Proteínas de matriz de esmalte (AMELOGENINA)

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Proteínas de matriz de esmalte
(AMELOGENINA)
5HYLVLyQ%LEOLRJUiÀFD
urante un proceso ideal de reparación,
WRGRVORVFRPSRQHQWHVGHOWHMLGRSHriodontal como el cemento acelular,
el ligamento periodontal, el hueso alveolar y
ÀEUDV FROiJHQDV RULHQWDGDV IXQFLRQDOPHQWH
tanto al cemento como al hueso alveolar, deberían de regenerarse en una vía que simule
el desarrollo normal (Sculean et al., 1999;
+HLMOHWDO
En busca de nuevas técnicas y materiales
para el tratamiento de este tipo de accidentes y que puedan hacerlo de la manera antes
mencionada, encontramos la proteína de matriz de esmalte o derivada del esmalte (PDE),
esta se comercializa en el mercado como
Emdogain® (Biora AB, Malmö, Suecia).
Descrita inicialmente por Slavkin y Boyde en 1975, de ser una proteína que interviene en la formación de cemento durante
la vida fetal, estas PDE son secretadas y
WHPSRUDOPHQWH GHSRVLWDGDV HQ OD VXSHUÀFLH
radicular por las células de la vaina epitelial
de Hertwig que es una extensión del epitelio
dental, siendo parte esencial de la formación
de cemento acelular y el desarrollo del ligamento periodontal y hueso alveolar.
La cementogénesis y la formación inicial
de la raíz están íntimamente relacionadas. En
la descripción clásica, la vaina radicular epitelial de Hertwig (VREH) induce las células
mesenquimatosas de la papila dental para
formar el manto de predentina antes de desLQWHJUDUVH\GHMDUODVXSHUÀFLHUDGLFXODU/DV
células mesenquimatosas del folículo dental
al estar expuestas a la nueva dentina se cree
que inducen la cementogénesis.
Varios factores de crecimiento tienen la
capacidad de promover la proliferación y
diferenciación de cementoblastos los cuales
son necesarios para la formación del mismo.
Entre ellos están las proteínas morfogenéticas óseas 2, 3 y 4, el factor de crecimiento
derivado de plaquetas, factor de crecimiento
GH ÀEUREODVWR D \ E IDFWRU GH FUHFLPLHQWR
transformante beta y el factor de crecimiento
tipo insulina 1, el cual tiene una variación
conocida como factor de crecimiento de cemento. (Grzesik et al., 2002)
Existen tres variaciones de cemento que
recubren la raíz de los órganos dentarios,
HO FHPHQWR ÀEURVR H[WUtQVHFR DFHOXODU HVWi
FRPSXHVWR SRU SDTXHWHV GHQVRV GH ÀEUDV GH
Sharpey en una sustancia base no celular. Este
cubre los dos tercios cervicales de la raíz de
D
ORVGLHQWHVKXPDQRV(OFHPHQWRDÀEULODUDFHOXODU QR FRQWLHQH QL FpOXODV QL ÀEUDV 3XHGH
encontrarse como cemento coronal en humaQRV\FRPRSDUWHGHOFHPHQWRÀEURVRH[WUtQVHFRDFHOXODU(OFHPHQWRHVWUDWLÀFDGRPL[WR
FHOXODUHVWiFRPSXHVWRGHÀEUDVLQWUtQVHFDV\
extrínsecas y células distribuidas irregularmente. Estas se encuentran principalmente en
el tercio apical de los dientes humanos. El cePHQWRÀEURVRLQWUtQVLFRFHOXODUFRQWLHQHFpOXODV\ÀEUDVFROiJHQDVSHURpVWDVQRVHH[WLHQden al ligamento periodontal. Se encuentra
SULQFLSDOPHQWHFRPRXQWHMLGRGHUHSDUDFLyQ
después de una resorción radicular. Tomando en consideración esta gran variación de
morfología y distribución de varios tipos de
cemento, es de asumir que la formación es
inducida por diferentes vías (Hammarström,
1997a,b; Grzesik et al., 2002).
En general, la cementogénesis coronal
parece iniciarse por la exposición del esmalte en desarrollo a las células del folículo dental. La formación del cemento coronal inicia
SRFRDQWHVGHODÀQDOL]DFLyQGHOHVWDGLRVHcretor (Hammarström, 1997a).
Posterior a los procesos de inducción de
WHMLGRVPLQHUDOL]DGRVOD95(+VHGHJHQHUD
en grupos de células llamadas restos epiteliales de Malassez, Hamamoto et al. (1996)
reportó que estos grupos de células en molares de rata tienen la capacidad de expresar
DPHORJHQLQDFRPRXQDUHVSXHVWDDODLQÁDmación crónica.
El principal constituyente de la PDE es
la amelogenina en un 90% de la matriz, (van
der Pouw et al. (2002) agregan que en menor
cantidad la ameloblastina, enamelina, amelina y algunas secuencias de ácido argininaglicina-aspártico), expresada principalmente
por ameloblastos, familia de derivados proteicos hidrofóbicos ricos en prolina, creados
por un gen único, según un proceso de diYLVLyQ DOWHUQDWLYD PRGLÀFDFLRQHV SRVWUDduccionales y un mecanismo postsecretorio
controlado.
La amelogenina es el mayor componente
protéico del esmalte, con alrededor de 180
aminoácidos los cuales tienen la habilidad
de auto ensamblarse formando estructuras
en forma de nanoesferas, las cuales actúan
como acarreadores de otros factores secretados por otras células en el ambiente local,
lo que contribuye a la biomineralización del
esmalte.
