The Role of Matrix Metalloproteinases and Their Tissue Inhibitors in the Pathogenesis of Aggressive Periodontitis

Abstract

Нарушение баланса между уровнями MMPs и TIMPs является одним из звеньев патогенеза патологии периодонта. Данные о том, какие именно MMPs играют решающую роль в определении характера течения периодонтитов, весьма противоречивы. Цель. Установить роль параметров стромальной экспрессии MMPs и TIMPs в биопсийном материале десен пациентов в патогенезе быстропрогрессирующего периодонтита. Материалы и методы. Исследован биопсийный материал десен 26 пациентов с быстропрогрессирующим характером течения периодонтита, окрашенный с использованием моноклональных антител к MMP (-1, -2, -8, -9, -13, -14) и TIMP (-1, -2). Морфометрический и статистический анализ выполнен с использованием AperioImageScopev12.4.0.5043, Statistica10.0, р<0,01. Результаты. В группе пациентов с быстропрогрессирующим периодонтитом имеют место сопоставимые или более низкие параметры позитивности экспрессии MMP8 (5%), MMP9 (0,6%) и ММР13 (10%) по сравнению с таковыми ТIMP1 (12,5%) и TIMP2 (42%). Высокие же параметры позитивности экспрессии ММР1 (78,5%), ММР2 (56,5%) и ММР14 (77,0%), которые в 4–9 раз превышали таковые TIMP1 и до 6 раз TIMP2, отражают низкую эффективность ингибирующего действия на них вышеназванных TIMPs и, вероятно, вносят основной вклад в агрессивное течение периодонтита. Заключение. Сравнительный анализ уровней экспрессии MMPs и TIMPs показал, что в группе пациентов с быстропрогрессирующим течением периодонтита в ответ на рост параметров экспрессии MMPs значимо повышается экспрессия как TIMP1, так и TIMP2 с более эффективным ингибированием ими MMP8, MMP9 и ММР13. Сохранение же значимо более высоких параметров экспрессии ММР1, ММР2 и ММР14 по сравнению с таковыми TIMP1 и TIMP2 является отражением дисбаланса их экспрессии и, вероятно, может иметь решающее значение в патогенезе быстропрогрессирующей деструкции периодонтальных тканей и утраты альвеолярной кости. The imbalance between MMPs and TIMPs levels is one of the links in the pathogenesis of periodontal pathology. The data on which MMPs play a crucial role in determining the type of periodontitis course are quite controversial. Purpose. To determine the parameters of stromal expression of MMPs and TIMPs in the gingival biopsy material of patients with aggressive periodontitis. Material and methods. The gingival biopsy from 26 patients with aggressive periodontitis (AgP, n=26) was analyzed. Morphometric and statistical analysis of MMPs (-1, -2, -8, -9, -13, -14) and TIMP1 expression was performed using AperioImageScope v12.4.0.5043, Statistica 10.0, p<0.05. Results. In the AgP group, there are comparable or lower parameters of positive expression of MMP8 (5%), MMP9 (0.6%) and MMP13 (10%) compared with those of TIMP1 (12.5%) and TIMP2 (42%). The high parameters of the positive expression of MMP1 (78.5%), MMP2 (56.5%) and MMP14 (77.0%), which were 4–9 times higher than those of TIMP1 and up to 6 times TIMP2, reflect the low effectiveness of the inhibitory effect of the above-mentioned TIMPs on them and probably make the main contribution to the aggressive course of periodontitis. Conclusion. Comparative analysis of MMPs and TIMPs expression levels showed that in the AgP group, in response to an increase in MMPs expression parameters, the expression of both TIMP1 and TIMP2 significantly increased with more effective inhibition of MMP8, MMP9 and MMP13. The preservation of significantly higher expression parameters of MMP1, MMP2 and MMP14 compared to those of TIMP1 and TIMP2 is a reflection of the imbalance of their expression and, probably, may be crucial in the pathogenesis of progressive destruction of periodontal tissues and loss of alveolar bone.