Periodoncia.Eley.6a.Ed

302 Periodoncia
La existencia de una asociación entre el esmalte y la formación del
cemento está apoyada además por el hecho de que el cemento coronal es una
estructura normal sobre la superficie del esmalte de una serie de animales
roedores y herbívoros como elefantes, corderos, vacas, conejos y cobayas
(Ainamo, 1970). La cementogénesis coronal parece estar iniciada por la
exposición de las células del folículo dental al esmalte en desarrollo.
Las principales proteínas de la matriz del esmalte se conocen como amelogeninas
y forman aproximadamente el 90% de la matriz (Brookes et al.,
1995). La proteína inactiva conocida como amelogenina se encuentra en
tamaños diferentes, que al unirse forman agregados. Éstos son muy hidrofóbicos
y cumplen una función fundamental en la formación del cristal. Otras
proteínas de la matriz del esmalte se han identificado recientemente mediante
la clonación y la secuenciación de ADN y se han denominado ameloblastina
(Krebsbach et al., 1996) y amelina (Cerny et al., 1996).
Las pruebas inmunohistoquímicas (Thomas et al., 1986) y de hibridación
in situ (Luo et al., 1991) de molares en desarrollo en ratas han mostrado que
las proteínas del esmalte expresadas durante la formación de la raíz no son
idénticas a las amelogeninas. La hibridación in situ también ha demostrado
que la amelina es expresada por células de la VERH en molares de rata
durante la formación de la raíz (Fong et al., 1996).
Sin embargo, recientemente se han realizado una serie de estudios sobre la
función de las proteínas del esmalte en la cementogénesis. Mediante inmunohistoquímica
se ha demostrado que el constituyente dominante de la matriz
del esmalte, la amelogenina, se expresa en el extremo apical de la raíz en
formación de los dientes humanos y también se encuentra en la capa granular
de Tomes de estos dientes (Hammarström, 1997). Este estudio utilizó un
modelo de rata y demostró que cuando las células mesenquimáticas del folículo
dental se exponen a la matriz del esmalte, en la superficie del esmalte se
forma un tejido duro no celular muy similar al cemento celular. También se
ha demostrado que la aplicación de matriz de esmalte porcino en el interior
de cavidades experimentales preparadas de las raíces de dientes incisivos de
monos producía la formación de cemento acelular que estaba bien insertado
a la dentina. Las raíces de control en estos monos, que no se trataban con
matriz del esmalte, formaban un tejido duro celular y débilmente insertado.
La capacidad de las proteínas de la matriz del esmalte para producir la
formación de cemento y la regeneración periodontal se investigó por primera
vez en una dehiscencia vestibular en el mono (Hammarström et al.,
1997). Se levantaron colgajos mucoperiósticos desde el canino hasta el primer
molar a ambos lados del maxilar y se eliminaron la lámina ósea alveolar
vestibular, el ligamento periodontal expuesto y el cemento. Después las raíces
expuestas se acondicionaron con ácido cítrico y se irrigaron con suero
salino. A continuación se aplicaron varias preparaciones de proteínas de la
matriz del esmalte porcinas con o sin vehículos, antes de cerrar los colgajos
y suturar.
Después de 8 semanas se evaluó la curación mediante microscopia óptica
y mediciones morfométricas. Se observó que la aplicación de la matriz del
esmalte homogeneizada o extracto ácido de la matriz que contenía las proteínas
hidrofóbicas de bajo peso molecular llamadas amelogeninas dio lugar a
la regeneración casi completa del cemento acelular firmemente insertado en
la dentina y con fibras de colágeno que se extendían sobre el nuevo hueso
alveolar formado, es decir, la regeneración completa del periodonto. Por el
contrario, la aplicación de fracciones obtenidas mediante extracción neutral
de EDTA que contenían las proteínas ácidas de elevado peso molecular de la
matriz del esmalte producía muy poco cemento nuevo y prácticamente ningún
hueso nuevo. Esta falta de regeneración también se observa en animales
de control en los que no se aplica ninguna sustancia antes del cierre de los
colgajos. Se eligieron tres vehículos para las proteínas de la matriz del
esmalte: propileno glicol alginato (PGA), hidroxietil celulosa y dextrano, y
se demostró que sólo el PGA en combinación con la fracción amelogenina
daba lugar a una regeneración significativa del periodonto.
Se ha evaluado histológicamente el efecto regenerativo de DME en los
defectos intraóseos producidos experimentalmente en las mandíbulas de
babuinos (Cochran et al., 2003). Se crearon defectos de 1-6 mm alrededor de
tres dientes mandibulares en cada animal y se crearon bolsas periodontales
mediante la colocación de ligaduras intrasulculares. Los defectos se trataron
con DME o con placebo. Los DME estimularon una regeneración periodontal
sustancial. La altura del nuevo cemento fue del 45% y la del nuevo hueso
fue del 30% superior en los sitios con DME que en los sitios control. Además,
en el examen histológico de los lugares tratados con DME se observó la formación
de nuevo cemento y nuevo hueso, con inserción de fibras de colágeno
y un espacio del ligamento periodontal normal.
