Universidad de Especialidades

ODONTOGENESIS.

LICENCIADO EN MEDICO CIRUJANO DENTISTA.

CARRILLO NOVOA MARCOS OCTAVIO.

HISTOLOGIA Y HEMBRIOLOGIA BUCAL.

2-B

T/M

GUADALAJARA JALISCO 16 DE NOVIEMBRE DEL 2010.

DIENTES

La forma de la cara no solo esta determinada por la expansión de los senos paranasales, sino que también dependen del crecimiento de los maxilares inferior y superior para acomodar los dientes.

Los propios dientes provienen de una interacción entre el epitelio y el mesenquima en el que participan el epitelio bucal y el mesenquima inferior procedentes de las células de la cresta neural. En la sexta semana de desarrollo, la capa vasal del revestimiento epitelial de la cavidad bucal forma una estructura de C, la lamina dental, a lo largo de los maxilares superior e inferior. Mas tarde, esta lámina origina una serie de yemas dentales 10 en cada maxilar, que forman los primordios de los componentes ectodérmicos de los dientes. Al poco tiempo, la superficie profunda estas yemas se invagina, lo que resulta en la fase de casquete del desarrollo dental. Este casquete consiste en una capa exterior, el epitelio dental externo; una capa interior, el epitelio dental interno, y un núcleo central de tejido entrelazados con holgura, el retículo estrellado. El mesenquima, que se origina en la cresta neural de la hendidura, forma la papila dental.

A medida que crece el casquete dental y la hendidura se profundiza, el diente adquiere la forma de una campana (fase de campana). Las células masenquimatosas de la papila adyacente a la capa dental inferior se diferencia en odontoblastos, que mas adelantes producen dentina. Con el engrosamiento del la capa dentina, los odontoblastos se retraen hacia el interior de la papila dental, dejando una apófisis citoplasmática delgada (apófisis dental) en la dentina. La capa de odontoblasto persiste durante toda la vida del diente y suministra predentina de forma continua. Las demás células de la papila dental forman la pulpa del diente.

Mientras, las células epiteliales del epitelio dental interior se diferencian en ameloblastos (formadores de esmalte) esas células producen prismas largos de esmalte que se depositan sobre la dentina. Además, en el epitelio dental interno, un conjunto de estas células forman el nudo de esmalte que regula el desarrollo temprano de los dientes.

El esmalte primero se deposita el apice del diente y a partir de hay, se extiende hacia el cuello. Cuando aumenta el grosor del esmalte, los ameloblastos se retiran hacia el retículo estrellado. Una vez hay retroceden, dejando de formar temporal una membrana fina (cuticula dental) sobre la superficie del esmalte. Tras la aparición de la dentina (erupcion), esta membrana se desecha gradualmente.

La formación de la raíz del diente comienza cuando las capas epiteliales dentales penetran en el mesenquima subyacente y forma la capa epitelial de la raíz. Las células de la papila dental generan una capa de dentina continua con

la de la corona. A medida que se deposita más dentina, la cavidad de pulpa se estrecha hasta formar un canal que contienen los vasos sanguíneos y los nervios del diente.

Las células mesenquimatosas del exterior del diente que están en contacto con la dentina de la raíz se deferencia en cementoblastos.

Estas células producen una capa fina de hueso especializado, el cemento. En el exterior de la capa de cemento, el mesenquima origina el ligamento periodontal, que sujeta el diente con firmeza y sirve para amortiguar los golpes.

Cuando la raíz se prolonga mas, la corona es empujada a través de la capa de tejido superior hacia la cavidad bucal. La erupción de los dientes desiduos o de leche se producen entre sies y venticuatro meses después del nacimiento.

Las yemas de los dientes permanentes situadas en la lingual de los dientes de leche, se forman durante el tercer mes del desarrollo. Estas yemas se mantienen latentes hasta alrededor del sexto año de vida posnatal. Entonces comienza a crecer y empujan contra la parte inferior de los dientes de leche y facilitan su desprendimiento.

Cuando crece el diente definitivo, la raíz del diente de leche situada encima de el es reabsorbida por los osteoplastos.

Regulación molecular del desarrollo dental.

Solo los vertebrados tienen dientes y estos son un análogo del aspecto evolutivo de la cresta neural. El desarrollo de los dientes representan un ejemplo clásico de una interacción entre el epitelio y el mesenquima, en este caso, entre el epitelio superior y el mesenquima inferior derivado de la cresta neural.

La regulación de la estructuración de los dientes, desde incisivos a molares, se genera por una expresión combinada de genes HOX que se expresan en el mesenquima. Por lo que respecta al desarrollo individual de cada diente, el epitelio dirige las diferenciación hasta la fase de la yema, momento en que la función reguladora se trasfiere al mesenquima.