Dr. Christopher Lang Arce MSc
Especialista en Endodoncia
[email protected]
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‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
traron que presentaba una bifase, la primera
basada en un patrón de eliminación rápida
de excesos, seguido de una fase lenta con un
periodo de 50 a 72 horas. Esta investigación
indica que la última porción de PDE es eliminada hasta después de dos semanas. Parashis agrega, que dos semanas después de
un procedimiento quirúrgico, el defecto es
RFXSDGR SRU XQ WHMLGRFRQHFWLYRLQPDGXUR
/DSRUFLyQDSLFDOGHHVWHWHMLGRFRQHFWLYRHV
rico en células ectomesenquimatosas mienWUDV TXH OD SRUFLyQ FRURQDO FRQWLHQH WHMLGR
JUDQXORPDWRVRULFRHQFpOXODVLQÁDPDWRULDV
\HVWUXFWXUDVYDVFXODUHV(OWHMLGRGHJUDQXODFLyQHVVHJXLGDPHQWHUHPSOD]DGRSRUWHMLdo conectivo. Si las PDE no están presentes
HQ HO LQWHUYDOR FXDQGR ODV FpOXODV GH WHMLGR
conectivo aparecen en la porción coronal
del defecto, la formación de cemento no se
realizará (Gestrelius et al., 1997b; Paraseis
et al., 2000).
En el caso del Emdogain® , este compuesto es en parte más activo que la amelogenina recombinante, es posible que una de
las formas procesadas de la amelogenina sea
más activa que la amelogenina nativa, siendo
ésta una proteína de adhesión celular (Hoang
et al., 2002).
Existen cuatro clases de proteínas de adhesión celular, llamadas: SAM´s, CAM´s,
cadherinas y selectinas. Las SAM´s (maWHULDO GH DGKHVLyQ VXSHUÀFLDO VRQ XQ WLSR
de proteínas de adhesión celular consisten
en proteínas de matriz extracelular que se
unen a receptores intercalados de membrana
llamados integrinas (heterodímeros transmembrana que consisten en subunidades
alfa y beta unidas covalentemente, la combinación de estas subunidades determina la
HVSHFLÀFLGDG GH XQLyQ HVWDV SXHGHQ UHFREmdogain®
QRFHUVHFXHQFLDVHVSHFtÀFDVGHSROLSpSWLGRV
El Emdogain®, compuesto comercial, de moléculas de matriz extracelular, van der
es una mezcla heterogénea constituida prin- Pauw et al., 2002) que requieren de cationes
cipalmente por amelogenina y proteínas divalentes para actuar. La amelogenina tiederivadas de folículos dentales porcinos de ne muchas características de las proteínas
PHVHVGHHGDGHQIRUPDiFLGDSXULÀFDGD de adhesión celular clase SAM´s, en donde
Se puede encontrar en dos presentaciones, la la amelogenina es una molécula de matriz
forma lista para utilizarse en gel y la forma extracelular, no es membrana-intercalada y
OLRÀOL]DGD OD FXDO GHEH VHU PH]FODGD R GL- requiere de cationes divalentes para actuar;
suelta en una solución acuosa de propilen- van der Pouw menciona que la estimulación
glicol alginato (propilen glicol mas ácido por parte de la actividad de la fosfatasa alalgínico), los cuales según resultados obte- calina y las elevadas concentraciones de
nidos por Bratthall tienen una acción similar factor de crecimiento transformante beta 1
(Bratthall et al., 2001; Kawase et al., 2000; 7*)ơSXHGHQLQWHUYHQLUHQORVSURFHVRV
Lyngstadaas et al., 2001; Hoang et al., 2002 ; de activación de integrinas (van der Pauw et
Gestrelius et al., 1997a).
al., 2002; Hoang et al., 2002).
Estas proteínas son insolubles en una soLa PDE es un elemento temporal en el
OXFLyQ DFXRVD EDMR FRQGLFLRQHV ÀVLROyJLFDV desarrollo de la corona, la mayoría es degray están pensadas para formar agregados pro- dada y eliminada en asociación con la miteicos al lugar de aplicación que estimulen QHUDOL]DFLyQ ÀQDO GHO HVPDOWH (Q OD UHJLyQ
las interacciones matriz-célula y promuevan cervical de las raíces, la matriz en algunas
ODUHJHQHUDFLyQGHORVWHMLGRVSHULRGRQWDOHV ocasiones se mineraliza, mientras que en
dañados (Kawase et al., 2000).
otras zonas, puede ser degradada sin la subInvestigaciones realizadas sobre la ciné- siguiente mineralización.
tica del Emdogain® después de haber sido
Tal respuesta implica una cascada seaplicada en raíces dentales in vivo, encon- cuencial de factores de crecimiento que
Viswanathan et al. (2003) propone dos
teorías de cómo actúan las amelogeninas:
1. La amelogenina, una molécula “señal”, es
capaz de modular la expresión de genes
asociados a cementoblastos, esto sugiere
TXHHOGHVDUUROORGHWHMLGRVSHULRGRQWDOHV
VRQHOUHVXOWDGRGHFRPSOHMDVLQWHUDFFLRnes epitelio-mesénquima.
2. La amelogenina, una proteína estructural,
es capaz de actuar como una nanoestructura que tiene la capacidad de acarrear
otros factores no conocidos incorporados
SRURWUDVFpOXODV\XQLUORVDOFRPSOHMRGH
amelogenina ensamblado. Subsecuentemente, estos factores acarreados son
liberados para promover el desarrollo periodontal.
