ODONTOBLASTO TRANSDUTOR: de peça em peça a teoria ganha espaço

Por Dra. Michelle T. Biz do Dpto. de Morfologia da UFSC

Quem nunca sentiu dor de dente ao morder um picolé? 

Embora este tipo de sensibilidade dentinária seja um relato antiguíssimo e um problema frequente na população, o exato mecanismo biológico pelo qual estímulos externos incidindo sobre a superfície do dente estimulam os nervos que estão dentro do dente (na polpa dentária) causando a dor é ainda obscuro, permanecendo no campo da teoria.

Atualmente, a teoria mais aceita é a TEORIA HIDRODINÂMICA: estímulos aplicados à superfície do dente (como o frio) provocam a movimentação de líquido no interior dos túbulos dentinários (Figura 1), que por sua vez estimula, mecanicamente, as terminações das fibras nervosas que estão na polpa dentária.

Mas dentro dos túbulos dentinários, além do fluido tissular há também projeções de odontoblastos (célula da periferia da polpa), formando extensões da célula dentro destes túbulos. Estas projeções, chamadas de processos odontoblásticos, penetram em até dois terços de profundidade ou mesmo em todo o comprimento do túbulo dentinário. Assim, o odontoblasto é uma célula bem longa: com uma ponta dele (processo odontoblástico) dentro do túbulo dentinário, e a outra parte da célula (o corpo) na polpa dentária, próximo aos neurônios (Figura 1).

Esta evidência sustenta a teoria de que os odontoblastos possam ser “sentinelas” na recepção de estímulos externos e transmitir estes estímulos para as fibras nervosas (a TEORIA DO ODONTOBLASTO TRANSDUTOR). Aliás, em 2018, um texto CDQ já havia dado ênfase a esta teoria. Mas o papel dos odontoblastos como transdutor sensorial ainda carece de esclarecimentos.

Em detalhe os túbulos dentinários, com ilustração da presença dos processos odontoblásticos em seu interior.

Alguns estudos já sugerem que odontoblastos e neurônios próximos poderiam se comunicar por meio de moléculas sinalizadoras. Um exemplo é a molécula de ATP (adenosina trifosfato): em laboratório, quando odontoblastos e neurônios são cultivados juntos, ao estimular um odontoblastos, ocorre um aumento da entrada do íon cálcio nos neurônios, e isso estimula o neurônio. Mas, se bloquear os receptores de ATP no neurônio, o cálcio não consegue entrar no neurônio, e isso bloqueia o estímulo. Ou seja, estas células estão se comunicando usando a via do ATP.

Dentre os mediadores dessa sinalização encontram-se as proteínas canais PIEZO, já detectadas em odontoblastos, células-tronco da polpa dentária e neurônios aferentes. Entre estes canais, PIEZO1 desempenha papel importante em processos de transdução mecânica (tensão de compressão, de tração e de cisalhamento).

Com estas evidências científicas em mãos, recentemente Cientistas Descobriram Que… estímulos mecânicos em odontoblastos provocam ativação de PIEZO1, causando a entrada de cálcio na célula e liberação de ATP que desencadeia o sinal para os neurônios adjacentes.

Para melhor entender este estudo, vejamos a pesquisa simplificada em três passos:

  1. Odontoblastos expressam PIEZO1

Num primeiro momento os pesquisadores verificaram que os canais iônicos PIEZO1 estão expressos em odontoblastos cultivados 

  1. Ativação de PIEZO1 em odontoblastos aumenta entrada de cálcio e libera ATP 

Para este passo, os pesquisadores utilizaram estímulos mecânicos, e dois compostos químicos: Yoda 1 (estimulador de PIEZO1) e GsMTx4 (bloqueador de PIEZO1). Ao tratar os odontoblastos com estresse mecânico ou Yoda1, a entrada de cálcio aumentou rapidamente, o que não ocorre quando usado GsMTx4. Com o estímulo mecânico, verificaram também um aumento da atividade eletrofisiológica, que também aumentou após o tratamento com Yoda1, mas desapareceu quase completamente com o uso de GsMTx4. Ainda, a estimulação com Yoda1 aumentou a quantidade de ATP liberado pelos odontoblastos; e o uso de GsMTx4 inibiu a liberação de ATP