Las señales para el desarrollo son factores de crecimiento, entre ellos WNT, BMP, FGF; el factor secretado sonic hedgehog (SHH) y factores de trasmisión como MSX1 y MSX2, que interactúan en una vía compleja para producir la diferenciación celular y la estructuración de cada diente.

Al parecer los diente también tienen un centro de señalización que representa el organizador del desarrollo de los dientes, de forma similar a la actividad del nódulo durante la gastrulación se llama nudo del esmalte y se localiza en una zona delimitada del epitelio dental, en los extremos de la yema de los diente.

A continuación, durante la fase de casquete, crece para forma un grupo de células muy juntas pero experimenta apoptosis (muerte celular) y desaparecen hacia el final de esta fase. Mientras esta presente, expresa FGF – 4, SHH y BMP – 2 y BMP – 4. Se cree que FGF –4 regula las protuberancias de las cúspides y también participan en el crecimiento de las protuberancias de las extremidades producidas por la cresta ectodérmica apical, mientras que BMP-4 regula el momento de la apoptosis en las células del nodo.

ODONTOGÉNESIS

Es importante para conocer patologías, entender la formación de quistes o neoplacias (tumores), ortodoncia, etc.

La odontogénesis tiene 4 etapas fundamentales: lamina dentaria, yema dentaria, casquete y campana.

La odontomorfogénesis explica cómo se origina la forma de un determinado diente; consta de las siguientes etapas: formación de la corona, formación de la raíz y formación del periodonto (ligamento y encía).

Lámina y yema dentaria

El ectomesénquima son células ubicadas entre el tubo neural y el ectodermo, provenien del ectodermo y hacen un viaje hacia la parte anterior y se instalan en el mesénquima. El ectomesénquima es mesénquima que viene de la zona occipital, por debajo del epitelio, que se instala en los maxilares y prolifera, se origina más tardíamente que el otro mesénquima y se encuentra relacionado con la formación del tubo neural.

El epitelio de la cavidad bucal tiene células cilíndricas y más abajo cúbicas (estratificado cubico). Debajo hay mesénquima. Las células del ectomesénquima ejercen un fenómeno inductor (citoquinas) sobre el epitelio vecino, frente al cual el epitelio responde proliferando, pasando a formar dos profundizaciones:

Lámina vestibular: da origen a labio, reborde alveolar y vestíbulo. Lámina dentaria

Las células del centro se necrosan y terminan formando el surco vestibular.

La lámina es una cinta con forma de U vuelta hacia atrás; hay una en cada maxilar. Aparece en la 6ª semana.

Las células de la lámina dentaria ejercen una inducción sobre el mesénquima, el mesénquima prolifera y se condensa, lo que corresponde a la etapa de botón o yema dentaria. Estas yemas aparecen sólo en algunos puntos, 5 por cada hemiarco. Frente a cada botón o yema el mesénquima se condensa.

Los botones o yemas tienen un momento de aparición:

Incisivos inferiores 7ª semana

Incisivos superiores y canino 8ª semana

Primer molar temporal: 8ª y 9ª semana

Segundo molar temporal: 10ª y 11ª semana.

Las piezas permanentes se generan de la misma lámina dentaria. En la etapa de campana de los temporales, antes de que la lámina dentaria se desintegre, emite un sector de epitelio llamado estría de reemplazo de la lámina, donde nuevamente aparecerá un botón o yema para los dientes de reemplazo. Para los incisivos centrales se forma en el 5º mes intrauterina; para el segundo premolar, al 10º mes de vida. Esta es la última estría de reemplazo.

En la lámina dentaria se distinguen 4 etapas:

Período de formación: 6ª semana Etapa funcional: que se inicia en la 7ª semana, donde genera los dientes

temporales y los de reemplazo Etapa de prolongación distal: va desde el año hasta los 5 años, en la que

prolifera hacia distal, hacia los sectores donde se generan los molares definitivos. El primer molar aparece al año de edad; para el tercer molar aparece entre el 4º y 5º año. En este sentido equivalen a un diente temporal, pero no tienen estrías de reemplazo.

Etapa de desintegración final: es un fenómeno continuo, en un sector anterior, por ejemplo, se desintegra cuando ya ha aparecido la yema del diente permanente. Por lo que se va desintegrando de mesial hacia distal. En la desintegración pueden quedar restos epiteliales en los maxilares, llamados perlas de Serres, a partir de las cuales se pueden generar quistes maxilares.

CASQUETE

Es igual en un diente temporal, de recambio o molar permanente. El epitelio adopta una forma con una concavidad central. A este componente epitelial que va a generar esmalte se le conoce como órgano del esmalte.

