Ratlarda oluşturulan tip 2 diyabet sonrası diş çekim soketlerinin Del-1 ve IL-17 proteinleri açısından immunohistokimyasal olarak değerlendirilmesi ve kemik iyileşmesinin mikro-BT ile incelenmesi
Immunohistochemical evaluation of the tooth extraction sites in terms of del-1 and IL-17 proteins after experimental type 2 diabetes and investigation of bone healing by micro-CT
Yazar: KÜBRA GÜLER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE PİRİM GÖRGÜN
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Diş Hekimliği Fakültesi / Periodontoloji Ana Bilim Dalı / Periodontoloji Bilim Dalı
Derece: Diş Hekimliği Uzmanlık, 2022
Konu: Diş Hekimliği = Dentistry
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 2 = Diabetes mellitus-type 2 ; Diş çekimi = Tooth extraction ; Periodontoloji = Periodontology ; Sıçanlar = Rats ; Tomografi-mikro bilgisayarlı = Tomograph-micro computed ; Yara iyileşmesi = Wound healing ; İmmünohistokimya = Immunohistochemistry ; İnterlökin 17 = Interleukin 17

Özet:
Periodontal cerrahi ve implant cerrahisi açısından kemiğin durumu ve diş çekimi sonrası ya da augmentasyon işlemlerinden sonra iyi bir kemik iyileşme paterni olması önemlidir. Diş hekimliğinin rutin işlemlerinden olan diş çekimi, ardında iyileşmesi kompleks bir yara bırakır. Bu yaranın iyi bir iyileşme göstermesi, özellikle implant cerrahisi için çok önemlidir. Diyabette yara iyileşmesinde birtakım bozukluklar olduğu çalışmalarda gösterilmiştir, ancak hangi mekanizmaların rol oynadığı günümüzde de merak konusudur ve araştırılmaktadır. Gelişimsel olarak düzenlenen endotelyal lokus-1 (Del-1), embriyolojik damarsal gelişim sırasında endotelyal hücrelerden salınan bir glikoproteindir. Bununla zıt olarak çalıştığı gösterilen Interlökin 17 (IL-17) de özellikle akut fazda ortaya çıkıp enflamasyona teşvik eden bir proteindir. Osteoprotegerin (OPG) ve Nükleer Faktör-Kappa B Reseptör Aktivatörü Ligandı (RANKL) proteinleri de kemiğin deviniminde rol oynayan sitokinlerdir. Kemik yaralanmasında devreye giren tüm bu proteinlerin Tip 2 Diyabetes Mellitus (T2DM) modelinde diş çekim yarasındaki ekspresyonlarını incelemeyi amaçladığımız çalışmamızda, özellikle Del-1 proteininin DM'deki yara iyileşmesinde hedef alınmaya aday olup olabilemeyeceğini araştırmak istedik.
Bu çalışma rat modelinde yapılmıştır. DM ve kontrol olarak iki gruba ayrılan hayvanlar daha sonra kendi aralarında 3 gruba ayrılmıştır. DM grupları iki hafta boyunca yüksek yağlı diyete (YYD) tabi tutulmuşken, kontrol grupları normal diyet (ND) ile beslenmiştir. Ardından DM gruplarına 35 mg/kg Streptozotosin (STZ) uygulanmış ve üç gün sonrasında OGTT ile hiperglisemi ve insülin direnci (IR) test edildikten sonra tüm grupların sağ alt birinci molar dişleri çekilmiştir. Bundan sonra sırasıyla 7, 14 ve 28. günlerde önce kardiyak ponksiyon ile kan toplanmış ve ardından sakrifiye edilmişlerdir. Tüm gruplar trigliserit (TG), total kolestrol (Kol), high-density lipoprotein cholosterol (HDL-C), low-density lipoprotein cholosterol (LDL-C), Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR), Del-1 immünpozitifliği, IL-17 immünpozitifliği, OPG immünpozitifliği ve RANKL immünpozitifliği açısından incelenmiştir. Bunun yanı sıra 28. günde sakrifiye edilen hayvanlar Mikro-Bilgisayarlı Tomografi (Mikro-BT) ile kemik yara iyileşmesi açısından incelenmiştir.
Diyabet oluşturana kadar YYD ile beslenen grupta kontrol gruplarına göre hızlı bir kilo alımı gözlenmiştir. STZ enjeksiyonu ile birlikte kilo kaybı yaşanmış, bundan sonra daha yavaş bir hızda tekrar kilo alımı gözlenmiştir. STZ uygulanması yapılan grupların su tüketimleri kontrol gruplarının yaklaşık 4 katına çıkmıştır. Kol ve TG değerleri DM gruplarında kontrol gruplarına göre istatistiksel anlamlı olarak daha yüksektir. LDL-C açısından anlamlı farka rastlanmamışken, HDL-C seviyesi DM grup ortalaması kontrol grubu ortalamasından anlamlı şekilde daha yüksektir. DM gruplarının HOMA-IR değerinin kontrol gruplarından anlamlı şekilde yüksek olduğu gözlenmiştir ve bu değer deney süresi uzadıkça artmıştır. Mikro-BT açısından Bone Volume/Tissue Volume (BV/TV), Trabecular Seperation (Tb.Sp) ve Total Porosity (Po(tot)) değerleri D28 grubunda C28 grubuna oranla anlamlı şekilde daha düşük bulunmuştur. İmmünohistokimyasal incelemelerde tüm proteinlerin ekspresyonları DM gruplarında daha düşük gözlenmiştir. Gruplar içinde de, sadece Del-1 ekspresyonunun C28'de C14'e göre anlamlı şekilde daha yüksek salgılandığının gözlenmesi haricinde, tüm proteinlerin ekspresyonları zamanla azalmıştır.
