Enzymatic and proteomic salivary bio markers for erosion
Final Report Abstract
Im Rahmen der prospektiven, klinischen-experimentellen Studie wurden Speichelproteom, Enzymaktivitäten von sieben relevanten Enzymen und die Basisspeichelparameter (Fließrate, pH-Wert, Pufferkapazität, Gesamtproteingehalt) im Speichel von Patientengruppen mit Erosionen unterschiedlicher Genese untersucht (endogen: Personen mit einem chronischen gastro-ösophagealen Reflux, Personen mit Essstörungen in Kombination mit Erbrechen; exogen: diätetische Säuren). Als Kontrollen dienten gesunde Personen ohne Erosionen, sowie Personen mit den genannten Grunderkrankungen ohne Erosionen. Insgesamt wurden 147 Proband*innen (104 w; 43 m) mit einem durchschnittlichen Alter von 35,0±14,4 (18-75) Jahren eingeschlossen. Der mittlere BEWE-Wert (Erosionsindex; Basic Erosive Wear Examination) in den Gruppen mit Erosionen lag bei 1,78±0,57. Die Ergebnisse der Speichelanalysen hatten die erwartete hohe Variabilität. Für die Basisparameter zeigte sich, dass Personen mit Bulimie und Erosionen eine niedrigere unstimulierte Speichelfließrate und einen niedrigeren pH-Wert des stimulierten Speichels aufweisen, was potenziell zu einem geringeren Neutralisationspotenzial des Speichels und damit zu einer erhöhten Tendenz zur Bildung von Erosionen bei diesen Personen führt. Die Präsenz von Magensäure in der Mundhöhle resultierte in einem Anstieg des Gesamtproteingehalts im Speichel, besonders ausgeprägt bei Personen mit Bulimie und Erosionen. Die Enzymanalytik ergab nur wenige Unterschiede zwischen den Gruppen. Einzig in der Gruppe Bulimie mit Erosionen konnten vereinzelt Veränderungen in der Enzymaktivität von Lysozym und der allgemeinen proteolytischen Aktivität gemessen werden. In der Interaktionsanalyse wurde die Magensäure als der zentrale Faktor identifiziert, der die Ergebnisse beeinflusst. Damit belegen die Untersuchungen den maßgeblichen Einfluss der Magensäure auf verschiedene Parameter der Mundflüssigkeit (Gesamtproteingehalt, Aktivität proteolytischer Enzyme, Pufferkapazität, pH-Wert) und den Schweregrad von Erosionen. Mit der Proteomanalyse konnten über alle Gruppen hinweg 429 verschiedene Proteine im Speichel identifiziert werden, wovon 146 in allen Gruppen auftraten. Die Anzahl der Proteine unterschied sich im Vergleich der Gruppen deutlich. In den Gruppen Bulimie mit Erosionen und GERD mit Erosionen konnten mit 320 bzw. 290 Proteinen eine deutlich höhere Zahl nachgewiesen werden als in der Kontrollgruppe (218). Im Vergleich der Kontrollgruppe mit den anderen Gruppen unterschied sich nicht nur die Zahl, sondern auch die relative Abundanz der Proteine, die in allen Gruppen vorkommen. Es konnten Cluster in den beiden Gruppen mit endogen bedingten Erosionen identifiziert werden, in denen die Menge an Proteinen gegenüber den Gruppen Exogen, GERD oder Bulimie ohne Erosionen deutlich erhöht bzw. deutlich reduziert waren. Die qualitative Gene Ontology Zuordnung zeigte sowohl bei der Zuordnung zu Funktionen über die Kontrollgruppe als auch bei der Zuordnung über alle Gruppen wenige Unterschiede zwischen den Gruppen. Die quantitative Analyse ergab Hinweise auf eine Verschiebung der Funktionen der Proteine in der Gruppe GERD mit Erosionen zu einem stärkeren Gewicht auf Bindungsaktivitäten und zu einer Reduktion der katalytischen Aktivität .Die vielfältigen Ergebnisse der Proteom- und Enzymaktivitätsanalyse des Speichels bei Personen mit Erosionen unterschiedlicher Genese liefern wichtige Hintergrundinformationen zum Pathomechanismus von dentalen Erosionen. Auch wenn eindeutige Biomarker für Erosionen nicht identifiziert werden konnten, so sollten weiterführende Analysen der genannten Cluster der Identifikation von Markern und Proteinmustern dienen, die ein Erkennen von Grunderkrankungen und des Risikos für die Entwicklung von Erosionen ermöglichen. Weiterhin deuten die Cluster der Proteomanalyse auf Proteine hin, die potenziell als protektiv klassifiziert werden können und in weiteren Studien die Grundlage für eine Verbesserung präventiver Strategien und die Entwicklung neuer Therapeutika zur Arretierung erosiver Prozesse bilden sollten.