En él se distinguen 2 sectores del epitelio:

Epitelio interno del órgano del esmalte: correspondiente a la concavidad. Epitelio externo.

El mesénquima se llama en esta etapa papila dental, de donde se genera la pulpa y la dentina.

ÓRGANO EN CAMPANA

La lámina dentaria puede estar muy reducida a desintegrándose; el casquete ha cambiado y tiene ahora 3 componentes:

Órgano del esmalte: forma acampanada con un sector convexo externo y cóncavo interno. Las células epiteliales cambian de forma Las células del epitelio interno se han organizado en forma cilíndrica Las del epitelio externo, como células cúbicas. Sobre las células cilíndricas hay 2 ó 3 capas de células aplanadas, es el

estrato intermedio (entre epitelio interno y retículo estrellado) El resto de las células epiteliales mantiene pocas uniones, lo que genera

un tejido laxo, con una forma celular estrellada, entre las células hay líquido, por lo que a este sector se le denomina retículo estrellado.

La papila dental está más evolucionada y dentro de la cavidad. Alrededor de la campana se organiza el mesénquima, se condensa y se

hace bastante fibroso y vascularizado, estructura conocida como saco dentario. De este se va a formar el cemento, el ligamento y la pared alveolar.

Ahora se va a iniciar la formación de un diente en términos de tejidos duros.

ODONTOMORFOGÉNESIS

Formación de la corona

El epitelio interno del órgano del esmalte está formado por células cilíndricas. Estas células tienen 3 características:

Capacidad de proliferar y dividirse. Condición de poder actuar sobre las células vecinas (inductoras), sobre las

células del mesénquima de la papila dentaria. Son células secretoras.

El efecto inductor mediado por citoquinas hace que las células de la papila dentaria se diferencien a odontoblastos. En una primera etapa las células de la papila están ligeramente separadas y alargadas. Los odontoblastos tienen por función secretar la malla orgánica de colágeno y mineralizarla, de tal forma que comienzan a secretar elementos fibrilares y amorfos y comienzan a desplazarse, con lo que dejan una prolongación y se unen, dejando atrás un poco de dentina inician así la formación de la dentina.

Primero se forma toda la dentina coronaria y todo el esmalte que la cubre; solo cuando ha terminado la formación de la corona se pasa a la segunda etapa iniciándose la formación de la raíz.

Esta primera capa aparecerá en diferentes lugares de acuerdo al diente que se está formando. Lo que determina que un órgano en campana de forma a un determinado diente es el mesénquima, porque esas células ya tienen la información genética para la forma de un tipo de diente. Lo que gobierna la forma del diente es la papila dentaria. El órgano en campana en un comienzo es común para todos los dientes, pero para un premolar, por ejemplo, tiene 2 plegamientos (inducido por mesénquima), dentro de las cuales se va a formar dentina.

Cuando el epitelio ejerce su efecto inductor las células se llaman preameloblastos.

Las células epiteliales reciben metabolitos desde la papila dentaria. Pero cuando se forma una capa de dentina y los odontoblastos hacen uniones ocluyentes, ese aporte metabólico se elimina; por lo que ahora los metabolitos deben atravesar el epitelio externo, el estrellado, y el intermedio al epitelio interno. Esto hace que cambien la posición del núcleo y de los organoides de síntesis, por lo que ahora son células alargadas, con una punta y el núcleo

hacia afuera, ahora se llaman ameloblastos y la punta se llama proceso de Tomes (no confundir con fibra de Tomes).

En vez de células del epitelio interno, ahora tenemos ameloblastos, las que empiezan a depositar la matriz orgánica del esmalte. Los odontoblastos y ameloblastos se están alejando unos de otros. Esto permite explicar la formación de líneas incrementales, tanto en la dentina como en el esmalte. Si se forma primero dentina en un punto y otro poco de esmalte, el resto de las células no se ha diferenciado todavía. Cuando la diferenciación celular llega a las últimas células del epitelio externo, se ha formado la corona del diente completa, porque ya no hay más efecto inductor, y sin dentina no se forma esmalte.

Formación de la raíz

El estrato intermedio, retículo estrellado y epitelio externo se van reduciendo en grosor. Cuando se termina de formar el esmalte hay células cúbicas unidas al estrato intermedio, el retículo estrellado casi ha desaparecido y junto con el epitelio externo forman el epitelio reducido del órgano del esmalte, que de las 3 capacidades que poseía solo queda la de secretar una película orgánica; estas células se unen por hemidesmosomas.

En el extremo del epitelio reducido del órgano del esmalte hay un giro en la unión del epitelio externo e interno, en ese lugar se encuentra la Vaina epitelial radicular de Hertwig, estructura que rodea todo el borde coronario.

