Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/13828
Title: Influence of periodontitis on salivary peptidome and proteases
Other Titles: Influência da periodontite no peptidoma salivar e nas proteases
Author: Trindade, Fábio Jorge Sousa
Advisor: Gomes, Pedro de Sousa
Vitorino, Rui Miguel Pinheiro
Keywords: Bioquímica clínica
Periodontite
Péptidos
Saliva
Marcadores bioquímicos
Bactérias
Enzimas proteolíticas
Defense Date: 31-Jul-2014
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: Periodontitis is a complex immuno-inflammatory disease that results from a pre-established infection of gingiva, mainly due to Gram negative bacteria, which colonize deeper in gingival sulcus and latter in periodontal pocket. The progressive unresolved inflammation promote connective tissue loss and alveolar bone resorption, leading to several histopathological changes, namely destruction of periodontal ligament, deepening of periodontal pocket, bone loss and even tooth loss. Despite the efforts of the omics, until now there is no available biomarker for periodontitis, forcing diagnosis to continue based on certain clinical parameters such as clinical attachment level, probing depth, bleeding on probing and alveolar bone radiography. Peptidomic approaches seem promising to find surrogate markers for periodontitis. In that sense, saliva has been attracting researchers due to its diagnostic potential, ease and non-invasive nature of collection. The salivary peptidome is highly influenced by proteolytic events. In order to disclose the proteolytic events taking place in saliva, salivary peptidome was characterized and the salivary proteases were predicted applying, for the first time, filter-aided sample preparation (FASP) approach to saliva. Thus, saliva samples were incubated in spin filters for 18 or 115 hours, at 37 ºC, to promote saliva autolysis and the generation of novel peptides. In ex vivo conditions, proline-rich proteins (PRP), P-B peptide, histatin 1 and statherin came out as the most susceptible proteins to proteolysis. Peptide fragments were mainly attributed to cathepsins L1, K and MEP1A. The described endoProteoFASP approach avoids the use of synthetic peptides and exogenous proteases and could be very helpful in future studies targeting the characterization of salivary proteases and peptidome from pathophysiological conditions associated with remarkable proteolytic events. Following an endoProteoFASP approach and making also use of zymographic studies, the salivary peptidome and the proteolytic activity was studied in chronic periodontitis (CP). Overall, CP is associated with increased gelatinolytic and collagenolytic activity, which is mainly attributed to metalloproteases, remarkably MMP9. Proteomic and peptidomic data corroborated the inflammatory status, and demonstrated that intact histatin 1 may play an important role in the defense response against oral pathogens. The application of the endoProteoFASP approach to study the salivary peptidome of CP subjects resulted in the identification of 8 surrogate peptide markers, which may be used in multiplex to identify CP. These peptides belong to acidic PRP and to P-B peptide. Particularly, P-B peptide fragments exhibited domains with potential predicted antimicrobial activity, proposing a novel function to this protein. Therefore, the endoProteoFASP strategy looks promising for large-scale application to the study of the salivary degradome in CP.
A periodontite consiste numa doença imuno-inflamatória complexa que resulta de uma infeção pré-estabelecida nos tecidos periodontais de suporte, sobretudo devido a bactérias Gram negativas que colonizam progressivamente os sulcos gengivais, originando a formação de bolsas periodontais. Progressivamente, a inflamação conduz à perda de tecido conjuntivo e do osso alveolar, conduzindo a várias alterações histopatológicas, nomeadamente a destruição do ligamento periodontal, o aprofundamento das bolsas periodontais, a perda de osso alveolar e até mesmo perda de dentição. Apesar do esforço das ómicas, ainda não existem biomarcadores para a periodontite, pelo que o diagnóstico é baseado em certos parâmetros clínicos como o nível de aderência, a profundidade de sondagem, a presença de hemorragia pós-sondagem e a radiografia ao osso alveolar. As abordagens da peptidómica parecem promissoras na pesquisa de marcadores para a periodontite. Nesse sentido, a saliva tem atraído os investigadores, devido ao potencial de diagnóstico, à facilidade e natureza não invasiva da sua recolha. O peptidoma salivar é altamente influenciado por eventos proteolíticos. De modo a compreender a proteólise que ocorre na saliva, o peptidoma salivar foi caracterizado e as proteases foram previstas aplicando, pela primeira vez, a metodologia FASP (filter-aided sample preparation) ao estudo da saliva. Para tal, as amostras de saliva foram incubadas em filtros spin durante 18 ou 115 horas, a 37ºC, para promover a autólise salivar e a produção de novos péptidos. Em condições ex vivo, as proteínas ricas em prolina (PRPs), o péptido P-B, a histatina 1 e a staterina, surgiram como as mais suscetíveis à proteólise. Os fragmentos peptídicos foram atribuídos sobretudo à atividade das catepsinas L1, K e à meprina A. A abordagem endoProteoFASP descrita evita o uso de péptidos sintéticos e de proteases exógenas e pode ser útil, futuramente, na caracterização do peptidoma e das proteases salivares em condições patofisiológicas, associadas a eventos proteolíticos. Seguindo a abordagem endoProteoFASP e recorrendo também a zimografias, o peptidoma salivar e a atividade proteolítica foram estudadas na periodontite crónica (CP). De uma forma geral, a CP está associada a um aumento das atividades gelatino- e colagenolítica, as quais foram atribuídas a metaloproteases, sobretudo à MMP9. Os dados da proteómica e peptidómica corroboram a presença de inflamação e demonstraram que a histatina 1 intacta pode ser importante na defesa contra os patogéneos orais. A aplicação da abordagem endoProteoFASP ao estudo do peptidoma salivar nos indivíduos com CP resultou na identificação de 8 potenciais marcadores peptídicos, que em conjunto podem identificar a CP. Estes péptidos pertencem às PRPs ácidas e ao péptido P-B. Particularmente, os fragmentos deste último apresentam domínios com potencial atividade antimicrobiana, sugerindo uma nova função para esta proteína. Desta forma, a estratégia endoProteoFASP parece promissora na aplicação, em larga escala, ao estudo do degradoma salivar na CP.
Description: Mestrado em Bioquímica - Bioquímica Clínica
URI: http://hdl.handle.net/10773/13828
Appears in Collections:UA - Dissertações de mestrado
DQ - Dissertações de mestrado

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