Malmö University Publications
EnglishSvenskaNorsk
Change search
ExportLink to record
Permanent link

Direct link
BETA

Project

Project type/Form of grant
Project grant
Title [sv]
Prediktiva biomarkörer för parodontit
Title [en]
Predictive Biomarkers for Periodontitis
Abstract [sv]

Om projektet

Detta projekt fokuserar på upptäckten av prediktiva biomarkörer och förebyggande bioterapeutika för parodontit (tandköttssjukdom). Tidigare försök att utnyttja förekomsten av specifika mikroorganismer i orala biofilmer eller individuella komponenter av inflammationssvaret som prediktiva biomarkörer för denna sjukdom har varit i stort sett misslyckade. Därför är den nya idén bakom detta projekt att mikrobiella fenotyper i biofilmer eller specifika molekyler associerade med dem, i kombination med specifika molekyler involverade i värdens svar på samma biofilmer, kan användas som biomarkörer för att förutsäga uppkomsten av allvarlig sjukdom.

Foresight följer en väletablerad "pipeline-princip" för den kliniska nyttan av nya prediktiva biomarkörer för riskbedömning. Den första delen är en bred, semikvantitativ "upptäcktsfas" där en panel av kandidatbiomarkörer kommer att identifieras från kliniska prover samt modeller av mikrob-värdinteraktioner. Verifiering kommer att genomföras på fem-sex av de mest lovande biomarkörerna. Det förväntade resultatet kommer att vara ett litet antal (1-2) mycket trovärdiga biomarkörkandidater lämpliga för vidare undersökning, inklusive utveckling av sensorer. Senare i projektet kommer sensorer tillhandahållna av “Sensorgruppen” att användas för att analysera biomarkörerna hos patienter i realtid i longitudinella kliniska studier.

Foresight-gruppen som arbetar med detta projekt inkluderar en rad olika kompetenser: parodontologi och studiedesign, klinisk provtagning och analys, mikrobiologi, cellbiologi, inflammation och oral ekologi.

Projektet adresserar tre forskningsfrågor:

  • Hur kan virulensuttryck i, och värdsvar på, dysbiotiska biofilmer användas som en plattform för riktade strategier för att förutsäga parodontit?
  • Hur kan prediktiva biomarkörer riktas för att förhindra parodontit?
  • Vad är effektiviteten hos utvecklade biomarkörer?

1. Identifiering av prediktiva biomarkörer för parodontit

Utveckling av mikrobiella biofilmer i tandköttsfickan inducerar inflammation i de angränsande värdvävnaderna, vilket driver en förändring i biofilmfenotyp. Dysbiotiska och proteolytiska biofilmer är viktiga faktorer i sjukdomsprogressionen. Vi föreslår därför att proteolytisk aktivitet i sig och en mängd proteolytiska enzymer från värd- och mikrobiom i tandköttsfickan kan användas som biomarkörer för att förutsäga benförlust vid parodontit.

2. Identifiering av riktade bioterapeutika mot biomarkörer

Upptäckt av biomarkörer för att förutsäga sjukdomens uppkomst kan anses vara oetiskt utan att samtidigt söka efter sätt att ingripa i den patogena processen. Vår vision är att identifiering av biomarkörer som är nyckelspelare i orala sjukdomsprocesser kommer att öppna möjligheten för utveckling av nya bioterapeutika som verkar direkt på biomarkörerna (t.ex. proteashämmare) för att ingripa i sjukdomsprogressionen.

3. Verifiering av kandidatbiomarkörer

Verifiering kommer att utföras på prover som nära representerar individer där den kliniska riskbedömningen kommer att användas. Kandidatbiomarkörernas specificitet kommer att bedömas i prover från grupper av individer med "hög risk" och "låg risk", respektive. Differentiering av dessa två grupper baseras på kliniska bedömningar av etablerade sjukdomar. Verifiering av biomarkörer för parodontit kommer att omfatta totalt 50 patienter i varje studie (25 med hög och 25 med låg risk). Kandidatbiomarkörerna kommer att analyseras med sensorprototyper baserade på de nya analytiska metoder vi har utvecklat.

4. Klinisk validering av prediktiva biomarkörer

Den kliniska valideringen av prediktiva biomarkörer kommer att genomföras i longitudinella prospektiva kliniska prövningar i enlighet med “Standards for Reporting of Diagnostic Accuracy” (STARD-uttalande). Patienter från Folktandvården i Skåne kommer att rekryteras. Prover från flera platser kommer att samlas in över 3 år. Biomarkörernas förutsägbarhet kommer att bedömas genom att beräkna deras känslighet, specificitet, prediktiva värden och sannolikhetskvoter för flera tröskelvärden.