  1. ATP liberado por odontoblastos induz potencial de ação nos neurônios

O ATP liberado pelos odontoblastos provocou atividade eletrofisiológica nos neurônios e aumentou a frequência dos potenciais de ação (estímulo)

Em resumo, os pesquisadores demonstraram que os canais iônicos PIEZO1 podem ser mediadores da sinalização mecânica em odontoblastos resultando na liberação de ATP que conduz sinais externos para os neurônios gerando o estímulo de dor. Este estudo aprofunda a compreensão do possível mecanismo de comunicação odontoblasto-neurônio e fornece mais uma evidência para a teoria do odontoblasto transdutor na sensibilidade dentinária. É isso aí: de peça em peça, a teórica ganha espaço!

Para saber mais:

  1. PIEZO1 Ion Channels Mediate Mechanotransduction in Odontoblasts
  2. Ion Channels Involved in Tooth Pain
  3. TRPM7 Mediates Mechanosensitivity in Adult Rat Odontoblasts
  4. Dor de dente: a teoria do “odontoblasto transdutor” ganha mais uma peça

A caminho de uma restauração dentária biológica: nova formulação e aplicação apontam para um futuro clínico

por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

A dentina constitui a maior parte do tecido mineralizado do dente. Quando acometida por cárie, as células tronco contidas no interior da polpa dentária são capazes de diferenciarem-se em odontoblastos e secretar nova dentina a partir do local da lesão; entretanto, sem serem capazes de repor a porção dentinária perdida. Isso acarreta o enfraquecimento da estrutura dentária, uma vez que esta região de dentina perdida será reposta por material restaurador que, muito embora tenha uma estética excelente, não possui a mesma resistência do tecido dentinário perdido. 

A indução de células tronco no processo de reparo da dentina ocorre via sinalização Wnt/β-catenina, e a quantidade/qualidade de dentina reparadora produzida está diretamente relacionada ao nível de atividade de sinalização. Porém, esta via pode ser bloqueada pela enzima glicogênio sintase quinase 3 (GSK-3). Assim, em um estudo de 2017, objetivando a regeneração da dentina perdida aprimorando esta via de sinalização Wnt/β-catenina, um grupo de pesquisadores utilizou um inibidor da GSK-3 (leia a resenha deste estudo no CDQ).

Neste estudo de 2017, como inibidor de GSK-3 os pesquisadores utilizaram a Tideglusib (medicamento para tratamento de Alzheimer) em esponjas biodegradáveis. Muito embora o resultado tenha sido efetivo e promissor, a forma de aplicação (em esponjas no interior da cavidade pulpar) não pareceu ser a mais adequada para uma futura aplicação clínica.

Assim, os pesquisadores partiram para o estudo de uma formulação de inibidor de GSK-3 que pudesse ser incorporado em um hidrogel, e desta forma, ser aplicado no interior da cavidade do dente com a ajuda de uma seringa (sendo esta uma das formas mais comuns de aplicação de medicamentos e substâncias no interior do dente). Quatro anos após a primeira publicação, os pesquisadores apresentaram os resultados da nova formulação. A nova medicação é chamada de NP928 e pertence à mesma categoria da droga utilizada no estudo anterior (as Thiadiazolidinones – TDZD), porém com uma solubilidade maior que a Tideglusib. Assim, foi possível incorporar a droga a um hidrogel a base de ácido hialurônico, o que tornou possível a aplicação usando uma seringa. Após aplicado na cavidade a ser restaurada, o hidrogel passa para o estado sólido com a aplicação da luz azul (fotopolimerizador comumente usado com materiais restauradores), o que acrescenta uma vantagem à sua aplicabilidade clínica. Neste novo estudo, os autores compararam a utilização deste medicamento (NP928) em esponjas biodegradáveis (como no estudo anterior) e com hidrogel (a nova via de aplicação sugerida). Embora a aplicação usando esponjas também tenha provocado a formação de dentina, os autores verificaram que o hidrogel permitiu uma formação 30% maior de dentina.

