Effect of Bisphosphonates on the levels of RANK and OPG in gingival crevicular fluid of patients with periodontal disease and post-menopausal osteoporosis

Abstract

The Receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand (RANKL)/RANK/Osteoprotegerine (OPG) system has been proposed as essential for osteoclast biology and identified as key part in regulating the physiology and pathology of the skeletal system. The study of the RANKL/RANK/OPG system has increased the understanding of the mechanisms involved in the bone remodeling process, especially in postmenopausal osteoporosis and periodontal disease. Bisphosphonates have become the mainstay of the treatment and prevention of post-menopausal osteoporosis. They inhibit the formation and dissolution of calcium phosphate crystals in bone and also osteoclasts, thus reducing bone turnover.Current investigations relate osteoporosis with the appearance and progression of periodontal disease. Although the etiology of both is different, the bone loss present in both shares several characteristics. Thus, therapy used for osteoporosis can be considered of value in the treatment of periodontal disease. The aim of this study was to evaluate the levels of RANKL, OPG and their relationship in gingival crevicular fluid (GCF) in patients with periodontal disease and postmenopausal osteoporosis/ osteopenia in relation to consumption of bisphosphonates. We studied 66 periodontal active sites obtained from 17 postmenopausal women patients aged between 45-70 years old with osteoporosis/osteopenia and periodontal disease. GCF samples were collected using sterile filter paper strips. To determine the concentration of RANKL and OPG, a commercial ELISA assay was used. The values of RANKL, OPG and their ratio (RANKL/ OPG) were compared with Mann-Whitney U Test. The values of RANKL, OPG and their ratio obtained in patients with osteoporosis/osteopenia and periodontal disease with or without bisphosphonates treatment showed no differences. Bisphosphonates do not alter the concentration of RANKL and OPG and their ratio in the GCF of patients with osteoporosis/ osteopenia and periodontal disease, probably because these cytokines may not be the main target of bisphosphonates to inhibit bone resorption in periodontal disease.

El sistema: Receptor activador del factor nuclear kappa-B ligando (RANKL)/RANK/Osteoprotegerina (OPG) ha sido propuestos como esencial para la biologia osteoclastica, ya que ha sido identificado como participante clave en la regulacion fisiologica y patologica del sistema oseo. El estudio del sistema RANKL-RANK-OPG ha facilitado la comprension de los mecanismos intervinientes en el proceso de remodela - cion osea, especialmente en la osteoporosis post-menopausica y la enfermedad periodontal. Los bisfosfonatos se han convertido en el pilar principal del tratamiento y prevencion de la osteoporosis post-menopausica. Ellos inhiben la formacion y disolucion de los cristales de fosfato de calcio en el hueso y tambien inhiben a los osteoclastos reduciendo el recambio oseo. Actualmente, varios trabajos de investigacion asocian la osteoporosis con el inicio y la progresion de la enfermedad periodontal. Aunque la etiologia de ambas es diferente, la perdida de masa osea comparte varias caracteristicas y la terapeutica utilizada para la osteoporosis puede ser considera de valor para el tratamiento de la enfermedad periodontal. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto del consumo de bifosfonatos en fluido crevicular (FC) sobre los niveles de RANKL, OPG y la relacion RANKL/OPG en pacientes post-menopausicas con enfermedad periodontal y osteoporosis/ osteopenia. Se estudiaron 66 sitios periodontalmente activos obtenidos de pacientes mujeres post-menopausicas con edades entre 45-70 anos de edad con enfermedad periodontal y osteoporosis/ osteopenia. La toma del FC se realizo mediante tiras de papel de filtro esteriles. Para determinar la concentracion de RANKL y OPG se utilizo el ensayo de ELISA comercial siguiendo las instrucciones del fabricante. Los valores obtenidos de las citoquinas y su relacion fueron comparados con el Test U de Mann-Whitney. No se observaron diferencias en las concentraciones de RANKL y OPG encontradas, ni en su relacion, en pacientes con enfermedad periodontal y osteoporosis/osteopenia con y sin tratamiento de bifosfonatos. Esto sugiere que probablemente estas citoquinas no serian el blanco principal de los bifosfonatos para inhibir la resorcion osea en la enfermedad periodontal.