Estas células han perdido la capacidad de diferenciarse a ameloblastos. Estas células mantienen la capacidad de proliferar e inducir, pero han perdido la capacidad de secretar. Por eso forman dentina, porque su capacidad inductora hace que células de la papila se diferencien a odontoblastos y formen dentina bajo el límite del esmalte, esta es la dentina de la raíz.

Ahora el diente va subiendo para erupcionar, las células de la vaina van proliferando, y el epitelio entre la vaina y el esmalte se empieza a desintegrar. Por fuera están las células del saco dentario, que al contacto con la dentina se diferencian a cementoblastos.

La formación de la raíz se termina cuando las células de la vaina dejan de inducir, lo que viene determinado en el código genético.

La vaina epitelial radicular de Hertwig es la encargada de modelar la forma de la raíz y su número de acuerdo a la pieza dentaria. Esta vaina se curva hacia adentro, estructura que se conoce como diafragma epitelial. De acuerdo a la forma de este diafragma, dada por la proliferación de las células, será la forma

que tenga la raíz. Si el diafragma, visto desde abajo, tiene forma circular con dos salientes que se acercan, la raíz tendrá dos canales; si estas salientes se encuentran y funden, dará origen la vaina a dos raíces, etc.

Al final de la formación de la raíz la vaina se desintegra y desaparece. Pueden quedar restos de epitelio en el ligamento periodontal (hacia apical), conocidos como restos epiteliales de Malassez. Si una infección llegara a comprometer el ligamento por un tiempo prolongado, los restos pueden proliferar, dando origen a un quiste apical (para un granuloma basta una endodoncia, el quiste hay que extirparlo).

Menos frecuente es que de la vaina epitelial radicular de Hertwig queden restos en zonas interradiculares y recuperen su característica de generar esmalte, formando pequeñas masas de esmalte entre las raíces, conocidas como perlas de esmalte.

Si la vaina pierde un grupo de células se forma un conducto aberrante o accesorio, donde la papila se diferencia a pulpa. Incluso la distribución del diafragma puede dar lugar a la formación de un conducto que comunique la cámara pulpar con el espacio interradicular o furca.

Un trozo de epitelio también se puede desprender y quedar en la pulpa, donde se pueden diferenciar odontoblastos, formando dentículos verdaderos.

Amelogénesis

Los ameloblastos se acercan al epitelio externo, las 4 capas se fusionan y forman el epitelio reducido del órgano del esmalte.

En este proceso se pueden distinguir 2 etapas. Mineralización Parcial: al migrar, los ameloblastos van depositanto

enamelinas y amelogeninas (en una proporción de 1:19); inmediatamente se organizan cristales, pero en una cantidad entre 25-30% de mineral.

Maduración: cuando el ameloblasto llega al final, se reduce a una célula cúbica, se adhiere a las otras capas y se reabsorven todas las amelogeninas siendo reemplazadas por mineral, produciéndose así la mineralización completa. (Este proceso va por sectores). Por eso al intervenir a un niño con dentición mixta, no se debe tocar el epitelio reducido del esmalte.

Ciclo vital del ameloblasto

MORFOGENÉTICA: Antes de ser ameloblasto, el epitelio interno que pasa a preameloblasto y ameloblasto participa en la formación del diente, ya que el número de células que prolifera determina la forma y el tamaño de la corona.

INDUCTORA: como preameloblasto tiene acción inductora sobre células de la papila, las que se diferencian a odontoblastos.

FORMATIVA: como ameloblastos sintetizan los componentes orgánicos del esmalte y contribuyen a su mineralización.

DE MADURACIÓN: cuando se forma el espesor del esmalte, se reducen de altura del ameloblasto y contribuye a la fase de maduración del esmalte.

PROTECTORA: el epitelio reducido cubre totalmente la corona, incluso con hemidesmosomas que se establecen con la superficie de esmalte; mientras el diente se está moviendo para erupcionar está protegido por esta capa, que lo aísla del ambiente vecino (no es una protección física), si se rompe entra en contacto con el saco, llegando a formarse cemento sobre el esmalte.

DESMOLÍTICA: para que la corona pueda seguir avanzando el tejido conjuntivo debe destruirse; la lisis de colágeno y otros elementos, incluso de tejido óseo, a través de acción enzimática, es importante para la erupción.

Dentinogénesis

Los odontoblastos se alargan y se polarizan (con el núcleo hacia la papila y los organelos hacia el esmalte); en esta primera etapa no están unidos y como no hay espacio detrás de ellos (hacia el esmalte), la sustancia orgánica se deposita entre ellos, formando la capa del manto, perpendicular a la superficie del diente. Se observan las fibras de Von Korff (elementos orgánicos ubicados en línea, pero que en esta etapa no son fibras). En la dentina circumpulpar los odontoblastos van dejando la prolongación odontoblástica y estableciendo uniones intercelulares.

