Regeneración pulpar y Proteínas morfogenéticas.

Renata CorsiniCarolina DonosoCarolina GonzálezFrancisca GordonRenato GunckelAna HurtadoDaniel JaraDiego Lazo

Dra. Daniels

Introducción

• Años se han utilizado agentes de recubrimiento mantener diente vivo

hidróxido de calciofactores de transcripción factores de crecimiento (BMP, MEPE,

etc)moléculas de la matriz extra celular

(ECM)

• Promueven la reparación o regeneración de la pulpa dental mediante la formación de una barrera mineralizada, puente dentinario reparativo o la consecutiva obliteración parcial o total de la cámara pulpar o de los conductos radiculares.

Complejo PULPO-DENTINARIO afectado por una noxa, 3 diferentes condiciones:

• LESIONES LEVES: odontoblastos sobrevivientes

• LESIONES SEVERAS SIN EXPOSICIÓN PULPAR: células pulpares proliferan y migran hacia zona de la noxa

células similares a fibroblastos secretan fibrodentina en limite pulpodentinario.

Generación de nuevos odontoblastos dentina terciara tubular similar a la predentina.

• EXPOSICION PULPAR

Regeneración del complejo pulpodentinario

El tratamiento ideal para reparar la pulpa seria antiinflamatorio y antibacteriano, estimularía la proliferación de células madre pulpares e induciría su diferenciación a odontoblastos para aumentar el potencial curativo y rápida formación de dentina.

Optimamente manejada, la dentina reparativa puede consistir en una combinación de osteodentina y dentina tubular.

Para inducir morfogénesis de tejidos dentarios y periodontales deben combinarse:

- Señales inductoras morfogenéticas (morfogenes)- Células madre progenitorasque respondan- Matriz extracelular

• Los morfogenes son señales extracelulares que gobiernan la morfogénesis durante las interacciones epiteliales y mesenquimales.

- BMPs (proteínas morfogenéticas óseas)- FGFs (Factores de crecimiento fibroblastico)- Hhs (hedgehog proteins)- Wnts (wingless and int-related proteins)

• Aunque las cuatro familias de morfogenes son criticas para la morfogénesis dentaria embrionaria, en el adulto, las BMPs por si solas pueden dirigir la regeneración y la mantención de tejidos dentarios.

Matriz extracelular La ingeniería tisular de tejidos dentales y asociados requiere que el andamiaje de la matriz extracelular sea replicado con exactitud.

Estudios han mostrado el rol crítico del sustrato de la matriz extracelular en la inducción de hueso por las BMPs.

La interacción entre señales inductoras de los morfogenes y las células que responden está mediada por la matriz extracelular.

Una rápida revisión histórica:CaOH: mecanismos celulares implicados en la formación de un puente

dentinario.

1.En recubrimientos indirectos con CaOH usado como liner contribuye a la formación de dentina reaccional

2.PH alcalino de la preparación induce una quemadura de limitada amplitud

3.Bajo la cicatriz, después de unos pocos días y cuando el proceso inflamatorio comienza a resolverse, células reparativas son reclutadas a la zona central de la pulpa

4. Las dos células hijas migran hacia la zona de la herida donde una segunda división celular tiene lugar.

5. La proliferación celular es el segundo evento6. Cuando un suficiente número de células han

sido obtenidas comienzan su diferenciación final, con la consecutiva formación de tejido mineralizado

Nuevas moléculas, nuevas aproximaciones y conceptos

• BMP´s estudios concluyen que• TGFβ esas moléculas pueden• ECM inducir la formación de

dentina reparativa. mecanismos mediadores internos siguen siendooscuros.

Mecanismos relacionados en el proceso reparativo in vivo.

El modelo in vivo de la pulpa expuesta de molar de rata

• Cavidad en cara mesial de molar de rata:

- Restauración con V.I: Leve inducción a reacción inflamatoria.

- Exposición pulpar mediante presión: Proyección de restos dentinarios, liberación de moléculas EMC, cicatrización (formación de dentina reparativa).