Las amelogeninas son conocidas de poder
auto ensamblarse en agregados supramoleculares los cuales forman una matriz extraceluODULQVROXEOHFRQXQDDÀQLGDGSRUODKLGUR[LDpatita y la colágena después de ser secretado
al aumentar su temperatura y su pH. Cuando
OD3'( HV DSOLFDGDD ODV VXSHUÀFLHV UDGLFXlares desnudas se precipitan para formar
XQD PDWUL] H[WUDFHOXODU FRQ XQD VXSHUÀFLH
hidrofóbica con el potencial de soportar las
LQWHUDFFLRQHVFRQFpOXODVGHORVWHMLGRVDG\Dcentes y bloqueando la acción colonizadora
GHOWHMLGRHSLWHOLDOWDODGKHVLyQDGLIHUHQWHV
tipos de células se da por un mecanismo divalente dependiente de cationes. Se conoce
que muchas proteínas de adhesión tienen sitios de unión para colágena y heparina, mientras que la PDE se adhiere a minerales. Esta
actividad adhesiva de la amelogenina puede
MXJDUXQSDSHOLPSRUWDQWHHQODXQLyQGHORV
ameloblastos a la hidroxiapatita y otros tipos
de células durante el desarrollo dental.
‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹
actúan en la multitud de células necesario
SDUD OD UHFRQVWLWXFLyQ GH ORV WHMLGRV SHULRdontales (Trombelli et al., 2002a,b; Tonetti
et al., 2002 ; Okuda et al., 2001 ; Camargo
et al., 2001 ; Spahr et al., 2002 ; Brett et al.,
2002 ).
Acción Antibacteriana
Una propiedad importante de la PDE en
forma de Emdogain®, es la capacidad de
PRGXODUHOFUHFLPLHQWREDFWHULDQRGHODÁRra normal durante el sanado, por otro lado,
Spahr et al. (2002) realizó estudios especíÀFDPHQWH VREUH ORV SULQFLSDOHV SDWyJHQRV
periodontales que intervienen en la recolonización, el A. Actinomycetemcomitans, P.
Gingivalis y P. Intermedia, donde encontró
TXHLQKLEtDVLJQLÀFDWLYDPHQWHVXFUHFLPLHQto, la acción antibacteriana se atribuye a
porinas en la pared bacteriana (Gram-) que
permiten el paso de sustancias de hasta 5000
'DHOEDMRS+GHODVSURWHtQDVSUHVHQWHVHQ
el Emdogain® varían de entre 4.5 y 5.5 y
pasan libremente alterando su metabolismo.
Esto puede ser uno de los factores que contribuyen a la reparación temprana (Scuelen
et al., 2001a).
Newman et al. (2003) por otro lado,
menciona que la acción antibacteriana del
Emdogain® se debe a su medio de transporte, el propilen glicol alginato. Este último
es utilizado como ingrediente en muchos
desinfectantes aerosoles. Su modo de acción
se cree, siendo un alcohol, es su capacidad
para deshidratar la membrana celular bacteriana o por su pH ácido, el cual es cercano a
5. Siendo su efecto dependiente de concenWUDFLyQORVQLYHOHVPX\EDMRVQRWLHQHQHIHFto alguno (< 70%). Estos resultados los basó
al encontrar crecimiento de P. Gingivalis en
cultivos expuestos a Amelogenina, que, al
ser éstas de proteínas de origen porcino, son
GHJUDGDGDV IiFLOPHQWH SRU OD SRUÀURPRQD
ya que su método de alimentación es de tipo
proteolítico, por lo que facilitaba su crecimiento. Por otro lado, la forma comercial de
Emdogain® inhibió completamente su crecimiento debido a la presencia del propilen
glicol alginato.
El hecho de tener capacidad antibacteriaQD GD FLHUWDV YHQWDMDV VREUH DOJXQRV PDWHriales y técnicas con los cuales se compara la
PDE, en especial con la técnica de Regeneración Tisular Guiada, introducida por Nyman
et al. (1982a,b), la cual se basa en la utilización de membranas ya sean reabsorbibles o
no, esta última con una gran taza de éxito.
Existen muchos artículos comparando esta
técnica con el Emdogain® los cuales concluyen en que no existe una diferencia esWDGtVWLFDVLJQLÀFDWLYDDOVHUFRPSDUDGDV\Vt
una diferencia clínica al ser combinadas. La
YHQWDMDGHOD3'(VREUHODVPHPEUDQDVVHgún Spahr et al. (2003), es el hecho de que se
puede comprometer el éxito del tratamiento
seguido de una colonización bacteriana por
exposición de la membrana a la cavidad
oral durante la cicatrización de la herida y la
fase regenerativa, hecho que no sucede con
el Emdogain® (Silvestre et al., 2000/2003;
Lekovic et al., 2000/2001a,b; Zucchelli et
al., 2002; Windsch et al., 2002 ; Yilmaz et
al., 2003).
$OJXQDV RWUDV GHVYHQWDMDV GH ODV PHPbranas son las siguientes: la aplicación de
una membrana es un procedimiento técnico-sensitivo que consume mucho tiempo y
que debe ser realizado cuidadosamente, el
FRUWH DMXVWH DGDSWDFLyQ \ VXWXUDGR SXHGH
ser un procedimiento difícil especialmente
en dientes posteriores, en el caso de utilizar
membranas no reabsorbibles, será necesario
una segunda intervención quirúrgica, procedimiento que puede generar recesión gingiYDOSRUQHFURVLVPDUJLQDOGHOFROJDMRDGHmás se requiere de un intenso seguimiento
especialmente cuando existe supuración o
exposición de la membrana, todo esto puede conllevar a una pérdida de regeneración
WLVXODU TXH HV OD ÀQDOLGDG GH HVWH SURFHGLmiento. Histológicamente, el cemento obtenido es de tipo reparativo con un mayor
grosor, alta celularidad y una predominancia
GHÀEUDVLQWUtQVHFDVSRUORTXHQRHVXQFHPHQWR ÀUPHPHQWH DGKHULGR D OD VXSHUÀFLH
radicular (Silvestri et al., 2000).
