Evaluation of the presence of MMP-2, TIMP-2, BMP2/4, and TGFβ3 in the facial tissue of children with cleft lip and palate

Abstract

Cleft lip and palate (CLP) is the most common defect affecting the face. The treatment consists of surgical reconstruction of the anatomical structures of the cleft. Part of the surgical treatment is reconstruction of the alveolar bone by means of autogenic bone grafting (osteoplasty). This study aimed to evaluate the levels of expression of extracellular matrix remodeling factors in the facial tissue of children with a complete unilateral (CU) and a complete bilateral (CB) CLP to assess whether the wound healing process is adequate. Twenty-two CLP patients were enrolled in this study. Tissue samples were collected during alveolar osteoplasty for unilateral ( n = 12) or bilateral ( n = 10) cleft palate, (age range from 6 years 8 months to 12 years 2 months). Control material was obtained in the case of tooth extraction (age range from 6 years 9 months to 14 years 5 months). Immunohistochemistry was used to assess the levels of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2), bone morphogenetic proteins 2 and 4 (BMP2/4), and transforming growth factor β3 (TGFβ3). Numbers of positively stained cells were graded semi-quantitatively. Data were analysed using the Kraskel-Wallis rank test and the Bonferroni correction. The total number of MMP2-positive cells was significantly lower in the CBCLP and in the control group than in the CUCLP ( p < 0.001 after the Bonferroni correction). The total number of TIMP2-positive cells was significantly higher in the CUCLP than in the CBCLP and in the control group ( p < 0.001; p < 0.003 after the Bonferroni correction). The overall number of BMP2/4, TGFβ3-positive cells was significantly higher in the CUCLP than in the CBCLP and in the control group ( p < 0.001 after the Bonferroni correction). The decrease of the relative amount of statistically significant BMP2/4, TGFβ3, MMP-2, TIMP-2 containing bone cells in CBCLP patients identifies affected alveolar bone regeneration and remodeling process.

Translated abstract

VAIKŲ, TURINČIŲ NESUAUGUSIUS LŪPĄ IR GOMURĮ, MMP-2, TIMP-2, BMP2 / 4 IR TGFΒ3 NUSTATYMAS VEIDO AUDINYJE

Santrauka

Įvadas. Nesuaugusi lūpa ir gomurys yra labiausiai paplitęs veido pažeidimas. Gydymas susideda iš anatominių struktūrų chirurginės rekonstrukcijos. Chirurginio gydymo dalis yra alveolinio kaulo rekonstrukcija, pasitelkiant autogeninį kaulų persodinimą (osteoplastiją). Šio tyrimo tikslas – nustatyti, ar ekstraląstelinio matrikso remodeliacijos veiksnių ekspozicija yra pakankama vaikų, turinčių visišką vienpusį ir abipusį lūpos ir gomurio nesuaugimą veido audinyje; siekta įvertinti, ar žaizdų gijimo procesas yra pakankamas. Tyrime dalyvavo dvidešimt du pacientai.

Medžiaga ir metodai. Audinių mėginiai buvo paimti atliekant alveolinę osteoplastiką esant vienpusiam ( n = 12) arba abipusiam ( n = 10) gomurio nesuaugimui (6 metai, 8 mėnesiai – 12 metų, 2 mėnesiai). Kontrolinė medžiaga gauta danties ekstrahavimo atveju (6 metai, 9 mėnesiai – 14 metų, 5 mėnesiai). Imunohistochemija buvo naudojama matrikso metaloproteinazės-2 (MMP-2), metaloproteinazės-2 (TIMP-2) audinių inhibitoriaus, 2 ir 4 kaulų morfogenetinių baltymų (BMP2 / 4) ir transformuojančio augimo veiksnio β3 (TGFβ3) matavimų lygiui įvertinti. Teigiamai nudažytų ląstelių skaičius buvo suskirstytas pusiau kiekybiškai. Duomenys išanalizuoti taikant Kraskel-Wallis’o testą ir Bonferroni pataisą.

Rezultatai ir išvados. Bendras MMP2 teigiamų ląstelių kiekis visiško abipusio nesuaugimo ir kontrolinėje grupėje buvo daug mažesnis nei visiško vienpusio nesuaugimo grupėje ( p < 0,001 po Bonferroni korekcijos). Bendras TIMP2 teigiamų ląstelių skaičius buvo didesnis nei visiško vienpusio bei abipusio nesuaugimo ir kontrolinėje grupėse ( p < 0,001; p < 0,003 po Bonferroni korekcijos). Bendras BMP2 / 4, TGFβ3 teigiamų ląstelių skaičius buvo didesnis visiško vienpusio nesuaugimo grupėje nei visiško abipusio nesuaugimo ir kontrolinėje grupėse ( p < 0,001 po Bonferroni korekcijos). Visiško abipusio nesuaugimo grupės pacientams santykinai sumažinus kaulų ląstelių, turinčių statistiškai reikšmingus BMP2/4, TGFβ3, MMP-2, TIMP-2, sumažėja alveolių kaulų regeneracijos ir remodeliavimo procesas.

Raktažodžiai: nesuaugusi lūpa ir gomurys, matrikso metaloproteinazė-2, metaloproteinazės-2 audinių inhibitorius, 2 ir 4 kaulų morfogeneziniai baltymai, transformuojantis augimo veiksnys β3