Cientistas descobrem células que sabem quando, onde e como desenvolver os dentes

Processos como a transição de rebento para capuz são mediados por interações epiteliais-mesenquimais. Além disso, a posição de uma célula num embrião em desenvolvimento determina o seu destino devido às diferenças relativas na concentração de moléculas de sinalização e de factores de crescimento.

Os cientistas sabem há muito tempo que um único dente se desenvolve como um pequeno rebento de células epiteliais externas em direção às células mesenquimais mais profundas. Em seguida, curva-se para formar um formato de capuz e, em seguida, dobra-se ainda mais para formar o formato de campânula de um dente maduro, com osso e gengiva à volta. O Dr. Han-Sung Jung e a sua equipa da Faculdade de Medicina Dentária da Universidade de Yonsei, na Coreia, ampliaram estas descobertas examinando como a posição das células dentárias epiteliais e mesenquimais jovens influencia aquilo em que se tornarão e publicaram as suas descobertas no International Journal of Oral Science.

O autor sénior, Dr. Jung, disse que a sua equipa "realizou este estudo para identificar como a identidade posicional ao longo do eixo linguo-bucal determina destinos de desenvolvimento distintos do mesênquima dentário. Esta investigação tem o potencial de impactar significativamente a nossa compreensão do desenvolvimento dentário."

Os investigadores separaram as células mesenquimais dos lados lingual e bucal nas fases de capuz e sino de um embrião de ratinho em desenvolvimento e compararam os seus perfis de expressão genética através de RNA-seq, seguido de uma análise de enriquecimento da ontologia genética para compreender as diferenças entre a posição e o tempo. Em seguida, transplantaram as células linguais e bucais do estágio de capuz separadamente sob a cápsula renal de ratinhos imunocomprometidos para ver em que se transformou cada uma.

A análise mostrou que as células do lado lingual estavam principalmente orientadas para a formação do próprio dente e para moldar a sua estrutura, enquanto as células do lado bucal estavam mais focadas na atividade das células estaminais, na formação dos tecidos circundantes e no suporte ao crescimento e reparação do dente. Como esperado, apenas as células linguais do rim do ratinho se transformaram em esmalte dentário.

Os investigadores também relataram a mistura aleatória de células bucais e linguais marcadas, na fase de cap, de ratinhos geneticamente modificados. "Estávamos curiosos para saber se conseguiriam encontrar o seu lugar original e reorganizar-se quando as células mesenquimais linguais e bucais marcadas fluorescentemente fossem misturadas aleatoriamente, o que não só fizeram, como as células linguais cresceram em dentina para formar o dente como antes. Este fenómeno é chamado de auto-organização celular", diz a primeira autora, Eun-Jung Kim.

Além disso, estudaram extensivamente as moléculas de sinalização em cada grupo e verificaram que a sinalização WNT e as R-spondinas (Rspo1/2/4) são enriquecidas em células linguais, juntamente com uma elevada proliferação, baixa morte celular e maior taxa de migração, auxiliando a formação do dente. Por outro lado, as células orais apresentam maior expressão de inibidores de BMP, menor proliferação, maior apoptose e migração mais lenta, favorecendo a formação óssea e do tecido circundante.

Em conclusão, os autores propuseram um modelo de posicionamento das células dentárias baseado no eixo linguo-bucal para a formação do dente e do tecido circundante. Verificou-se que as características das células mesenquimais dentárias variam ao longo deste eixo, e o destino da formação do dente e do tecido circundante é determinado pelas células mesenquimais através da sinalização WNT/BMP.
Um conhecimento mais profundo das nuances moleculares do desenvolvimento dentário inspirará novas pesquisas em engenharia de tecidos e medicina regenerativa, o que poderá, em última análise, levar a avanços na regeneração dentária baseada em células estaminais e a aplicações terapêuticas mais eficazes para a restauração e reparação dentária.