Schroeder, mencionado por Cattaneo et
al. (2003), indica que esta falla en la adhesión
se debe a la falta de cemento intermedio que
está comúnmente presente en la unión cePHQWRGHQWLQDEDMRFRQGLFLRQHVQRUPDOHVVL
este cemento intermedio esta ausente durante
la recuperación, éste se desarrollará directamente a la dentina circumpulpar.
Muchos estudios han sido realizados sobre la PDE biomolécula, tanto in vivo como
in vitro, para el tratamiento de enfermedaGHVSHULRGRQWDOHVFRQPHMRUDVLPSRUWDQWHV
y reproducibles en índices clínicos como
incremento de la inserción, reducción de
la profundidad de sondeo, formación de
cemento acelular y aumento de la densidad
ósea después de la realización de un tratamiento quirúrgico periodontal. El mecanismo detrás de este proceso regenerativo
parece ser una interacción matriz-célula
entre las PDE y las células del ligamento
periodontal, que culmina en la formación de
FHPHQWRÀEURVRH[WUtQVHFRDFHOXODU\ORVWHMLGRVDG\DFHQWHV.DZDVHHWDO+lgewald et al., 2002; Wennström et al., 2002;
Jiang et al., 1997; Rosen et al., 2002; Yukna
et al., 2000; Cochran et al., 2003; Francetti
et al., 2004).
Sculean et al. (2003) evaluaron si existía
algún tipo de ganancia en la inserción de los
WHMLGRVSHULRGRQWDOHVSRVWHULRUDXQDWHUDSLD
periodontal no quirúrgica, se realiza este
procedimiento ya sea con escariadores o con
instrumental ultrasónico y su posterior aplicación de Emdogain®, encontró que no existía ningún tipo de ganancia en la inserción
7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹
‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
GHWHMLGRVSRUORTXHHQVXVFRQFOXVLRQHVQR
recomienda la utilización de este producto
en procedimientos no quirúrgicos.
Pontoriero et al. (1999) encontró que la
aplicación tópica de PDE en sitios expuestos
seguido de una cirugía periodontal, exhibía
una reducción importante de la profundidad
de sondeo y un aumento importante de la inserción en relación a los controles, característica corroborada por varios investigadores
en estudios similares (Haden et al., 1999;
Bratthall et al., 2001; Gutiérrez et al., 2003).
Conclusiones hechas por Hammerström
(1997) indican que la PDE provee un ambiente adecuado para la regeneración periodontal considerándola como un material con
promesa en la terapia periodontal. Este proceso lo logra copiando el proceso que esta
presente durante el desarrollo radicular y de
WHMLGRSHULRGRQWDO&DUGDURSROLHWDO
Mecanismo de Acción
Estudios in vivo muestran que la PDE de
alguna manera restringe el crecimiento interno del epitelio oral en las áreas periodontales
en regeneración. Esta acción anti-proliferativa se basa en la detención de la fase G1
del ciclo celular, reducción de la síntesis de
DNA dada por una regulación de la proteína
p21WAF1/CIP1 que es un inhibidor de kinasas dependiente de ciclina (CDK).
La progresión del ciclo celular de la fase
G1 a S es el punto de control más importante
en la proliferación celular, y está en múltiples
niveles regulada por la p21WAF1. En la ausencia de factores de crecimiento y otros estíPXORVPLWRJpQLFRVODFpOXODÀQDOL]DVXSURceso de mitosis y es llevada a G0, una anterior
fase reversible de G1 (Kawase et al., 2001).
La p21WAF1 tiene efectos tanto positivos y negativos en el paso a G1. Los niveles basales de la p21WAF1 son requeridos
SDUDTXHVHSXHGDQHQVDPEODUORVFRPSOHMRV
ciclinas-CDK y ser activos sin embargo, niveles elevados de esta proteina bloquean las
CDK (Weinberg et al., 2002).
En resumen, la p21WAF1 retrasa el avance a través de ciclo celular, consecuentemente inhibe la proliferación celular sin inducir
apoptosis (Kawase et al., 2000).
Kawase encontró que la PDE estimula ya
sea la fosforilación de la familia de Kinasas
del MAP y la translocación del smad2, que
es uno de los transductores más importantes que está relacionado con los receptores
GHO 7*)ơ EDVDGR HQ OD GHWHFFLyQ GH XQ
SpSWLGRLQPXQRUHDFWLYR7*)ơHQODSUHparación de PDE, por ello postularon que
HO7*)ơSXHGHDFWXDUFRPRHOSULQFLSDO
factor bioactivo en la PDE para inducir
XQDPRGXODFLyQGHOFUHFLPLHQWRHVSHFtÀFR
para cada célula, sin embargo se propone
la hipótesis de que existan más factores
que pueden co-actuar como factor de creFLPLHQWR FRQ HO 7*)ơ SDUD HVWLPXODU GH
manera completa la proliferación celular.
‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
Kawase concluye que el modo de acción
GHOD3'(HVDFWXDUFRPRXQVLVWHPDHÀFLHQWHGHHQWUHJDGHVXVWDQFLDVWDOHVVRQ7*)ơ
exógeno y otros factores similares que están
presentes en la PDE, y endógenamente producir citosinas (Kawase et al., 2002).
Similar a Kawase, Lyngstadaas et al.
(2001) encontró expresión y secreción de
7*)ơDOGtDGHHVWDUFXOWLYDGDVFpOXODVGH
ligamento periodontal en presencia de PDE.