Así se deposita la malla orgánica que es fibrosa, además hay sustancia amorfa que luego se mineraliza. La forma de mineralización es distinta a lo que ocurre con el esmalte. Aquí la malla se va mineralizando por núcleos específicos.

Cementogénesis

Al desintegrarse la vaina, células mesenquimáticas del saco, al entrar en contacto con la dentina se diferencian a cementoblastos. Estas células son semejantes en su acción a los odontoblastos, fibroblastos y osteoblastos, ya que sintetizan fibras colágeno orientándolas paralelas a la dentina (fibras intrínsecas), además forman fascículos de orientación perpendicular al límete entre el cemento y la dentina.

La mineralización ocurre en un frente parejo. Así se forma un espesor de cemento adherido a la dentina, del cual asoman fibras de Sharpey, las que se completan con fibroblastos del saco y con osteoblastos que generan fibras desde el hueso. Así se forma el ligamento periodontal. El tropocolágeno polimeriza en forma lineal, por eso no hay problema que se unan estas fibras de distintos orígenes.

Adherido a la dentina hay cemento acelular. Al erupcionar, el diente está sometido a cargas de distintas direcciones y magnitudes, por lo que los cementoblastos forman más cemento. Si la formación es lenta, se formará cemento acelular, pero si se sintetiza muy rápido, será cemento celular. Por eso hay más cemento celular a nivel radicular, porque allí las cargas generan más cambios.

Origen del epitelio de fijación

La encía libre hacia el diente tiene 2 sectores: epitelio del surco y el epitelio de fijación.

El epitelio de fijación a adherencia epitelial se forma inmediatamente cuando el diente erupciona, de tal forma que nunca se pierde un sello alrededor de la pieza dentaria. El epitelio reducido degrada al epitelio bucal. Al asomar la corona, el epitelio reducido se rompe, pero no queda una abertura hacia el organismo, pues la parte interna está aislada por el epitelio bucal y el resto del epitelio reducido. Cuando la corona ha asomado completamente, queda un poco de epitelio reducido, que forma el epitelio del surco y el de fijación (por eso en una primera etapa la fijación está solo en la corona). En pocos años el epitelio bucal irá reemplazando el epitelio reducido, de tal forma que tanto el epitelio del surco como el de fijación serán epitelio oral.

Articulo Odontogenesis.

Rev Méd Chile 2006; 134: 1541-1548

Artículo de Investigación.

 Estudio genético de una familia chilena con tres fenotipos dentales diferentes.

Genetic studies of a Chilean family with three different dental anomalies.

Rosa Andrea Pardo V1,2, Silvia Castillo T2, Alexandre R Vieira3a.

1Unidad de Genética, Hospital Dr. Sótero del Río, Santiago, Chile. 2Sección Genética y Unidad de Cuidados Especiales Neonatales, Hospital Clínico Universidad de Chile, Santiago, Chile. 3Department of Oral Biology, Center for Dental and Craniofacial Genetics, School of Dental Medicine, University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA, USA. aOdontólogo, PhD Genética

El desarrollo de los dientes, folículos pilosos y glándulas mamarias es controlado por interacciones específicas entre el epitelio y los componentes mesenquimales derivados de la cresta neural. Las interacciones epitelio-mesénquima son recíprocas y secuenciales, dentro de las cuales cada componente juega un rol importante en la organogénesis.

Más de 200 genes han sido implicados en la odontogénesis, algunos de ellos codifican factores de transcripción, otros factores de crecimiento, o moléculas de la matriz extracelular1.

Las malformaciones dentales ocurren frecuentemente en la población, de ellas la más frecuente es la ausencia de piezas dentarias, también conocida como agenesia dentaria. La agenesia dentaria ocurre en 2% a 10% de la población (excluyendo los terceros molares, los cuales se encuentran ausentes hasta en 25% de la población). Los dientes que faltan más frecuentemente son los segundos premolares, seguidos de los incisivos laterales superiores2.

Otra alteración congénita numérica dental es la existencia de dientes supernumerarios. Los dientes supernumerarios o hiperdoncia tienen una incidencia que oscila entre 0,1% y 3,8%, de acuerdo a la población que se estudie, correspondiendo un tercio de los casos a mesiodens (un diente cónico entre los incisivos centrales maxilares). La etiología de los dientes supernumerarios no está clara aún, sin embargo, hallazgos como una mayor incidencia en familiares de primer grado y un alto grado de concordancia en gemelos monocigóticos, plantean una determinación genética para esta condición3,4.

