) e significante aumento de IL-10 (P<0,0001) após 100 dias do tratamento periodontal comparando com grupo controle. Entretanto, os resultados não foram significativos para PCRu (P=0,109), colesterol total (P=0,438), HDL (P=0,119), LDL (P=0,425) e triglicerídeos (P=0,939). Com base nestes resultados, o tratamento da periodontite pode melhorar o perfil inflamatório e a função endotelial, sendo uma importante ferramenta adicional para a prevenção das doenças cardiovasculares.

Doença periodontal e AVC

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

Tooth loss and implant outcomes in patients refractory to treatment in a periodontal practice

Aim: The aim of this study was to investigate the factors associated with continued significant tooth loss due to periodontal reasons during maintenance following periodontal therapy in a specialist periodontal practice in Norway.
Material and Methods: A case-control design was used. Refractory cases were patients who lost multiple teeth during a maintenance period of 13.4 (range 8-19) years following definitive periodontal treatment in a specialist practice. Controls were age- and gender-matched maintenance patients from the same practice. Characteristics and treatment outcomes were assessed, and all teeth classified as being lost due to periodontal disease during follow-up were identified. The use of implants in refractory cases and any complications relating to such a treatment were recorded.
Results: Only 27 (2.2%) patients who received periodontal treatment between 1986 and 1998 in a specialist practice met the criteria for inclusion in the refractory to treatment group. Each refractory subject lost 10.4 (range 4-16) teeth, which represented 50% of the teeth present at baseline. The rate of tooth loss in the refractory group was 0.78 teeth per year, which was 35 times greater than that in the control group. Multivariate analysis indicated that being in the refractory group was predicted by heavy smoking (p=0.026), being stressed (p=0.016) or having a family history of periodontitis (p=0.002). Implants were placed in 14 of the refractory patients and nine (64%) of these lost at least one implant. In total, 17 (25%) of the implants placed in the refractory group were lost during the study period.
Conclusions: A small number of periodontal maintenance patients are refractive to treatment and go on to experience significant tooth loss. These subjects also have a high level of implant complications and failure. Heavy smoking, stress and a family history of periodontal disease were identified as factors associated with a refractory outcome.

Periodontal systemic associations: review of the evidence

Aim: To critically appraise recent research into associations between periodontal disease and systemic diseases and conditions specifically respiratory disease, chronic kidney disease, rheumatoid arthritis, cognitive impairment, obesity, metabolic syndrome and cancer.

Methods: A MEDLINE literature search of papers published between 2002 and April 2012 was conducted. Studies that included periodontitis as an exposure were identified. Cross-sectional epidemiological investigations on large samples, prospective studies and systematic reviews formed the basis of the narrative review. A threshold set for the identification of periodontitis was used to identify those studies that contributed to the conclusions of the review.

Results: Many of the investigations were cross-sectional secondary analyses of existing data sets in particular the NHANES studies. There were a small number of systematic reviews and prospective studies. There was substantial variability in the definitions of exposure to periodontitis. A small number of studies met the threshold set for periodontitis and supported associations; however, in some of the chronic diseases there were no such studies. There was strong evidence from randomized controlled trials that interventions, which improve oral hygiene have positive effects on the prevention of nosocomial pneumonias.

Conclusions: There was substantial heterogeneity in the definitions used to identify periodontitis and very few studies met a stringent threshold for periodontitis. Published evidence supports modest associations between periodontitis and some, although not all, of the diseases and conditions reviewed. There is a need to reach a consensus on what constitutes periodontitis for future studies of putative associations with systemic diseases.

The association between subgingival periodontal pathogens and systemic inflammation

Aim To investigate associations between periodontal disease pathogens and levels of systemic inflammation measured by C-reactive protein (CRP). Methods A representative sample of dentate 60-70-year-old men in Northern Ireland had a comprehensive periodontal examination. Men taking statins were excluded. Subgingival plaque samples were analysed by quantitative real time PCR to identify the presence of Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola and Tannerella forsythia. High-sensitivity CRP (mg/l) was measured from fasting blood samples. Multiple linear regression analysis was performed using log-transformed CRP concentration as the dependent variable, with the presence of each periodontal pathogen as predictor variables, with adjustment for various potential confounders. Results A total of 518 men (mean age 63.6 SD 3.0 years) were included in the analysis. Multiple regression analysis showed that body mass index (p < 0.001), current smoking (p < 0.01), the detectable presence of P. gingivalis (p < 0.01) and hypertension (p = 0.01), were independently associated with an increased CRP. The detectable presence of P. gingivalis was associated with a 20% (95% confidence interval 4-35%) increase in CRP (mg/l) after adjustment for all other predictor variables. Conclusion In these 60-70-year-old dentate men, the presence of P. gingivalis in subgingival plaque was significantly associated with a raised level of C-reactive protein.