0HQFLRQD TXH HO 7*)ơ HV XQ IDFWRU GH
crecimiento pluripotencial asociado con las
SODTXHWDV\ORVWHMLGRVyVHRV(VWHSXHGHJHnerar diferentes efectos en las células en las
FXDOHVDFW~H\HQODVFRQGLFLRQHVÀVLROyJLFDV
que se encuentre. La principal actividad del
7*)ơHVHVWLPXODUODVtQWHVLV\GHSRVLFLyQ
de proteínas de matriz extracelular y aumentar la expresión de integrinas, receptores
que median la interacción célula-PDE. El
7*)ơKDPRVWUDGRDIHFWDUODSUROLIHUDFLyQ
osteoblástica, la quimiotaxis, diferenciación
y deposición de PDE, factores importantes
para el éxito de la reparación y regeneración
GHWHMLGRVFDOFLÀFDGRV
Lyngstadaas observó un aumento en la
taza de crecimiento y metabolismo en células del ligamento periodontal expuestas a
PDE; esto sugiere que éste compuesto provee
un ambiente que le permite a las células del
ligamento periodontal aumentar su metaboOLVPRUHÁHMDGRHQXQDXPHQWRGHODVtQWHVLV
de ADN y proteínas así como un incremento
intracelular de la presencia de AMPc, siendo
este último un potente activador de proteínas
kinasas que activan proteínas que participan
en una serie de procesos celulares tales como
crecimiento, replicación, metabolismo, secreción, expresión génica y apoptosis. Un
aumento intracelular de la concentración de
AMPc implica que una señal inductiva es
OOHYDGDGHXQUHFHSWRUVXSHUÀFLDODOLQWHULRU
de la célula, sin embargo todavía no se ha enFRQWUDGRXQUHFHSWRUHVSHFtÀFRSDUDOD3'(
Otro factor de crecimiento expresado por
las células de ligamento periodontal cultivadas es la interleucina 6. La expresión de este
factor es dos veces mayor cuando las células
están en presencia de PDE y los controles y
valores se incrementan, según pasa el tiempo.
La interleucina 6 es una citosina pleitrópica
TXHMXHJDXQSDSHOFHQWUDOHQODUHGGHFLWRVLnas que mantienen la homeostasis celular. Es
el principal mediador de la reacción de fase
aguda, es un factor de crecimiento homeopático, induce la diferenciación de células neuronales y contribuye a la remodelación ósea.
Aun cuando la interleucina 6 es considerada
XQDFLWRVLQDLQÁDPDWRULDWLHQHWDPELpQIXQFLRQHVDQWLLQÁDPDWRULDVLPSRUWDQWHV
En el caso de los dos últimos factores
mencionados, la interleucina 6 y el TGFơ SDUHFHQ WUDEDMDU FRQMXQWDPHQWH DFFLyQ
sinérgica) induciendo la mitogénesis de células de ligamento periodontal aún cuando
simultáneamente estén suprimiendo su ac-
7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹
tividad tipo osteoclástica y en consecuencia
reduciendo la resorción ósea.
6HKDQWUDWDGRGHLGHQWLÀFDURWURVSpSWLdos bioactivos en el agregado de PDE tales
como el factor de crecimiento tipo insulina1, factor de crecimiento epitelial, péptido
relacionado con el gen de la hormona paratiroidea y el relacionado con la calcitonina
sin éxito.
(QUHODFLyQFRQORVÀEUREODVWRVGHOOLJDmento periodontal, Gestrelius et al. (1997b)
reportó que la PDE promovía la formación
de nódulos mineralizados en estas células;
Cattaneo et al. (2003) concluyó que la PDE
WHQLDXQHIHFWRGHSUROLIHUDFLyQGHÀEUREODVtos de ligamento periodontal; sin embargo,
la presencia de esta proteína mostró cambios
morfológicos que hacían parecer estas céluODVPDVDFHPHQWREODVWRVTXHDÀEUREODVWRV
esto sugiere que el proceso de diferenciación
FHOXODUMXHJDXQSDSHOLPSRUWDQWHHQODUHJHQHUDFLyQGHWHMLGRVSHULRGRQWDOHVVLQHPEDUJRODLGHQWLÀFDFLyQGHORVFHPHQWREODVWRVHV
particularmente difícil debido a la inexistenFLDGHPDUFDGRUHVHVSHFtÀFRV'HKHFKROD
LGHQWLÀFDFLyQGHFHPHQWREODVWRVHVJHQHUDOmente limitada a observaciones in vivo en su
presencia en cemento.
Okubo et al. (2003) aportó que la PDE no
tenía efectos de diferenciación a osteoblastos
SRUSDUWHGHÀEUREODVWRVGHOLJDPHQWRSHULRdontal, mismos resultados obtuvo Kelia et al.
HQ ÀEUREODVWRV JLQJLYDOHV GRQGH QR
encontró diferenciación de estos a osteoblastos, limitando su respuesta a una aumentada
actividad mitótica y secreción de la cantidad
de matriz, resultados corroborados también
por Haase et al. (2001).
Utilizando tecnología genética, Brett et al.
(2002) encontró que las células del ligamento
periodontal expuestas a la PDE, presentaban
una elevada tasa de síntesis de RNA comparada con las células control. Lo que es más, los
procesos de hibridación mostraron que existía
una expresión diferencial de 121 genes, la
mayoría de los cuales no habían sido asociaGRVSUHYLDPHQWHFRQHOGHVDUUROORGHWHMLGRV
periodontales. Algunos de estos cambios selectivos en la actividad genética pueden por
HQGHUHÁHMDUORVHYHQWRVIXQGDPHQWDOHVTXH
marcan el desarrollo periodontal.
Por otra parte, en el proceso de regeneración ósea, la PDE ha sido estudiada ampliamente por Jiang et al. (2001a), midiendo la
expresión de colágena alfa-1, osteocalcina,
prostaglandina G/H sintetasa 2 (PGHS-2),
interleucina 6 (IL-6) y factor de crecimiento
de tipo insulina (IGF-I) en cultivos de osteoblastos primarios de ratón para medir la estimulación por parte de este compuesto.