Las malformaciones dentarias también pueden afectar la mineralización de la dentina. Dicha mineralización es iniciada en la interfase de predentina a dentina, es regulada por los odontoblastos y se produce de manera frontal, caracterizada por la presencia de múltiples focos de mineralización globular (calcosferitas) que van creciendo y fusionándose con los adyacentes hasta formar un frente de mineralización relativamente uniforme.

Dentro de las patologías malformativas de la dentina se destacan dos grupos: dentinogénesis imperfecta (DI) y displasia de dentina (DD).

La dentinogénesis imperfecta se caracteriza por comprometer las dos denticiones con dientes opalescentes o ámbar, con cámaras pulpares obliteradas por dentina anormal y mayor tendencia a fracturas del esmalte. El defecto estructural de la dentina causa el daño del esmalte, la aparición de fracturas y el posterior deterioro dental. Recientemente, se han descrito mutaciones en el gen DSPP (disialofosfoproteína) relacionadas con esta enfermedad5,6 y pruebas experimentales han demostrado que mutaciones en el gen DSPP producen alteraciones en la disposición y conducen a una biomineralización defectuosa de la dentina7.

Por otra parte, la displasia de la dentina es una patología poco frecuente que tiene dos subtipos: la tipo I (o radicular) y la tipo II (o coronal).

La displasia de dentina tipo I, es una enfermedad autosómica dominante, se caracteriza por tener comprometidas tanto la primera como la segunda dentición, el color de los dientes es normal, pero éstos son móviles, hay odontalgia y formación espontánea de quistes o abscesos periodontales y se asocia a pérdida dental precoz secundaria a una inadecuada formación de las raíces dentarias. A la microscopia se evidencia que la dentina de la corona es normal, pero la cámara pulpar se observa obliterada en la dentición primaria y reducida significativamente en la dentición secundaria. Diferentes teorías se han postulado para la etiopatogenia de la enfermedad, la primera es que la papila dentiniana es la responsable del cuadro en la medida que existan múltiples focos de degeneración de la misma que se calcifican y en su período de cicatrización obliteran el espacio pulpar; la segunda dice que muy tempranamente en el proceso embrionario se produce una invaginación del epitelio, lo cual genera posteriormente múltiples focos de formación de dentina; la tercera hace referencia a que existe una alteración en la interacción normal que existe entre la capa de los odontoblastos y la de los ameloblastos y que como resultado de ello se produciría una diferenciación anormal de los odontoblastos; sin que ninguna de ellas haya sido corroborada8.

Sobre la displasia de dentina tipo II, es importante recordar que su compromiso es principalmente coronal y que ha sido descrito un mapeamiento de esta patología en el cromosoma 4q21.3, en la región en la cual se encuentra el gen DSPP entre otros genes relacionados con la odontogénesis9.

En este estudio analizamos una familia chilena con tres fenotipos dentarios diferentes: agenesia de terceros molares superiores, dientes supernumerarios y displasia de dentina tipo I, en búsqueda de mutaciones responsables de estas manifestaciones dentro de los genes ya descritos en este espectro de anomalías. Es un estudio pionero de mutaciones a nivel de genes implicados en la odontogénesis en la población chilena.

Material y método

Familia. Se diseñó un protocolo que fue sometido al Comité de Ética del Hospital Clínico Universidad de Chile, dentro del cual se incluyó un consentimiento informado para acceder a la participación de cada sujeto en el estudio.

A cada persona participante del proyecto, además de practicársele una evaluación clínica, le fueron tomadas radiografías panorámicas dentales de acuerdo a las especificaciones convencionales para este procedimiento, para aclarar su fenotipo dental.

En la Figura 1 se observa la genealogía con las manifestaciones clínicas y aquella información relacionada a malformaciones dentales obtenida de la evaluación radiológica.

Figura 1. Genealogía de la familia estudiada

Posteriormente se obtuvo, de todos y cada uno de los integrantes de la I, II y III generación de la familia estudiada, una muestra de 3 ml de sangre periférica o una muestra de células en descamación de la mucosa oral tomada con un hisopo especialmente diseñado para ello (Cytosoft Brush CP-5B).

El ADN de las muestras de sangre fue extraído en la Sección Genética del Hospital Clínico Universidad de Chile y el ADN de las muestras de mucosa oral fue extraído en el Craniofacial Anomalies Research Center, University of Iowa.

Se eligieron genes candidatos basándose en datos previos de desequilibrio de ligamiento, es decir, la ocurrencia más allá de lo esperado de la asociación entre un rasgo clínico y la presencia de un segmento de ADN, enfermedades monogénicas en las cuales las anomalías dentarias forman parte de su fenotipo, patrones de expresión y modelos animales (Tabla 1).

