Descubren el mecanismo que posibilita la regeneración dental

Realmente suena muy poco atractivo, sin embargo, la anatomía dental de los ratones puede dar a los investigadores una poderosa visión de cómo regenerar los dientes humanos. Esto podría cambiar el mundo de las restauraciones dentales. Las coronas, los puentes y los rellenos podrían pasar a formar parte del pasado.
 
Y es que, los incisivos de estos pequeños animales no dejan de crecer nunca. Sin embargo, los molares, al igual que la dentadura humana pierden esta capacidad y frenan su desarrollo tras la formación de la corona (parte superior de la muela destacada por ser la más visible).
 
Teniendo en cuenta estas características un equipo multidisciplinar de la University of Southern California (USC), liderado por el profesor Yang Chain, han estudiado los mecanismos biológicos internos que provocan el crecimiento continuo de los dientes incisivos de ratones. Con la intención de que este modelo biológico dental siente las bases para la futura regeneración dental humana.
 
Detección de una importante cascada de señalización genética
 
Tal y como exponen los autores, recientemente en la revista Developmental Cell, las responsables de la diferencia de crecimiento entre incisivos y molares son dos vías diferentes de señalización. La vía BMP (proteína morfogénica del hueso con capacidad para inducir la formación de hueso nuevo) y la vía SHH (proteína de la familia hedgehog que interviene en la regulación de la formación de órganos). Ambas trabajan juntas para controlar el destino de las células madre epiteliales que darán lugar a los molares y a los incisivos de ratones y su crecimiento controlado.
 
Actualmente, si un diente permanente se daña, se rompe o sufre cualquier otro tipo de lesión que necesite ser reparada, puede ser reemplazado por prótesis convencionales fijas, removibles o implantes realizados con materiales sintéticos. Todavía no existe la posibilidad de regenerar la propia pieza dental. Pero, ¿y si esto fuese posible? Imaginemos por un momento los beneficios tan importantes que supondría para nosotros esta posibilidad.
 
Los trabajos existentes han permitido realizar grandes avances en odontología. Estos estudios han empleado células madre de diversos tejidos dentales (dentina, extracto de pulpa dental de diversos dientes, extractos de ligamentos periodontales, entre otros) para obtener estructuras dentales. Los resultados han sido espectaculares y se han llegado a obtener dichos tejidos in vitro.
 
El gran problema que se plantea la comunidad científica es que la regeneración es un proceso de formación que no está controlado en su totalidad, ¿cómo hacer que crezcan en una dirección determinada?, ¿cómo indicar que tamaño deben de tener? etc.

La regeneración dental, cada vez más cerca
 
Todos estos estudios han tratado de dar solución a la regeneración dental, persiguiendo un objetivo común, la obtención de dientes originales. Ahora bien, este gran objetivo no se ha logrado.
 
La investigación a la que hacemos referencia da un paso más allá y pretende dar solución a todas esas preguntas que han quedado en el aire sin poder ser respondidas. Se sabe que es posible hacer crecer un diente a partir de células madre dentales, pero, existen una serie de incógnitas que todavía no han permitido cerrar el proceso y hacer que la regeneración dental se convierta en una realidad.
 
La investigación de Chain y colaboradores se inicia con el conocimiento que hay sobre al dentadura de los ratones. A pesar de iniciarse con un proceso de desarrollo similar, los incisivos crecen continuamente mientras que los molares no. ¿Qué mecanismos se suceden para que dientes de un mismo animal tengan un comportamiento tan diferente? Esta es la extraordinaria aportación que hace este grupo de investigadores y dan a conocer los mecanismos internos que hacen funcionar y controlar a las células madre responsables de la formación de dientes.
 
Para ello, comparan las células madre que darán lugar a los incisivos con las que darán lugar a los molares, que al igual que sucede en humanos, frenan su desarrollo después de la formación de la corona. Los resultados que obtuvieron les permitieron determinar que la red de señalización existente en el proceso de formación dental, constituida por genes y proteínas (BMP-Smad4-SHH-Gli1), son las que indican el destino de las células madre que darán lugar a molares y a incisivos de ratones.
 
Descubrimiento de un microambiente funcional
 
La red BMP-SHH lo que hace es proporcionar, digamos, un microambiente funcional donde las células madre se mantienen y el diente puede seguir creciendo. Este nicho o microambiente es el que aporta a las células madre las señales adecuadas que les permiten regular su funcionamiento y mantenimiento.
 
Este mecanismo es temporal en el caso de los molares, mientras que desempeña un papel muy importante en el continuo crecimiento de los incisivos, según han afirmado Yang Chain y colaboradores. Por lo que este hallazgo, podría emplearse para reactivar las células madre de los molares y de esta manera se conseguiría hacer crecer de nuevo parte de la raíz dental.
 
La clave está en saber como llevar a cabo esta reactivación a través de la manipulación de las distintas vías de regulación de células madre, según declara el profesor Chain en una entrevista realizada para la USC.
 
Todo este nuevo conocimiento acerca del funcionamiento y mecanismos de la cascada de regulación que afecta a la formación de la dentadura de ratones, podría ser empleado en un futuro, como modelo para su aplicación en la dentadura humana. Por tanto, sienta las bases moleculares que podrían ser empleadas como una estrategia para la regeneración dental en humanos.
 
Se abre una nueva línea de investigación que permite que la regeneración dental esté cada vez más cerca y al alcance de todos.
 
Otras soluciones adicionales
 
La medicina y la odontología, han ido desarrollando una gran cantidad de investigaciones orientadas a la regeneración, reparación o reemplazo de órganos y tejidos que se han visto lesionados o dañados por diversas fatalidades.
 
Así, la pérdida de algún diente puede ser la causa de la manifestación de alguna patología como caries, fracturas o incluso alteraciones genéticas. Enfermedades como la diabetes, cáncer, VIH y algunos trastornos alimenticios pueden provocar problemas de salud bucal.
 
Por otro lado, a medida que envejecemos la salud de nuestros dientes es más frágil por lo que se vuelven piezas más vulnerables a infecciones y al desgaste, entre otras lesiones. Todas estas situaciones que nos pueden provocar la pérdida de algún diente, no suele ser algo crítico, sin embargo, sí pueden relacionar aspectos estéticos, psicológicos y/o médicos con un empeoramiento de nuestra calidad de vida, añadido ya al problema que presentamos.
 
Los avances que se están consiguiendo a este nivel son espectaculares y la utilización de células madre para conseguir la regeneración dental se está convirtiendo en una realidad. Así, la investigación que nos ocupa tiene importantes implicaciones para la comprensión de los mecanismos de regulación de mantenimiento de células madre epiteliales y aporta enfoques moleculares novedosos para la regeneración de dientes.

Referencia bibliográfica:
 
Li, Jingyuan et al. BMP-SHH Signaling Network Controls Epithelial Stem Cell Fate via Regulation of Its Niche in the Developing Tooth. Developmental Cell (2015). DOI: 10.1016/j.devcel.2015.02.021.