A superioridade do hidrogel na formação de dentina é explicada pela rápida difusão e liberação do fármaco, sem, contudo, alterar a bioatividade e segurança do medicamento, permitindo a condução de células tronco para o local da aplicaçãoa e formação de nova dentina no local. Além disso, a aplicação do fármaco em hidrogel no interior de seringas aproxima-se mais ao uso rotineiro em consultório, o que pode tornar esta via muito atrativa em termos de aplicações futuras. 

Atualmente, os tratamentos restauradores disponíveis não são capazes de alcançar a regeneração de dentina apresentada pelos pesquisadores, motivo pelo qual estes resultados mostram-se de fato promissores para a Odontologia. Assim, é de se esperar, em breve, novos estudos que venham a comprovar a eficácia e a segurança de uma aplicação clínica deste tratamento;

Para saber mais, acesse o artigo original abaixo:

Stranger (Science) Things: Nicotinamida pode auxiliar no tratamento dos “banguelas” como o Dustin

Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

Até pouco tempo atrás, a síndrome da Displasia Cleidocraniana (DCC) era praticamente desconhecida de muitos, até que Dustin conquistou corações mundo afora.

Dustin é um dos personagens principais da série “Stranger Things” que, além de muito carismático, chamou a atenção por algo inusitado para um garoto da sua idade: ele é “banguela”. O fato é que, assim como o personagem Dustin, o ator que o interpreta, Gaten Matarazzo, possui DCC.

A DCC é uma doença rara (uma pessoa afetada em cada um milhão de nascimentos), causada por um defeito no gene CBFA1/RUNX2, sendo, portanto, transmitida hereditariamente. Este gene é responsável pela regulação da diferenciação das células que formarão os ossos (osteoblastos). A síndrome afeta principalmente os ossos da face, crânio e clavícula. Dentre as características principais da DCC, estão a estatura baixa, pouco desenvolvimento da clavícula (em alguns casos até ausente), as junções entre ossos do crânio persistentemente abertas, região nasal com proporções reduzidas e aumento exagerado do diâmetro do crânio. No que tange ao desenvolvimento da face, observa-se a maxila e o dorso nasal pouco desenvolvidos e a projeção da mandíbula, fazendo-se necessárias inúmeras cirurgias para as correções esqueléticas. Até início de 2020, Gate já havia passado por quatro cirurgias, fato que partilha com seus fãs em seu perfil no instagram (@gatenm123).

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“Regeneração” da estrutura cristalina de esmalte: uma vista para o futuro?

Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

O dente é uma estrutura extremamente complexa composto por esmalte, dentina, cemento, osso alveolar, ligamento periodontal e polpa dentária. Destes tecidos, o mais peculiar é o esmalte por ser o tecido mais duro do corpo e um tecido que perde conexão com a célula que deu origem a ele. Deixe-me explicar!

O corpo possui quatro tecidos mineralizados: esmalte, dentina, cemento e osso. Estes tecidos são formados por uma mescla de matriz orgânica (água e proteínas) e matriz inorgânica (o cristal de hidroxiapatita (HA) formado basicamente por íons cálcio e fosfato e que dá a dureza a esta matriz. Três pontos principais diferem um tecido mineralizado do outro: quantidade de HA, tipos de proteínas presentes na matriz e, por fim, a forma como as matrizes orgânica e inorgânica, se organizam. Em relação a quantidade de HA, o esmalte é o mais duro de todos, seguido da dentina, osso e cemento (97%, 70%, 65% e 60% de HA respectivamente). E particularmente no esmalte, estes cristais se arranjam em prismas que se encontram paralelos entre si. Essa arquitetura única aliada com a quantidade de HA garante ao esmalte não só o fato de ser o tecido mais duro do corpo, mas também de resistência ao desgaste durante as forças da mastigação.