Análisis de laboratorio. Se utilizaron PCR en volúmenes de 10-25 µl que contenían 20 ng ADN/µl; 200 µl de cada nucleótido marcado (dATP, dCTP, dGTP y dTTP); 1,5 mM MgCl2; 10 mM Tris/HCL pH 8,3; 50 mM KCL; 0,25-1,0

µM de cada partidor; y 0,01-0,02 U de Taq polimerasa/µl. Los partidores para IRF6, FGFR1, MSX1, MSX2, PAX9 y TGFA fueron obtenidos de la literatura11,13-

18. Los partidores para el gen DSPP se describen en la Tabla 2. La secuencia de los partidores para el gen PRDM16 se obtuvo por gentileza del Dr. Bryan Bjork del Brigham and Women's Hospital de Harvard Medical School, Boston, USA.

Los ciclos de secuenciación fueron realizados en volúmenes de 20 µl usando 4 µl del reactivo determinante de secuencia ABI Big Dye, 1 µl de 5 µM de partidor de secuenciación, 1 µl de DMSO, 4 µl de 2,5X buffer, y 2,5 ng/100 de pares de bases de ADN templado, los cuales fueron sometidos a un paso de denaturación a 96°C por 30 s; las reacciones estuvieron en ciclos de secuenciación a 96°C por 10 s, 50°C por 5 s, y 60°C por 4 min por 40 ciclos. La purificación fue realizada de acuerdo a protocolos estandarizados, las muestras fueron resuspendidas en 40 a 100 µl de ddH2O, y 2,5 µl fueron inyectados sobre un secuenciador Applied Biosystems 3700. Se utilizó el software de secuenciación ABI (versión 2.1.2). Los cromatogramas fueron transferidos a una estación de trabajo Unix, denominada PHRED (versión 0.961028), ensamblada con PHRAP (versión 0.960731), el análisis se efectuó por POLYPHRED (versión 0.970312), y los resultados fueron vistos con el programa CONSED (versión 4.0)24. Cuando los resultados indicaban la posibilidad de una variante nueva, se secuenciaron y analizaron las muestras de otros miembros de la familia disponibles y controles poblacionales, utilizando el mismo método.

Resultados

Se estudió a una familia con tres generaciones afectadas por anomalías dentarias en la rama materna, cuya genealogía es presentada en la Figura 1.

No se encontró mutaciones en los genes FGFR1, MSX2, PAX9, PRDM16 o TGFA en alguno de los integrantes de la familia.

Dentro del estudio del gen MSX1, se encontró una mutación sin sentido: G16D, presente tanto en personas afectadas, como no afectadas y dentro de las afectadas en personas con los tres fenotipos descritos (I-2, I-3, I-6, I-9, I-14, II-1, II-2, II-7, II-9, II-11, II-14 y III-2).

Al considerar el análisis del gen IRF6, se detectó la existencia de dos mutaciones en condición de homocigoto compuesto en el propósito (I-1), con displasia de dentina tipo 1, dentro de la región no codificante en el extremo 5' del exón 1 con la siguiente localización: G224C y G246A, siendo los padres de la paciente heterocigotos para las dos mutaciones descritas (Figura 2).

Figura 2. Secuencia de ADN de la probando (I-1) que evidencia dos mutaciones en el gen IRF6, dentro de la región no codificante en el extremo 5' del exón 1 en las posiciones G224C y G246A.

Respecto al gen DSPP, se encontraron también dos mutaciones diferentes. Una de ellas es una mutación silente en el codón 299, A por G, codificándose en las dos situaciones una serina, sin interferir en la cadena proteica (II-14). La otra mutación se encontró igualmente en el exón 3 (G165R), produciéndose de esta manera un cambio de una glicina por una arginina en la cadena proteica. Esta última mutación se pesquisó en una paciente hasta el momento asintomática, con tan sólo 2 años de edad (I-15).

Discusión

Dentro del análisis de la familia expuesta, sólo se encontraron mutaciones en dos genes, MSX1 y DSPP.

No se encontró, sin embargo, una correlación genotipo-fenotipo con la mutación G16D del gen MSX1. Esta misma mutación ha sido descrita previamente en población chilena dentro de estudios de pacientes con fisura palatina, encontrándose en personas afectadas y no afectadas, de manera similar que en nuestro reporte actual. Se ha postulado que esta mutación podría interferir destruyendo una secuencia exónica incrementadora y creando una nueva para una proteína diferente rica en serina/arginina, SRp4025.