Effects of tobacco products on the attachment and growth of periodontal ligament fibroblasts

BACKGROUND: Cigarette smoking is one of the most significant risk factors in the development and further advancement of inflammatory periodontal disease, however, the role of either nicotine or its primary metabolite cotinine in the progression of periodontitis is unclear. This study aimed to investigate the effects of nicotine and cotinine on the attachment and growth of fibroblasts derived from human periodontal ligament (PDL).

METHODS: Primary cultures were prepared from the roots of extracted premolar teeth. Cells were used at both low (P3 to P5) and high (P11 to P13) passage. Cell numbers were determined over 14 days using either the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay or with a Coulter counter. Cultures were exposed to culture medium supplemented with 1) 15% fetal calf serum (FCS) only; 2) 1% FCS only; 3) 1% FCS and nicotine (concentration range 5 ng/ml to 10 mg/ml); or 4) 1% FCS and cotinine (concentration range 0.5 ng/ml to 10 microg/ml).

RESULTS: Nicotine significantly (P <0.05, by ANOVA) inhibits attachment and growth of low passage cells at concentrations >1 mg/ml and high passage PDL fibroblasts at concentrations >0.5 mg/ml. Cotinine, at the highest concentration used (10 microg/ml), appeared to inhibit attachment and growth of both low and high passage fibroblasts but this was not statistically significant (P >0.05, by ANOVA).

CONCLUSIONS: Tobacco products inhibit attachment and growth of human PDL fibroblasts. This may partly explain the role of these substances in the progression of periodontitis.

The role of LL-37 in periodontal wound healing

Introduction: As a result of chronic inflammation during periodontal disease the junctional epithelium becomes micro-ulcerated. The inflammatory process is mediated by both bacterial and host cell products. Host defence peptides such as defensins, secretory leucocyte protease inhibitor (SLPI) and the sole human cathelicidin, LL-37, are secreted by both periodontal cells and neutrophils into gingival crevicular fluid (GCF). They have the ability to modulate the immune response in periodontitis and are thought to have a potential role in periodontal wound healing. Objectives: The aims of this study were to determine the role of LL-37 in the production of Interleukin (IL)-8, IL-6, hepatocyte growth factor (HGF) and basic-fibroblast growth factor (bFGF) by gingival fibroblasts. The role of LL-37 in modulating total matrix metalloproteinase (MMP) activity and expression of tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP)-1 and -2 by gingival fibroblasts was also investigated. Methods: Primary gingival fibroblasts were co-cultured with concentrations of LL-37 (1, 5 and 10µg/ml) for 24 hours and their supernatants tested for levels of IL-8 and IL-6, HGF, bFGF, TIMP-1 and TIMP-2 by ELISA. Rates of MMP turnover in the supernatants were tested by fluorogenic assay using fluorescence resonance energy transfer (FRET) peptide substrates. Cytotoxicity was measured by MTT assay. Statistical significance was measured using the independent t-test and p<0.05 was considered significant. Results: LL-37 significantly upregulated levels of IL-8, IL-6, HGF, bFGF and TIMP-1 (p<0.05) in a dose-dependent fashion. LL-37 significantly decreased the total MMP activity (p<0.05). None of the LL-37 concentrations tested were cytotoxic to gingival fibroblasts. Conclusion: These results indicate that LL-37 is involved in periodontal wound healing. LL-37 increased levels of proinflammatory cytokines and increased levels of growth factors involved in re-epithelialisation. LL-37 has the ability to regulate remodelling of the periodontium by controlling MMP overactivity both directly and by stimulating production of inhibitors by gingival fibroblasts.

Osteoprotegerin expression by periodontal ligament fibroblasts

Objectives: Receptor Activator of NF-kappaB ligand (RANKL), through binding to its receptor (RANK), plays an important role in osteoclast differentiation and activation. Conversely, osteoprotegerin (OPG), a decoy receptor for RANKL, inhibits osteoclastogenesis and subsequent bone turnover. Little is known about the role of resident periodontal ligament fibroblasts in regulating bone turnover. The aim of this study was to determine (i) if periodontal ligament fibroblasts produced OPG in vitro and (ii) the effects of IL-1b and TGF-b1 on OPG expression. Methods: Three human periodontal ligament fibroblast populations, developed by explant culture, were grown to confluence in 6-well plates in DMEM supplemented with 10% FCS. Cells were washed in HBSS and then cultured for an additional 48 hours in serum-free media supplemented with IL-1b or TGF-b1 at 10ng/ml. OPG expression levels in the conditioned medium were determined by ELISA (R&D Systems, UK) and confirmed by Western blot. Results: All three fibroblast strains produced quantifiable levels of OPG. Both IL-1b and, to a lesser extent, TGF-b1 significantly stimulated OPG expression in all fibroblast strains (p<0.05). Pre-incubation of samples with N-glycosidase F prior to Western blots indicated glycosylation of expressed OPG. Conclusions: These data indicate that periodontal ligament fibroblasts can regulate osteoclast activation via the RANK/RANKL signalling pathway. These fibroblasts may play an important role in regulating bone turnover both in periodontal disease and orthodontic tooth movement.