Figura 1: Sequência do nascimento de um dente. Em lilás são representados os ameloblastos e epitélio oral (A-B), note a origem comum destes dois tipos celulares (ectoderma), isso facilitará a fusão deles quando se aproximarem (B). Com a fusão, inicia-se um processo de morte celular (apoptose) que enfraquece o epitélio, e somado à pressão do dente faz romper o epitélio e o surgimento de dente na cavidade oral (C). Ao final, quando o dente estiver em posição na cavidade oral, o esmalte estará completamente desnudo de ameloblastos e o epitélio oral vai circundar o dente na região cervical formando a gengiva (D). Imagem adaptada de Avery & Chiego Jr., 2005.

Ainda, a maneira como o esmalte é formado (pelos ameloblastos, a célula responsável pela Continuar lendo

A presença de nervos sensitivos é importante para formação dos dentes

Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

O desenvolvimento de um organismo envolve um coordenado e complexo processo de interação entre células de diferentes tipos e origens, que culmina no desenvolvimento de tecidos e órgãos. A manutenção da homeostase (estado de equilíbrio do organismo), durante o processo de desenvolvimento, é muito importante para que o órgão alcance a sua adequada função completa. Assim, alguns estudos já demonstraram que a presença dos nervos fornece este microambiente de homeostase tecidual favorecendo a regulação do comportamento das células-tronco mesenquimais. Em alguns modelos, já se verificou que a “desnervação” (remoção do nervo de um determinado local) impacta o comportamento celular e o desenvolvimento de determinados órgãos. No que tange o desenvolvimento dos dentes, pela primeira vez Cientistas Descobriram Que os nervos sensitivos presentes na face possuem um papel crucial na homeostase durante o desenvolvimento do órgão dentário. Continuar lendo

A Odontologia brasileira é uma das melhores do mundo!

Por Filipe Modolo – Dpto. de Patologia, UFSC

A Odontologia do Brasil está entre as melhores do mundo. Essa afirmação, apesar de verdadeira, parece contraditória, pois nossas condições gerais de educação e saúde encontram-se em um nível bastante baixo. Como isso pode acontecer? Qual seria a origem de tanta contradição? Continuar lendo

Liberação lenta de Sinvastatina pode auxiliar o processo de regeneração pulpar

Por Michelle Tillmann Biz – Dpto. de Ciências Morfológicas / UFSC

Não é de hoje que os cientistas se empenham para encontrar alternativas mais biológicas para a restauração de dentes visando à regeneração pulpar (ver post anterior). Tudo que temos hoje em dia à disposição para a restauração de dentes em que a cárie já atingiu a polpa (tecido que dá a vitalidade e sensibilidade aos dentes, vide figura 1), é o uso de medicações e materiais sintéticos.

Figura 1: Tecidos que compõe o dente. Dentina, esmalte e cemento são tecidos mineralizados; enquanto a polpa dentária é o tecido que dá vitalidade e sensibilidade ao dente.

As medicações funcionam como uma alternativa para manter o tecido remanescente, mas não são capazes de promover a regeneração da polpa dentária, muitas vezes falhando no seu objetivo inicial. Nesse sentido, cientistas buscam alterativas biológicas para mediar o processo de regeneração desse tecido quando o mesmo for lesionado pela cárie. E é nesse contexto que um grupo brasileiro de CIENTISTAS DESCOBRIRAM QUE… a liberação lenta de sinvastatina, contida em arcabouços de quitosana, aumenta a quimiotaxia (atração) e o potencial de regeneração de células pulpares, podendo ser um biomaterial a ser considerado como uma alternativa para a estimulação da regeneração do complexo polpa-dentina. Continuar lendo