Investigation of Bacterial Contents From Persistent Endodontic Infection and Evaluation of Their Inflammatory Potential

Abstract

Abstract This clinical study investigated and quantified cultivable bacteria and their levels of endotoxins in persistent endodontic infection, determining their antigenicity against macrophages and fibroblast cells by IL-1β and TNF-α secretion and evaluating their relationship with clinical and radiographic features. Samples from the root canals were obtained after root filling removal. Culture techniques were used to determine the bacterial count and the endotoxins were determined by LAL-assay. PCR analysis (16S rDNA) was used for bacterial detection. Raw 264.5 macrophages and V79 fibroblast were stimulated with endodontic contents. ELISA assay measured the amounts of IL-1ß/TNF-?#61537; secretion. Bacteria and endotoxin medians were 1.24x105 CFU/mL and 9.62 EU/mL, respectively. Porphyromonas endodontalis was the most frequently detected species. Higher levels of endotoxins were found in teeth with pain on palpation (23.56 EU/mL) rather than in its absence (8.21 EU/mL). Larger areas of bone destruction were related to higher levels of endotoxins and IL-1β and TNF-α secretion. The study findings revealed the presence of Gram-negative bacteria species in persistent endodontic infection, with their endotoxins related to both severity of bone destruction and development of symptomatology. Moreover, larger areas of bone destruction were related to higher levels of IL-1β and TNF-α secreted by macrophages and fibroblast cells.

Resumo Este estudo clínico investigou e quantificou bactérias cultiváveis e seus níveis de endotoxinas na infecção endodôntica persistente, determinando a sua antigenicidade contra macrófagos e células de fibroblastos através de IL-1?#61666; e TNF-?#61665;; e avaliando sua relação com características clínicas e radiográficas. As amostras dos canais radiculares foram obtidas após a desobturação. Técnicas de cultura foram utilizadas para determinar a contagem de bactérias e a quantificação de endotoxinas foram determinadas por ensaio de LAL. Análise por PCR (16S rDNA) foi utilizada para a detecção bacteriana. Células 264,5 macrófagos e fibroblastos V79 foram estimuladas com conteúdo endodôntico. IL-1?#61666; e TNF-?#61665; produzidas pelas células avaliadas foram medidas por ensaio de ELISA. As medianas de bactérias e endotoxinas foram 1,24x105 UFC/mL e 9,62 EU/mL, respectivamente. Porphyromonas endodontalis foi a espécie mais frequentemente detectada. Níveis mais elevados de endotoxinas foram encontrados em dentes com dor à palpação (23,56 EU/mL) quando comparado a sua ausência (8,21 EU/mL). Maiores áreas de destruição óssea foram relacionados com níveis mais elevados de endotoxinas e IL-1?#61666; e TNF-?#61665;. O estudo revelou presença de espécies de bactérias Gram-negativas em infecção endodôntica persistente, com níveis elevados de endotoxinas relacionados a maior destruição óssea periapical e presença de sintomatologia. Além disso, grandes áreas de destruição óssea foram relacionados com níveis mais elevados de IL-1?#61666; e TNF-?#61665; secretadas por macrófagos e fibroblastos.