Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 2.1
5-Year Impact Factor – 2.2
Scopus CiteScore – 3.4 (CiteScore Tracker 3.4)
Index Copernicus  – 161.11; MEiN – 140 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2013, vol. 22, nr 6, November-December, p. 847–854

Publication type: original article

Language: English

A Radiographic Assessment of the Regeneration Process in Post-Operative Alveolar Bone Defects in Patients with Different IL-1B-511 Genotypes

Ocena radiologiczna przebiegu regeneracji kostnej w ubytkach pooperacyjnych wyrostków zębodołowych u pacjentów z różnymi genotypami IL-1B-511

Jarosław Szewczyk1,B, Rafał Koszowski1,A, Radosław Juźwiak2,D, Joanna Śmieszek-Wilczewska1,C

1 Department of Oral Surgery in Bytom, Silesian Medical University, Katowice, Poland

2 Regional Police Forensic Science Laboratory, Wrocław, Poland

Abstract

Background. IL-1 is the main regulator of inflammatory reactions. This cytokine also plays an important role in bone tissue remodeling processes. The IL-1α-coding gene and the IL-1β-coding gene are located on the long arm of chromosome 2. These genes contain polymorphic sites. Polymorphic modifications in IL-1-coding genes determine the level of IL-1 release, which can affect bone tissue regeneration.
Objectives. The objective of the present study was to assess the correlation between IL-1B-511 genetic polymorphism and the regeneration of the alveolar ridge bone.
Material and Methods. The study was carried out at the Department of Oral Surgery in Bytom, Poland, which is part of the Silesian Medical University of Katowice. The study population comprised 92 patients with mandibular or maxillary alveolar bone defects which had developed following the surgical removal of tooth roots or the enucleation of impacted teeth or cysts. Genetic material was obtained from the epithelial cells of the inner buccal surface. The IL-1B-511 genotype was determined in each patient by means of the phenol-chloroform technique, in order to enable DNA isolation, as well as by the PCR-RFLP method. Once this had been achieved the patients could be classified into 3 groups according to the following genotypes: IL-1B-511 1/1, IL-1B-511 1/2 and IL-1B-511 2/2. Bone regeneration was assessed radiographically using Digora 2.5 software. A comparison was made over a 6-month follow-up period of post-operative bone loss regeneration observed in patients with different types of the IL-1B-511 gene (alleles 1/1, 1/2, 2/2).
Results. A careful analysis of the X-ray images showed that the average increase in the optical density of postoperative bone defects was statistically lower in patients with the IL-1B-511 2/2 genotype than in those possessing the IL-1B-511 1/1 or IL-1B-511 1/2 genotypes. The results indicate that alveolar bone regeneration proceeds more slowly in patients with the IL-1B-511 2/2 genotype compared to those with alleles 1/1 and 1/2

Streszczenie

Wprowadzenie.IL-1 jest głównym regulatorem reakcji zapalnej. Cytokina ta pełni ważną rolę w procesach przebudowy tkanki kostnej. Geny kodujące IL-1α, oraz IL-1β znajdują się na długim ramieniu chromosomu 2. W obrębie tych genów znajdują się miejsca polimorficzne. Polimorficzne odmiany genów kodujących IL-1 decydują o poziomie uwalniania IL-1, co może wywierać wpływ na przebieg procesu regeneracji tkanki kostnej.
Cel pracy. Ocena związku polimorfizmu genetycznego IL-1B-511 z procesami regeneracji tkanki kostnej wyrostków zębodołowych.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono w Katedrze i Zakładzie Chirurgii Stomatologicznej w Bytomiu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach na grupie 92 osób z ubytkami kostnymi wyrostków zębodołowych szczęk i żuchwy, powstałymi po operacyjnym usunięciu korzeni zębów, wyłuszczeniu zębów zatrzymanych oraz torbieli. Materiał genetyczny uzyskiwano ze złuszczonych komórek nabłonka wewnętrznej części powierzchni policzka. Posługując się techniką fenolowo-chloroformową, umożliwiającą izolację DNA, oraz używając metody PCR i RFLP oznaczono genotyp IL-1B-511 u każdej z badanych osób, co umożliwiło wyodrębnienie 3 grup pacjentów, mających jeden z możliwych genotypów: IL-1B-511 1/1, IL-1B-511 1/2 oraz IL-1B-511 2/2. Analizę radiologiczną regeneracji kostnej przeprowadzono posługując się programem komputerowym Digora 2.5. Porównano obraz radiologiczny regeneracji kostnej w ubytkach pooperacyjnych w 6-miesięcznym okresie pozabiegowym u pacjentów mających różne odmiany genu IL-1B-511 (allele 1/1, 1/2, 2/2).
Wyniki. Przeprowadzona analiza radiogramów wykazała istotnie mniejszy statystycznie przyrost średniej gęstości optycznej kości w obrazie radiologicznym ubytków pooperacyjnych u osób mających genotyp IL-1B-511 2/2 w stosunku do osób mających genotyp IL-1B-511 1/1 oraz IL-1B-511 1/2. Uzyskane wyniki wskazują na wolniejszy przebieg regeneracji tkanki kostnej wyrostków zębodołowych u osób mających genotyp IL-1B-511 2/2 w stosunku do osób mających allele 1/1 oraz 1/2