Implantación Colágena BMp-7 (Op-1)

• Prot. Morfogenética ósea ha sido utilizada como agente de envestimiento indirecto promoviendo la formación de dentina reparativa.

• Después de 1 mes la formación de dentina reparativa en la cámara pulpar fue defectuosa (tejido poroso) a diferencia de la porción radicular (tejido denso y homogéneo)

Dentonina, un péptido derivado de la MEC y glicoproteína fosforilada

(MEPE)• MEPE = inhibidor de la mineralización• Dentonina (AC-100) = fracción de MEPE que estimula la

proliferación de células madre de la pulpa y su diferenciación in vitro.

•Para llevar la dentonina a la pulpa se usó un vehículo, la agarosa, que produce un efecto biológico per sé (fomración de dentina reparativa y estrechamiento del conducto radicular).•Agarosa más dentonina: reparación más rápida y formación de dentina reparativa en cámara pulpar y no en conducto radicular•Conclusión: la dentonina es una buena inductora de la mineralización pulpar in vivo.

Implantación in vivo de A+4 y A-4 en pulpa expuesta

• A+4• A -4

2 productos de amelogenina de bajo PM

•A+4: induce la expresión del factor de transcripción Sox-9•A-4: induce la expresión del factor de transcripción Cbfa1

• Implantación de A+4: formación de puente dentinario grueso y homogéneo y obstrucción gradual del conducto radicular por aposición de dentina reparativa.

• Implantación de A-4: reacción más lenta con formación de dentina difusamente mineralizada y obliteración total del conducto radicular.

Implantación de A+4 y A -4

Células tipo Osteoblastos y odontoblastos

Osteodentina

Aspectos in vitro de A+/-4 en células madres

Céls precursoras de osteo/odontoblastos +

A+/-4

Obtención de clones

Inyección en pulpas experimentales

Formación de osteodentina en 11 días

Conclusiones• BSP, un fragmento de MEPE y algunos productos del

gen de la amelogenina (A+4 y A-4) simulan la formación de un puente de dentina reparativa.

• Atajos podrían ser encontrados por la implantación directa de algunas células específicas en la pulpa, aparentemente esta aproximación también da resultado.

• Estas dos estrategias pueden contribuir substancialmente con cambios en el concepto de promover la cicatrización y regeneración de los tejidos dentales alterados.

La aplicación de proteínas morfogenéticas óseas en la ingeniería del tejido dental

Usando un modelo in vivo, se ha demostrado que las BMP2 y BMP4 humanas recombinantes pueden inducir dentinogénesis.

• Una BMP recombinante puesto en un andamiaje de matriz de dentina desmineralizada induce dentina tubular clásica en pulpa amputada.

• Una BMP puesta en una matriz colágeno tipo I reconstituido induce osteodentina.

• La dentina reparativa también es inducida en tejido pulpar sano recién “cortado”

en primates no humanos usando BMP7 recombinante humano con una matriz de colágeno I insoluble.

• La dentina reparativa aparece inicialmente con inclusiones de tejido celular, una porción de la cual cambia a una forma más tubular de matriz con células semejantes a odontoblastos asociadas adjuntas a la masa de matriz no tubular.

Por tanto, el andamiaje de la matriz extracelular es un componente crítico y un prerrequisito para la diferenciación de odontoblastos y la formación de dentina tubular.

• Avances en la investigación biomédica abren camino a nuevos métodos de tratamiento pulpar, apuntando a la regeneración del complejo pulpo-dentinario.

• Los nuevos enfoques se basan en el conocimiento de los mecanismos de regulación, moleculares y celulares, de la dentinogénesis, durante la reparación del tejido dental y su potencial de explotación clínico

• Generando reparación y regeneración pulpar mediante la formación de tejido mineralizado.

Bibliografía

• “Bioactive Molecules Stimulate Repair and Regeneration” Journal of Hard Tissue Biology 15[2](2006) p.36-45.

• “The application of bone morphogenetic proteins to dental tissue engineering” Nature Biotechnology 21 [9] (2003) p. 1025-1032.

• “The Future Role of Molecular Approach to Pulp-Dentinal Regeneration” Caries Research 38(2004) p. 314-320.