Samarbetspartners

  • Torbjörn Bengtsson - Örebro universitet
  • Hazem Khalaf – Örebro universitet
  • Rolf Lood – Lunds universitet
  • Johanna Lönn – Örebro universitet
  • Eleonor Palm - Örebro universitet
  • Bijar Ghafouri – Linköpings universitet
Abstract [en]

Om projektet

This project focuses on the discovery of predictive biomarkers and preventive biotherapeutics for periodontitis (gum disease). Previous attempts to exploit the presence of specific microorganisms in oral biofilms or individual components of the inflammatory response as predictive biomarkers for this disease have been largely unsuccessful. Therefore, the novel idea behind this project is that microbial phenotypes in biofilms or specific molecules associated with them, in combination with specific molecules involved in the host response to the same biofilms, can be used as biomarkers to predict the onset of severe disease.

Foresight follows a well-established ‘pipeline principle’ for the clinical utility of new predictive biomarkers for risk assessment. The first part is a broad, semi-quantitative "discovery" phase where a panel of candidate biomarkers will be identified from clinical samples as well as models of microbe-host interactions. Verification will be undertaken on five-six of the most promising biomarkers. The expected output will be a small number (1-2) of highly credible biomarker candidates suitable for further investigation, including sensor development. Later in the project, sensors supplied by the “Sensor group” will be used to analyse the biomarkers in patients in real-time in longitudinal clinical studies.

The Foresight group working on this project includes a range of competencies: periodontology and study design, clinical sampling and analysis, microbiology, cell biology, inflammation and oral ecology.

The project addresses three research questions:

  • How can virulence expression in, and host responses to, dysbiotic biofilms be utilized as a platform for targeted strategies to predict periodontitis?
  • How can predictive biomarkers be targeted to prevent periodontitis?
  • What is the efficacy of developed biomarkers?

1. Identifying predictive biomarkers for periodontitis

Developing microbial biofilms in the gingival pocket induces inflammation in the adjacent host tissues, which drives a change in biofilm phenotype. Dysbiotic and proteolytic biofilms are important factors in disease progression. We, therefore, propose that proteolytic activity per se and an array of host- and microbiome-derived proteolytic enzymes in the gingival pocket could be utilized as biomarkers for the prediction of bone loss in periodontitis.

2. Identifying targeted biotherapeutics against biomarkers

Discovery of biomarkers to predict the onset of disease could be considered unethical without, in parallel, searching for ways to intervene in the pathogenic process. Our vision is that identification of biomarkers that are key players in oral disease processes will open the possibility for the development of new biotherapeutics that act directly on the biomarkers (e.g. protease inhibitors) themselves to intervene in disease progression.

3. Verification of candidate biomarkers

Verification will be performed on samples that closely represent individuals in which the clinical risk assessment will be deployed. Candidate biomarker specificity will be assessed in samples from groups of individuals with ‘high risk’ and ‘low risk’, respectively. Differentiation of these two groups is based on clinical assessments of established diseases. The verification of biomarkers for periodontitis will include a total of 50 patients in each study (25 with high and 25 with low risk). The candidate biomarkers will be analysed using sensor prototypes based on the novel analytical methods we have developed.

4. Clinical validation of predictive biomarkers

The clinical validation of predictive biomarkers will be undertaken in longitudinal prospective clinical trials conducted in accordance with “Standards for Reporting of Diagnostic Accuracy” (STARD-statement). Patients from the Public Dental Health in Skåne will be recruited. Samples from multiple sites will be collected over 3 years. The predictability of the biomarkers will be assessed by calculating their sensitivity, specificity, predictive values, and likelihood ratios for several threshold values.

Collaborators

  • Torbjörn Bengtsson - Örebro University
  • Hazem Khalaf - Örebro University
  • Rolf Lood - Lund University
  • Johanna Lönn - Örebro University
  • Eleonor Palm - Örebro University
  • Bijar Ghafouri - Linköping University
Co-InvestigatorDavies, Julia R
Co-InvestigatorRobertsson, Carolina
Co-InvestigatorBlomqvist, Madeleine
Co-InvestigatorLopes da Silva, Zita
Funder
Period
2018-09-01 － 2023-08-31
Keywords [sv]
biomarkörer, parodontit, biofilmer, prediktiv, Foresight
Keywords [en]
biomarkers, periodontitis, biofilms, predictive, Foresight
National Category
Dentistry
Identifiers
DiVA, id: project:8301

Search in DiVA

Dentistry

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
v. 2.45.0
|
WCAG
|
Support researchers
|
Support students
|
Simplified Registration (for researchers)
|
Register in DiVA