La colágena tipo I es el mayor componente proteico del hueso y está compuesto por
dos cadenas, la alfa-1 y 2. Durante la diferenciación de osteoblastos, el aumento de la
síntesis de colágena tipo I sucede antes de la
producción de osteocalcina. La proliferación
de osteoblastos expresa altos niveles de colágena tipo I, que gradualmente disminuye
cuando la célula madura. La producción de
osteocalcina sucede principalmente en osteoblastos maduros.
Producido por células óseas, el IGF-I es un
factor de crecimiento polipeptídico anabólico,
el cual promueve la diferenciación de osteoblastos; resulta la maduración del mismo.
La IL-6 tiene efectos en la homeostasis
esquelética, regula la función y desarrollo de
los osteoblastos y osteoclastos. Es inducido
por las células osteoblásticas por factores
que promueven la resorción ósea como la
hormona paratiroidea, la ínterleucina 1 y el
factor de necrosis tumoral. Las prostaglandinas son producidas por la conversión de ácido araquidónico a protanoides por la PGSH.
Existen 2 isoenzimas de la ciclooxigenasa,
PGHS-1 y la PGSH-2. La primera es expresada constitutivamente, la segunda, expreVDGDJHQHUDOPHQWHDPX\EDMRVQLYHOHVSRU
factores múltiples como las citocinas y los
lipopolisacáridos. La PGHS-2 es la mayor
sintetasa involucrada en la respuesta aguda
GHODLQÁDPDFLyQ
Los hallazgos del estudio mostraron un
aumento en la concentración de colágena
tipo I, no se estimuló la expresión de osteocalcina y IGF-I lo cual indica que la PDE no
promueve la diferenciación de osteoblastos.
En el caso de la IL-6 y la PGHS-2 la expresión se vio incrementada. Esto implica que la
PDE regula en parte la expresión de ciertos
genes en los procesos de regeneración ósea
(Jiang et al., 2001b).
Yoneda agrega que la PDE no es un material osteoinductor como las proteínas morfogenéticas óseas (BMP), sin embargo, puede
tener el potencial terapéutico como un material para la regeneración ósea; esto basado
en los resultados de su investigación, donde
encontró niveles aumentados de fosfatasa
alcalina, colágeno tipo 1, osteopontina, TGF
ơ\RVWHRFDOFLQDFRQFOX\HQGRTXHVXHIHFto era más inductor que inhibidor en relación
con la BMP. Finalmente, en ese mismo estudio, la aplicación de la PDE a defectos de
cráneo de rata aceleró la formación de hueso
(Yoneda et al., 2003)
Un estudio realizado por Kelia et al.
(2004), concluyó en su estudio in vitro, que
la PDE incrementó la capacidad osteogénica
en células de hueso de rata, incrementado su
número, los niveles de actividad de fosfatasa
DOFDOLQD \ OD IRUPDFLyQ GH QyGXORV FDOFLÀcados. También menciona que la PDE actúa
similar a la PGE2, un agente anabólico de
hueso. Sus estudios sugieren que esta proteína, como la PGE2, mantiene la viabilidad de
células del estroma adherentes y promueve
su diferenciación osteoblástica.
Otros estudios mostraron que la PDE
puede afectar la proliferación y diferenciación de diferentes tipos de células (Schwartz
et al., 2000). Además, la PDE mostró una
7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹
‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
cen trastornos en la regeneración ósea. Sin
embargo, es de esperar que productos de
EDMD LQPXQRJHQLFLGDG ORV FXDOHV IDFLOLWDQ
ODUHJHQHUDFLyQGHORVWHMLGRVEODQGRVVHDQ
liberados para producir una leve o nula resSXHVWDLQÁDPDWRULD/RRSXHVWRVHHVSHUDUtD
de productos de alta inmunogenicidad.
Las reacciones inmunes responsables de
la hipersensibilidad clínica están descritas
como 4 tipos principales; Tipo I: la típica
respuesta alérgica inmediata mediada por
IgE, Tipo II y III mediadas por IgG e IgM
por activación del complemento, y Tipo IV,
la de hipersensibilidad tardía mediada por
linfocitos. La respuesta inmune clínicamente
más importante en relación al Emdogain®
en la Tipo I, donde se pueden observar reacciones rápidas con pequeñas cantidades de
antígeno.
Zetterström et al. (1997) realizó 214
evaluaciones de suero de pacientes de 2 a 6
semanas después de haber sido expuestos a
procedimientos quirúrgicos con Emdogain®
HQEXVFDGHDQWLFXHUSRVHVSHFtÀFRV/DGLVtribución de las muestras fue antes y después
de 1 ó 2 procedimientos quirúrgicos.
Los resultados mostraron que ninguna de
las muestras, incluso en pacientes con predisposición de alergia, mostró desviaciones en
los rangos base; esto indica que el potencial
inmunógeno del Emdogain® es extremadaPHQWHEDMRFXDQGRHVDSOLFDGRHQFRQMXQWR
con una cirugía periodontal; se agrega también que en los pacientes evaluados se obtuvo un incremento de 2.5 a 3mm de inserción
y niveles óseos después del tratamiento con
Emdogain®.
Estudios realizados por Petinaki et al.
