Resumen

Los dientes están compuestos por muchos tejidos, cubiertos por un esmalte inflexible y obstinado. A diferencia de la mayoría de los otros tejidos, los dientes se vuelven extremadamente sensibles al frío cuando se inflaman. No se comprenden los mecanismos de esta sensación de frío.

Aquí, aclaramos los componentes moleculares y celulares del sistema de detección del frío dental y mostramos que la transducción sensorial de los estímulos fríos en los dientes requiere odontoblastos. TRPC5 es un sensor de frío en dientes sanos y, con TRPA1, es suficiente para la detección de frío. El odontoblasto aparece como el sitio directo de la transducción de frío de TRPC5 y proporciona un mecanismo para la detección de frío prolongada a través de la sensibilidad relativa de TRPC5 al calcio intracelular y la falta de desensibilización.

Nuestros datos proporcionan evidencia funcional concreta de que equipar los odontoblastos con el sensor de frío TRPC5 expande las funciones tradicionales de los odontoblastos y lo convierte en un componente celular integral previamente desconocido del sistema de detección de frío dental.

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Los odontoblastos, las células que forman la dentina de un diente, tienen una función recién descubierta: detectar el frío, que puede provocar dolor en los dientes; pero los científicos también han encontrado una forma de bloquear el camino hacia los dientes sensibles al frío.

HOSPITAL GENERAL DE MASSACHUSETTS

BOSTON - Los investigadores informan en Science Advances que han descubierto una nueva función para los odontoblastos, las células que forman la dentina, el caparazón debajo del esmalte del diente que recubre la pulpa dental blanda que contiene nervios y vasos sanguíneos.

"Descubrimos que los odontoblastos, que apoyan la forma del diente, también son responsables de detectar el frío", dice el patólogo Jochen Lennerz, MD, PhD, uno de los autores principales del artículo y director médico del Centro de Diagnóstico Integrado del Hospital General de Massachusetts. (MGH).

"Esta investigación aporta una nueva función a esta célula, que es emocionante desde el punto de vista de la ciencia básica. Pero ahora también sabemos cómo interferir con esta función de detección del frío para inhibir el dolor dental".

Los dientes que duelen por la exposición al frío pueden ocurrir por muchas razones. Muchas personas han experimentado un dolor intenso por el frío cuando, por ejemplo, tienen un agujero en un diente de una cavidad no tratada.

Pero los dientes también pueden volverse muy sensibles al frío debido a la erosión de las encías debido al envejecimiento. Algunos pacientes con cáncer tratados con quimioterapias a base de platino tienen una sensibilidad extrema al frío en todo el cuerpo. "Una brisa en la cara se registra como un dolor extremo en los dientes, que incluso puede hacer que algunos pacientes dejen de recibir tratamiento", dice Lennerz.

El dolor de muelas ha sido notoriamente difícil de estudiar. La dureza de un diente hace que sea un tejido difícil de estudiar e inducir el dolor de dientes en humanos requiere abrir el diente. Por lo tanto, el equipo de investigadores realizó experimentos en ratones cuyos molares se perforaron bajo anestesia.

Los ratones con lesiones dentales manifiestan dolor con su comportamiento; beben hasta un 300% más de agua azucarada que sus compañeros de camada sin lesiones dentales, por ejemplo. En investigaciones anteriores, el equipo de investigadores había descubierto TRCP5, una proteína codificada por el gen TRCP5 que se expresa en los nervios de muchas partes del cuerpo. Su descubrimiento anterior permitió a los investigadores concentrarse en TRCP5 como mediador del dolor por frío.

Al estudiar ratones genéticamente alterados que no tenían el gen TRCP5, los investigadores encontraron que los ratones con dientes lesionados no manifestaban el aumento del comportamiento de beber y se comportaban como ratones sin lesiones dentales.

"Ahora tenemos pruebas definitivas de que el sensor de temperatura TRCP5 transmite frío a través del odontoblasto y activa los nervios, creando dolor e hipersensibilidad al frío", dice Lennerz. "Esta sensibilidad al frío puede ser la forma que tiene el cuerpo de proteger un diente dañado de lesiones adicionales".

Específicamente, en respuesta al frío, la proteína TRCP5 abre canales en la membrana de los odontoblastos, permitiendo que otras moléculas, como el calcio, entren e interactúen con la célula. Si la pulpa del diente está inflamada desde una cavidad profunda, por ejemplo, TRCP5 es sobreabundante, lo que provoca un aumento de la señalización eléctrica a través de los nervios que emergen de la raíz del diente y se dirigen al cerebro, donde se percibe el dolor.

Cuando las encías retroceden por el envejecimiento, los dientes pueden volverse hipersensibles porque los odontoblastos sienten frío en una región del diente recién expuesta.