Key words

IL-1, genetic polymorphism, bone tissue regeneration, radiographic analysis, bone defects, alveolar processes.

Słowa kluczowe

IL-1, polimorfizm genetyczny, regeneracja tkanki kostnej, analiza radiologiczna, ubytki kostne, wyrostki zębodołowe.

References (15)

  1. Taki N, Tatro JM, Lowe R, Goldberg VM, Greenfield EM: Comparison of the roles of IL-1, IL-6, and TNF alpha in cell culture and murine models of aseptic loosening. Bone 2007, 40, 1276–1283.
  2. Kwan Tat S, Padrines M, Théoleyre S, Heymann D, Fortun Y: IL-6, RANKL, TNF-alpha/IL-1: interrelations in bone resorption pathophysiology.Cytokine Growth Factor Rev 2004, 15, 49–60.
  3. Wei S, Kitaura H, Zhou P, Ross FP: Teitelbaum SL.IL-1 mediates TNF-induced osteoclastogenesis. J Clin Invest 2005, 115, 282–290.
  4. Heath J, Saklatvala J, Meile M, Atkinson S, Reynolds J: Pig interleukin 1 (catabolin) is a potent stimulator of bone resorption in vitro. Calcif Tissue Int 1985, 37, 95–97.
  5. Dinarello CH, Wolff S: The role of interleukin –1 in disease. N Engl J Med 1993, 328 (2), 106–113.
  6. di Giovine FS, Takhsh E, Blakemore AI, Duff GW: Single base polymorphism at –511 in the human interleukin 1β gene (IL1β). Hum Mol Genet 1992, 450.
  7. Santtila S, Savinainen K, Hurme M: Presence of the IL-1RA alllele 2 (IL1RN*2) is associated with enhanced IL-1β production in vitro. Scand J Immunol 1998, 47, 195–198.
  8. Engebretson S, Lamster I, Herrera-Abreu M, Celenti R, Timms J, Chaudhary A, di Giovine F, Kornman K: The influence of interleukin gene polymorphism on expresion of interleukin-1β and tumor necrosis factor-α in periodontal tissue and gingival crevicular fluid. J Periodontol 1999, 70, 567–573.
  9. Kornman K, Crane A, Wang H-Y, di Giovine F, Newman M, Pirk F, Wison Jr, T, Higginbottom F, Duff G: The interleukin-1 genotype as a severity factor in adult periodontal disease. J Clin Periodontol 1997, 24, 72–77.
  10. McDevitt M, Wang H, Knobelman C, Newman M, di Giovine F, Timms J, Duff G, Kornman K: Interleukin-1 genetic association with periodontitis in clinical practice. J Periodontol 2000, 71, 156–163.
  11. Shimpuku H, Nosaka Y, KawamuraT, Tachi Y, Shinohara M, Ohura K: Genetic polymorphisms of the interleukin-1 gene and early marginal bone loss around endosseous dental implants. Clin Oral Impl Res 2003, 14, 423–429.
  12. Tarlow J, Clay F, Cork M, Blakemore A, Mc Donagh A, Messenger A, Duff G: Severity of alopecia areata is associated with a polymorphism in the interleukin–1 receptor antagonist gene. J Invest Dermatol 1994, 103, 387–394.
  13. Blakemore A, Watson P, Weetman A, Duff G: Association of Graves` disease with allele of the interleukin-1 receptor antagonist gene. J Clin Endocrinol Metab 1995, 80, 111–115.
  14. Langdahl B, Lokke E, Carstens M, Stenkjaer L, Eriksen E: Osteoporotic fractures are associated with an 86-base pair repeat polymorhism the interleukin-1-receptor antagonist gene but not with polymorphisms in the interleukin-1B gene. J Bone Res 2000, 15, 402–414.
  15. Gore EA, Sanders JJ, Pandey Y, Galbraith GMP: Interleukin-1b+3954 allele 2: association with disease status in adult periodontitis. J Clin Periodontol 1998, 25, 781–785.
© Wroclaw Medical University