Las mutaciones descritas en condición homocigota en la probando en el gen IRF6 no han sido descritas previamente. No pudimos determinar si estos cambios eran funcionales o no. Se piensa realizar a futuro estudios con análisis de modelos computacionales relacionados, estudios funcionales a través de ratones knockout o bien, efectuando estudios con grupos de pacientes con esta enfermedad en búsqueda de ésta u otras mutaciones en este gen que pudieran orientar sobre la relación causal de ésta en la displasia de dentina tipo 1.

El gen DSPP se consideró dentro del estudio como gen candidato para la etiología de la displasia de dentina tipo 1, debido a la descripción en artículos

previos de otros autores de mutaciones en el exón 2 del gen DSPP en pacientes con dentinogénesis imperfecta y dado el mapeamiento en el cromosoma 4q21.3 de la displasia de dentina tipo 2, región en la cual se encuentra el gen DSPP y porque codifica la disialofosfoproteína, la segunda proteína más frecuente de la matriz dentiniana8,9. Aunque en la propósito, con fenotipo compatible con DD tipo 1, no se encontraron mutaciones en los exones 1, 2, 3 ó 4 del gen DSPP, ello no descarta que no se encuentre implicado en la etiología de la enfermedad, dado que podrían existir mutaciones en el exón 5. No obstante, la amplificación de este exón es difícil de efectuar, experiencia que ya ha sido descrita por otros autores que han trabajado con el gen DSPP, condición que posiblemente esté dada por la cantidad de secuencias repetidas que porta el gen a este nivel26. Los templados ricos en repeticiones en dinucleótidos y tetranucleótidos y otras secuencias con repeticiones en tandem son difíciles de secuenciar adecuadamente por cualquier técnica individual disponible. Durante la secuenciación de una región altamente repetida, la tasa a la cual el nucleótido relevante marcado es consumido es muy alta y esto afecta su posterior incorporación en la secuenciación. Además, la enzima utilizada en la secuenciación está sujeta a una cierta cantidad de pérdida, condición que se vuelve crítica en una secuencia altamente repetida, donde son creados numerosos sitios de iniciación de copia de la secuencia, lo que origina que la enzima disminuya aún más al interactuar en varios sitios aleatorios en la región altamente repetida.

Otros genes que podrían ser considerados para estudiar dentro de la etiología de la displasia de dentina tipo 1 son aquellos mapeados cerca de DSPP como osteopondina (SPP1), proteína de la matriz de la dentina (DMP1), y sialoproteína ósea II (IBSP), o bien diferentes moléculas componentes de la matriz extracelular presentes durante el desarrollo dentario como: factores de crecimiento, proteínas derivadas del suero, lípidos y enzimas degradantes, como las proteinasas27-29.

Respecto a la segunda mutación detectada en el exón 3 del gen DSPP, y que induce un cambio de glicina por arginina, en una paciente asintomática (Figura 1, I-15), no puede aún interpretarse ni definirse un fenotipo dental consecuente dada la edad de 2 años de la niña, puesto que aún falta definir en ella la dentición permanente, se debiera seguir su evolución para observar si presenta alguna alteración clínica. Este punto nos demuestra, una vez más, que efectuar estudios moleculares en niños genera dificultades por las incertezas en la predicción de riesgos genéticos y constituye un dilema ético real.

Este trabajo es una experiencia pionera en el estudio de causas genéticas de anomalías dentarias en población chilena, en el cual se describe la presencia de una mutación no descrita en el gen IRF6 en una paciente con displasia de dentina tipo 1, hallazgo que debe complementarse con estudios bioinformáticos, funcionales y poblaciones extensos de pacientes afectados por

la misma condición para su validación como agente etiológico. Además se resalta la presencia de una nueva mutación en el gen DSPP en una niña asintomática, lo cual ratifica los conflictos éticos y de consejería genética del estudio de pacientes menores o presintomáticos.

Referencias

1. Scarel-Caminaga RM, Pasetto S, Ribeiro E, Peres RCR. Genes and tooth development: reviewing the structure and function of some key players. Braz J Oral Sci 2003; 2: 339-47.         

2. Mostwska A, Biedziak B, Trzeciak WH. A novel mutation in PAX9 causes familial form of molar oligodontia. Eur J Hum Genet 2006; 14: 173-9.         

3. Heliovara A, Ranta R, Rautio J. Dental abnormalities in permanent dentition in children with submucous cleft palate. Acta Odontol Scand 2004; 62: 129-31.

http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0034-98872006001200008&script=sci_arttext.

Referencia literaria de Odontogenesis

Embriología Medica Langman

T.W. Sadler 11ª edición.

Editorial the Point copyrinht de la edición en español 2010.

387-287.

Histologia Y Embriologia Bucodentaria

(Con orientación Clínica)

James K Every Daniel J. Chiego, Jr.

Esteban Arriagada. Tercera edición

Editorial Mosby

242 Pág.