Sonuç olarak, diyabette görülen mikrovasküler hasarların yara iyileşmesini sekteye uğrattığı bilinmektedir. Anjiyogenez ve anti-enflamasyon ile ilişkili olan Del-1 proteini ise bu açıdan daha önce incelenmemiştir. Çalışma sonuçlarımızda Del-1 immünpozitifliğinin DM gruplarında kontrol gruplarına göre anlamlı şekilde az olması DM'ye bağlı yara iyileşme bozukluklarında Del-1 proteinini tıpkı kanser tedavilerinde olduğu gibi hedef alınmaya aday kılmaktadır. Bununla birlikte, diyabette farklı yara modellerinde Del-1 proteininin incelendiği ve rekombinant olarak uygulanmasının sonuçlarının araştırıldığı kontrollü çalışmalara da ihtiyaç vardır.

Abstract:
In terms of periodontal and implant surgery, it is important to have a good bone healing pattern after tooth extractions or augmentation procedures. Tooth extraction, one of the most routine procedures of dentistry, leaves behind a complex wound to heal. It is very important for this wound to heal well, especially for implant surgery. It has been shown in studies that there are some wound healing disorders in diabetes, but which mechanisms play a role is still a matter of curiosity and research. Developmentally regulated endothelial locus-1 (Del-1) is a glycoprotein released from endothelial cells during embryological vascular development. Interleukin 17 (IL-17), which has been shown to work contrary to Del-1, is a protein that is secreted especially in the acute phase of the inflammation and promotes it. Osteoprotegerin (OPG) and Receptor Activator of the Nuclear Factor Kappa Beta Ligand (RANKL) proteins are also cytokines that play a role in bone turnover. In our study, we wanted to examine the expressions of all these proteins in the tooth extraction wounds of the experimental Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) models and we aimed to investigate whether, particularly, the Del-1 protein could be a target candidate to promote wound healing in DM.
This study was carried out in a rat model. The animals, which were divided into two main groups as DM and control, were then divided into 3 subgroups among themselves. While the DM group was placed on a high-fat diet (HFD) for two weeks, the control group was fed a normal diet (ND). At the end of two weeks, 35 mg/kg Streptozotocin (STZ) was administered to the DM group, and three days later, after testing for hyperglycemia and insulin resistance (IR) with OGTT, the lower right first molars of all groups were extracted. On days 7, 14, and 28, blood was drawn from the animals by cardiac puncture and they were euthanized. Triglyceride (TG), total cholesterol (TC), high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C), low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C), Homeostatic Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR), Del-1 immunopositivity, IL-17 immunopositivity, OPG immunopositivity, and RANKL immunopositivity levels were investigated. In addition to that, animals sacrificed on the 28th day were examined in terms of bone wound healing by Micro-Computed Tomography (Micro-CT).
A rapid weight gain was observed in the subgroups fed with HFD compared to the control group. Weight loss was experienced with STZ injection, after which weight regain was observed at a slower rate. The water consumption of the groups treated with STZ increased approximately 4 times that of the control groups. TC and TG values were statistically significantly higher in the DM groups than in the control groups. While no significant differences were found in terms of LDL-C and HDL-C levels of the subgroups, the control group's mean levels were significantly higher than the DM group. It was observed that the HOMA-IR value of the DM groups was significantly higher than that of the control groups, and this value increased as the duration of the experiment increased. Bone Volume/Tissue Volume (BV/TV), Trabecular Separation (Tb.Sp), and Total Porosity (Po(tot)) values in terms of Micro-CT were found to be significantly lower in the D28 group than in the C28 group. Expressions of all proteins were observed to be lower in DM groups in the immunohistochemical examinations. Within groups as well, expression of all proteins decreased over time, except that Del-1 expression was observed to be significantly higher in C28 than in C14.
It is known that microvascular damage seen in diabetes interferes with wound healing. Del-1 protein, which is associated with angiogenesis and anti-inflammation, has not been studied before in this respect. We concluded that the fact that Del-1 immunopositivity being significantly lower in the DM groups compared to the control groups in our study results makes Del-1 protein a candidate to be targeted in wound healing disorders due to DM, just as it is in cancer treatments. However, controlled studies are needed to examine the Del-1 protein in different diabetic wound healing models and to investigate the results of its recombinant applications.