(1998), para evaluar la respuesta inmunológica del Emdogain® midió la expresión de
receptores de interleucina-2 (IL-2)-(CD25)
HQ OD VXSHUÀFLH GH OLQIRFLWRV /RV QLYHOHV
alterados de receptores de IL-2 indican actividad mitogénica de células CD4+ activadas
Respuesta Inmunológica
o presencia de antígenos expresados en moUna característica importante a estudiar léculas HLA tipo II.
en todo nuevo material es la respuesta inmuLos resultados muestran la mínima exprenológica que en algún momento se pudiera sión de CD25 en presencia del Emdogain®,
generar en el paciente.
lo que indica la actividad estimuladora leve
Las PDE como ya se mencionó, son ex- en las células evaluadas (CD4+, CD8+ y NaWUDtGDV\SXULÀFDGDVGHJpUPHQHVGHQWDULRV tural Killer).
de origen porcino. Es de interés el observar
El autor concluye que la PDE parece ser
que las proteínas de esmalte han existido bastante homóloga entre los cerdos y los
desde al menos 350 millones de años y han humanos, aunque la respuesta hacia el comsido extremadamente bien conservadas a tra- puesto no puede ser excluida del todo, debivés de la evolución y, por ende, el sistema do a las pequeñas variaciones en la estructura
inmunológico del paciente no considera las proteica primaria. Menciona que la respuesta
proteínas de esmalte como un extraño (Pa- local se da por un reconocimiento del comrashis et al., 2000).
puesto por parte de células presentadoras de
Se ha realizado estudios inmunológicos antígenos presentes en el campo quirúrgico;
posterior a la aplicación de Emdogain en sin embargo, esta respuesta no tiene efectos
procedimientos quirúrgicos, ya que una res- antagonistas a los efectos regenerativos del
puesta inmunológica inadecuada puede im- compuesto, caso contrario a si se presentara
SHGLUODDGHFXDGDUHJHQHUDFLyQGHORVWHMLGRV una respuesta sistémica.
periodontales debido a la acumulación local
de linfocinas y citocinas, las cuales producapacidad inductora en la diferenciación
osteoblástica de una línea de células pluripotenciales ectomesenquimatosas C2C12
(Ohyama et al., 2002).
Así como tiene propiedades mitóticas con
células de ligamento periodontal y óseas,
también se le atribuye capacidades angiogénicas, Yuan demostró en sus estudios in
vitro, que la PDE exhibe un efecto quimiotáctico, pero no un efecto proliferativo en
células endoteliales. Al ser colocado en un
JHO GH ÀEULQD OD 3'( LQGXMR OD IRUPDFLyQ
de nuevos vasos sanguíneos de cultivos de
fragmentos arteriales. (Yuan et al., 2003)
Otro efecto importante de la PDE es
actuar sobre las colagenasas presentes en
HO ÁXLGR FUHYLFXODU HVWDV FRQWULEX\HQ D OD
GHJUDGDFLyQGHFROiJHQDSDWROyJLFD\ÀVLROyJLFDPHQWH HQ ORV WHMLGRV JLQJLYDOHV WDOHV
como la metaloproteinasa (MMP)-1 (colageQDVDWLSRÀEUREODVWR\OD003FRODJHQDVDWLSRQHXWUyÀOR/D003HVVLQWHWL]DGD
y secretada obviamente por macrófagos y
FpOXODV GHO WHMLGR FRQHFWLYR PLHQWUDV TXH
la MMP-8 es producida por leucocitos polimorfonucleares (PMN) y una cierta línea de
células no PMN. Estas pueden ser inhibidas
por las metaloproteinasas-1 (TIMP-1); éste
es el principal inhibidor de MMPs presente
HQHOÁXLGRFUHYLFXODUJLQJLYDO\HQHOWHMLGR
gingival. Estudios realizados por Okuda et
al. (2001) donde evaluaron los cambios de
ÁXLGRFUHYLFXODUSRVWHULRUDODUHDOL]DFLyQGH
XQFROJDMRPLGLHQGRORVQLYHOHVGHODVHQ]Lmas antes mencionadas, encontraron niveles
elevados de la TIMP-1 lo que propició un
sanado más acelerado en relación al grupo
placebo con el que se comparó. Importante
UHFDOFDUTXHHOEHQHÀFLRVHREVHUYyVRORSRU
un periodo de dos semanas, lo que sugiere el
periodo de acción da la PDE al ser aplicada a
WHMLGRVSHULRGRQWDOHVVLQHPEDUJRIXHVXÀFLHQWHSDUDGDUGLIHUHQFLDVVLJQLÀFDWLYDV
‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹
Otros Estudios
La mayoría de la literatura publicada en
relación a la PDE se encuentra en revistas
de la especialidad de periodoncia, donde inicialmente fue utilizado este compuesto; tiende a ser comparado con las últimas técnicas
en relación a generar un incremento en el nivel óseo, disminuir la profundad de sondeo,
disminuir el sangrado, acelerar el proceso
de cicatrización y, en general, restablecer la
salud del periodonto. Entre los materiales o
técnicas más utilizadas podemos mencionar
la regeneración tisular guiada con membraQDVUHDEVRUELEOHVRQRKXHVROLRÀOL]DGRDVt
FRPRGLIHUHQWHVWpFQLFDVGHFROJDMR6FXOHDQ
et al., 2001b; Rincón et al., 2003).
A la fecha, pocas son las publicaciones
del Emdogain® en relación al campo de la
endodoncia, Ishizaki et al. (2003) y Nakamura et al. (2001) utilizó dicho material para
evaluar la respuesta pulpar ante exposiciones
de la misma, al evaluar su posterior respuesta realizó un procedimiento de recubrimiento
SXOSDUGLUHFWR6XVFRQFOXVLRQHVVHUHÀHUHQ
a que las PDE utilizadas como material de
UHFXEULPLHQWR GLUHFWR SXOSDU SXHGHQ MXJDU
un papel importante en el proceso de formaFLyQGHSXHQWHVFRPREDUUHUDSDUDHOWHMLGR
SXOSDU H[SXHVWR (VWR HV UHDÀUPDGR SRU HO
mismo Nakamura et al. (2002), al realizar
pulpotomías en perros, en ellas encontró una
diferencia marcada en la calidad del puente
dentinario formado por el Emdogain al ser
comparado con los realizados por el grupo
de hidróxido de calcio.
