Determination of active matrix metalloproteinase 8 (aMMP-8) levels in the gingival crevicular fluid as a diagnostic test during periodontal maintenance therapy

Abstract

Objectives: Clinical parameters used for the monitoring of periodontal therapy focus on past episodes of tissue destruction and are of little prognostic value. The enzyme, active matrix metalloproteinase 8 (aMMP-8), is a mediator of tissue destruction in periodontal inflammation. In cross-sectional studies, gingival crevicular fluid (GCF) levels of aMMP-8 differentiated healthy/gingivitis sites from periodontitis sites. The aim of this study was to determine if GCF aMMP-8 levels correlate with clinical periodontal parameters and if they predict disease progression (relapse) during supportive periodontal therapy (SPT). Methods: 34 periodontitis patients were treated with scaling/root planing (SRP) with or without systemic antibiotics. Then three subsequent SPT visits followed at intervals of three months including oral hygiene instructions and clinical measurements and SRP at the last two visits. Probing pocket depths (PD) and recessions (Rec) were measured using an electronic constant-force periodontal probe, and clinical attachment levels (CAL) were calculated. Bleeding on probing (BOP) was registered as present or absent at four sites/tooth. Four GCF aMMP-8 test strip samples/patient were obtained at four tooth sites with initial PD≥4mm before the treatment, then after two weeks, and at two consecutive SPT visits. The concentration of aMMP-8 was quantified in the external laboratory (Dentognostics GmbH, Jena) using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) which detects mainly the active form of the enzyme with specific antibodies. Different definitions of patient-based disease progression were used in evaluating changes between two consecutive visits: increase of percentage of sites with PD≥5mm/patient; increase of full-mouth PD; increase of full-mouth CAL; increase of PD in sample sites; ≥0.5mm increase of PD in sample sites; increase of CAL in sample sites; ≥0.5mm increase of CAL in sample sites. The ability of pooled aMMP-8 levels to predict patient-based relapse was tested by the construction of receiver operating characteristic (ROC) curves. Results: The levels of aMMP-8 correlated with PD at the initial visit and with BOP at initial and first maintenance visit. Periodontal treatment resulted in the reduction of GCF aMMP-8 levels. Regardless of the definition of disease progression, aMMP-8 levels did not predict disease progression found at the subsequent visit (p>0.05). Conclusion: aMMP-8 levels in GCF correlate inconsistently with the clinical parameters of periodontitis. The levels of aMMP-8 sampled from a limited number of GCF sites do not predict the progression of periodontitis during SPT in a group of patients with chronic or aggressive periodontitis.

Ziele: Klinische Parameter zur Bewertung der Parodontaltherapie konzentrieren sich auf vergangene Episoden der Gewebezerstörung und sind von geringer prognostischer Aussagekraft. Das Enzym aktive Matrix-Metalloproteinase 8 (aMMP-8) ist ein Mediator des Gewebeabbaus bei parodontaler Entzündung. In Querschnittsstudien unterschieden sich gesunde/Gingivitis Stellen von parodontal betroffenen Stellen in aMMP-8-Levels in der Sulkusflüssigkeit (GCF). Das Ziel der Studie war die Prüfung, ob die aMMP-8-Levels in der GCF mit klinischen parodontalen Parametern korrelieren und ob sie die Progression der Krankheit (Rezidiv) während der unterstützenden Parodontitis-Therapie (SPT) vorhersagen. Methode: 34 Patienten mit Parodontitis wurden mit Scaling/Root planing (SRP) mit oder ohne systemische Antibiose behandelt. Es folgten drei SPT-Sitzungen im Abstand von drei Monaten inklusive Mundhygieneinstruktionen und klinischen Messungen sowie zusätzlichem SRP während der letzten zwei Sitzungen. Sondierungstiefen (PD) und Rezessionen (Rec) wurden mithilfe elektronischer, druckkalibrierter Parodontalsonde gemessen, und die klinischen Attachmentlevels (CAL) wurden berechnet. Blutung auf Sondierung (BOP) wurde als vorhanden oder nicht vorhanden an vier Seiten/Zahn registriert. Vier GCF aMMP-8 Proben/Patient wurden mit Teststreifen an vier Stellen mit initialen PD≥4mm vor der Behandlung, nach zwei Wochen und bei zwei aufeinander folgenden SPT-Sitzungen gewonnen. Die Konzentration der aMMP-8 wurde im externen Labor (Dentognostics GmbH, Jena) mithilfe eines Enzyme Linked Immunosorbent Assays (ELISA) gemessen, das hauptsächlich die aktive Form des Enzyms mit spezifischen Antikörpern detektiert. Unterschiedliche Definitionen der patientenbezogenen Progression der Krankheit wurden verwendet, welche die Unterschiede zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sitzungen beschrieben: Anstieg des Prozentsatzes der Stellen mit PD≥5mm/Patient; Anstieg der Full-Mouth-PD; Anstieg des Full-Mouth- CAL; Anstieg der PD an den Entnahmestellen; ≥0.5mm Anstieg der PD an den Entnahmestellen; Anstieg von CAL an den Entnahmestellen; ≥0.5mm Anstieg von CAL an den Entnahmestellen. Die diagnostische Validität der gepoolten aMMP-8-Messung zur Prognose eines patientenbezogenen Rezidivs wurde durch die Berechnung von Grenzwertoptimierungskurven (ROC-Kurven) getestet. Ergebnisse: Die aMMP-8-Levels korrelierten mit PD während der initialen Sitzung sowie mit BOP während der initialen Sitzung und beim erstem Recalltermin. Die parodontale Behandlung führte zur Reduktion der GCF aMMP-8 Konzentrationen. Unabhängig von der Definition der Progression sagten die aMMP-8-Levels eine Progression der Parodontitis bis zur folgenden Sitzung nicht vor (p> 0,05). Schlussfolgerung: Die aMMP-8-Levels in GCF korrelieren inkonsistent mit den klinischen Parametern der Parodontitis. Die Bestimmung der aus einer begrenzten Anzahl von GCF-Entnahmestellen gewonnen aMMP-8 sagen die Parodontitisprogression während SPT in einer Gruppe von Patienten mit chronischer oder aggressiver Parodontitis nicht vor.