Viswanathan et al. (2003) estudiaron los efectos de la amelogenina sobre
cementoblastos murinos en cultivo. Las dosis bajas favorecían ligeramente y
dosis mayores reducían de forma muy importante la expresión de la sialoproteína
ósea. Esto demuestra que un producto de las células epiteliales
puede regular la actividad de las células mesenquimáticas y actuar como una
molécula de señalización en la regeneración periodontal.
El cemento y el hueso son tejidos muy similares, por lo que no resulta sorprendente
que los DME también afecten a las células óseas. En este sentido,
se ha demostrado que los DME (Yoneda et al., 2003) estimulan las células
osteoblásticas del ratón (células KUSA/A1) para que proliferen y aumente su
actividad fosfatasa alcalina. También estimulan el fenotipo osteoblástico en
estas células y su expresión de colágeno de tipo 1, osteopontina, osteocalcina
y TGF-b1. Además estas células segregan MMP. En el mismo estudio se
encontró también que los DME estimulan la formación de hueso nuevo en un
modelo de defecto craneal en rata. Suzuki et al. (2005) demostraron además
que DME-Gel contiene factores de crecimiento tanto similares a TGF-b como
similares a BMP que contribuyen a provocar la biomineralización durante la
regeneración periodontal.
Un estudio de la acción de los DME sobre la actividad del osteoblasto
(Mizutani et al., 2003) utilizó pruebas PCR-TR y ELISA en muestras procedentes
de células osteoblásticas humanas cultivadas (SaM-1) en un cultivo
tratado con DME. Los DME estimularon la proliferación de osteoblastos y la
expresión del factor de crecimiento de fibroblastos-2. También se observó un
aumento de la expresión de ciclooxigenasa (COX)-2 y una disminución de la
expresión de la metaloproteinasa de la matriz (MMP)-1. Un inhibidor de
COX-2 anuló los efectos sobre la expresión de FGF-2 y de MMP-1. Los descensos
de ARNm de MMP-1 por los DME se evitaron mediante el tratamiento
con un oligonucleótido antisentido para FGF-2. Esto indica que la
activación de FGF-2 puede estar por debajo de las acciones de los DME sobre
los osteoblastos. En un estudio posterior, Hägewald et al. (2004) investigaron
los efectos del derivado de las proteínas de la matriz del esmalte sobre la proliferación,
la síntesis de proteínas y la mineralización en osteoblastos primarios
de ratón, procedentes del cráneo del mismo. Se encontró que los
tratamientos con DME aumentaban la actividad celular metabólica y la incorporación
de 5-bromo-2’-deoxiuridina de los osteoblastos. En los cultivos
orgánicos, la actividad de la fosfatasa alcalina y la acumulación de calcio se
vieron favorecidas por el tratamiento con DME, pero no así la incorporación
de [3H]-prolina. Morfológicamente se observó un aumento del depósito de
nódulos mineralizados. De esta forma, el tratamiento con DME favoreció las
actividades celulares de los osteoblastos primarios, lo que podría apoyar su
función en la regeneración de los defectos intraóseos periodontales.
Otro estudio relacionado (Keila et al., 2004) investigó los efectos in vitro
de los DME sobre células de la estroma de la médula ósea y fibroblastos gingivales
de rata. Los DME (25 mg/ml) aumentaban la capacidad osteogénica
de la médula ósea, como se evidenció por el incremento de tres veces en las
cifras de células de la estroma de la médula ósea y un aumento de dos veces
en la actividad de la fosfatasa alcalina y la formación de nódulos mineralizados.
La presencia de DME en las etapas iniciales (primeras 48 h) del cultivo
fue decisiva para estos resultados. Por el contrario, los DME no provocaron
el desarrollo osteoblástico de los fibroblastos gingivales, aunque sí aumentaron
su número por encima de dos veces y la cantidad de matriz intercelular
que producían. Estos resultados podrían explicar el efecto promotor de los
DME sobre la formación de hueso y la regeneración de tejido conjuntivo, respectivamente.
La acción de los DME sobre los osteoblastos no se comprende del todo,
pero Carinci et al. (2006) han intentado resolver esta cuestión utilizando una
técnica de chips de ADN (microarray) para identificar genes regulados de
forma diferente en osteoblastos expuestos a proteínas de la matriz del esmalte.
Estos autores identificaron varios genes regulados de forma positiva y de forma
negativa en la línea celular similar al osteoblasto (MG-63) cultivada con proteínas
de la matriz del esmalte. Los genes expresados diferenciados cubrían un