"La mayoría de las células y tejidos ralentizan su metabolismo en presencia de frío, por lo que los órganos de donantes se ponen en hielo", dice Lennerz. "Pero TRPC5 hace que las células sean más activas en frío, y la capacidad de los odontoblastos para detectar el frío a través de TRPC5 hace que este descubrimiento sea tan emocionante".

Lennerz confirmó la presencia de la proteína TRPCS en dientes humanos extraídos, lo que fue un tour de force técnico. "Nuestros dientes no deben cortarse en capas ultrafinas para poder estudiarlos bajo el microscopio", dice Lennerz, quien primero tuvo que descalcificar los dientes y ponerlos en resina epoxi antes de cortarlos e identificar los canales TRPC5 en los odontoblastos.

El equipo de investigación también identificó un objetivo farmacológico para minimizar la sensibilidad dental al frío. Durante siglos, el aceite de clavo se ha utilizado como remedio para el dolor de dientes. El agente activo en el aceite de clavo es el eugenol, que bloquea TRCP5.

Las pastas de dientes que contienen eugenol ya están en el mercado, pero los hallazgos de este estudio pueden conducir a aplicaciones más potentes para tratar dientes que son hipersensibles al frío. Y puede haber aplicaciones novedosas para el eugenol, como el tratamiento sistémico de pacientes con sensibilidad extrema al frío debido a la quimioterapia. "Estoy emocionado de ver cómo otros investigadores aplicarán nuestros hallazgos", dice Lennerz.

Discusión

Sensibilidad dentinaria como sensación termomecánica

Este estudio tuvo como objetivo encontrar el mecanismo molecular de detección del frío en los dientes. Usando una preparación novedosa de la mandíbula y el nervio que nos permitió registrar la actividad eléctrica propagada de los dientes intactos, identificamos TRPC5 y TRPA1 como los sensores de frío molecular y los odontoblastos como el sitio de la transducción de frío.

Este modelo experimental nos permitió cerrar una brecha importante en nuestra comprensión del dolor de muelas ya que es el primer modelo que permite la evaluación del sistema sensorial dentario en todo su contexto anatómico y, necesariamente, fisiológico en ratones transgénicos. Esto es fundamental porque, a diferencia de cualquier otra parte del cuerpo, la anatomía funcional dental plantea problemas complejos para detectar estímulos físicos dañinos.

La ubicación de la capa celular de odontoblastos en la zona más externa de la pulpa dental la convierte en una barrera natural entre los tejidos duros mineralizados y la pulpa dental blanda. Cada odontoblasto tiene un proceso que sobresale en un túbulo dentinario donde se sumerge en el líquido dentinario. Su cuerpo y proceso celular están rodeados por nervios sensoriales amielínicos dentro de los primeros 100 μm del borde odontoblastos-predentina. Esta disposición jerárquica única, desde el esmalte a macroescala a través de los microtúbulos dentinarios llenos de líquido hasta los canales iónicos a nivel molecular, proporciona la base estructural para la codificación del dolor térmico.

En resumen, nuestros datos aclaran los componentes moleculares y celulares del sistema de detección del frío dental y muestran que la transducción sensorial de los estímulos fríos en los dientes requiere odontoblastos. Por lo tanto, los modelos de neuronas cultivadas por sí solos son insuficientes para capturar las complejidades funcionales de la detección del frío dental. TRPC5 es un sensor de frío en dientes sanos y, con TRPA1, es suficiente para la detección de frío.

En condiciones inflamatorias humanas con pulpa dental lesionada o permeable, la expresión de TRPC5 aumenta en los axones sensoriales.

El odontoblasto aparece como el sitio directo de la transducción de frío de TRPC5 y proporciona un mecanismo para la detección de frío prolongada a través de la sensibilidad relativa de TRPC5 al [Ca2 +] intracelular y la falta de desensibilización. TRPM8, por el contrario, está regulado a la baja en la inflamación y, con sus propiedades biofísicas contrastantes y su ubicación en los odontoblastos predentinales coronales del esmalte, puede desencadenar respuestas al frío más transitorias o indicar una función diferente (p. Ej., Como osmosensor similar a los informes de TRPM8 en la córnea).

Además de ser un sensor de frío de odontoblastos, TRPC5 puede indicar dolor prolongado y actuar como un sensor de estrés oxidativo durante la inflamación.

A este respecto, TRPC5 puede ser un objetivo eficaz para el tratamiento de la hipersensibilidad dentinaria y el dolor dental inflamatorio. El ingrediente principal del aceite de clavo (Syzygium aromaticum), el eugenol, se ha utilizado durante siglos como analgésico en odontología e inhibe las corrientes de TRPC5.

En la carrera armamentista evolutiva entre los dientes y la comida, el odontoblasto con su proceso alargado que se extiende más allá del límite entre la dentina y el esmalte satisface la necesidad de un nociceptor especializado dentro de una cáscara resistente. Proponemos que los odontoblastos nos alertan sobre el daño de los dientes por objetos extracorpóreos de menor temperatura.

Fuente: intramed.net