El sistema de defensa inmune y reparación pulpar son el resultado de un efectivo
proceso interrelacionado que incluye quimiotaxis, proliferación, angiogénesis, remodelación de matriz extracelular y diferenciaFLyQFHOXODUTXHÀQDOL]DHQODIRUPDFLyQGH
dentina terciaria.
Si recordamos que el Emdogain® actúa
HVWLPXODQGR OD OLEHUDFLyQ GH 7*)ơ HQ
HO WHMLGR SXOSDU VHJ~Q )DUJXHV HW DO tiene la capacidad de inducir la formación
de dentina terciaria además de actuar como
XQSRWHQWHLQPXQRVXSUHVRUGHWHMLGRSXOSDU
3RUORJHQHUDOHO7*)ơWLHQHXQDIXQFLyQ
SURLQÁDPDWRULDGXUDQWHORVHVWDGLRVLQLFLDOHVGHODLQÁDPDFLyQPLHQWUDVWLHQHHIHFWRV
DQWLLQÁDPDWRULRV GXUDQWH ODV HWDSDV ÀQDOHV /DV SURSLHGDGHV SUR LQÁDPDWRULDV GHO
7*)ơ LQFOX\HQ UHFOXWDPLHQWR GH FpOXODV
inmunes, adhesión, inducción y activación
de metaloproteinasas de la matriz, mientras
TXHVXVSURSLHGDGHVDQWLLQÁDPDWRULDVLQFOXyen supresión de la proliferación de linfocitos por la inhibición de células dendriticas
presentadoras de antígenos y la activación
macrofágica.
Cuando la dentina esta siendo destruida
por caries o procedimientos operatorios, las
células denditricas inmaduras se acumulan
en la capa odontoblástica de la pulpa subyaFHQWHDOWHMLGROHVLRQDGRHQSXQWRVHVWUDWpJL-
FRVSDUDFDSWDUDQWtJHQRVHVSHFtÀFRVTXHOOHJDQDOWHMLGRSXOSDU'HVSXpVGHODFDSWXUDGH
los antígenos, las células migran a un proceso de maduración vía linfática aferente a los
ganglios linfáticos regionales, estimulando
linfocitos nativos, iniciando así la respuesta
inmune primaria (Jontell et al., 1998).
3RUHQGHHOWHMLGRSXOSDUGDxDGRSRUHVWLPXODFLyQ HQ OD OLEHUDFLyQ GH 7*)ơ SRU
parte del Emdogain, puede contribuir a la diferenciación de precursores o estimular el reclutamiento de células, para la acumulación
de células dendríticas en la periferia pulpar.
'HHVWDPDQHUDHO7*)ơSXHGHHVWLPXODU
la capacidad del hospedador para responder
rápidamente a la agresión iniciando el proceso de reparación y permitiendo la formación
de dentina terciaria por el reemplazo con células odontoblásticas.
Conociendo las propiedades de la PDE,
Watanabe et al. (2001) aplicó el Emdogain®
HQSHUURVORVFXDOHVIXHURQVXMHWRVDDSLFHFtomías, encontrando que a los especímenes a
los cuales se les colocó la proteína, presentaban formación de cemento en el segmento
GHGHQWLQDDPSXWDGDFRQSUHVHQFLDGHÀEUDV
colágenas que se extendían desde el cemento
hasta el hueso adyacente regenerado en un
periodo de 3 meses. Por otro lado, Safavi et
al. (1999) evaluó su capacidad (PDE) para
adherirse a los materiales comúnmente utilizados en retrobturación apical, encontrando
TXHWLHQHXQDEXHQDDÀQLGDGFRQODVUHVLQDV
composites, no así con el IRM y la amalgama; el estudio realizado marcó la proteína
con yodo radioactivo y realizó las mediciones respectivas del mismo con un contador
gamma.
3DUDÀQDOL]DUWDPELpQVHKDXWLOL]DGROD
PDE para el tratamiento y prevención tanto
de la resorción dentinaria como de la anquilosis. Iqbal et al. (2001) realizó un estudio
en dientes de perro, encontrando que al ser
reimplantados a diferentes tiempos (15-3060min), los grupos tratados con Emdogain®
mostraban una mayor incidencia de sanado
del ligamento periodontal, mientras los controles mostraron una mayor incidencia a la
anquilosis. Concluyó que los efectos del
Emdogain® eran más pronunciados a un
período de evaluación de 12 semanas. Por
otro lado, Lam et al. (2004), no encontró
GLIHUHQFLDVLJQLÀFDWLYDDOXWLOL]DU(PGRJDLQ
en dientes de mono reimplantados después
de 1 hora de haber sido extraídos utilizando diferentes metodologías para colocar el
Emdogain®. En sus conclusiones menciona
TXH HO (PGRJDLQ DSDUHQWHPHQWH QR UHGXMR
VLJQLÀFDWLYDPHQWH OD DQTXLORVLV HQ GLHQWHV
de mono, los cuales fueron reimplantados 1
hora después.
Fillipi et al. (2001), realizó un estudio
clínico donde reimplantó dientes con signos
iniciales de anquilosis en dientes de pacienWHV MyYHQHV HQ GRQGH FRQFOX\y TXH D XQ
periodo promedio de 6.3 meses de evalua7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹
‹9L]PZ[H*PLU[xÄJH‹7YV[LxUHZKLTH[YPaKLLZTHS[L(4,36.,505(9L]PZP}U)PISPVNYmÄJH
ción, el Emdogain® puede prevenir o atrasar
los procesos de anquilosis en dientes reimplantados que previamente presentaban este
problema.
Por lo que el Emdogain® resulta ser una
alternativa para la conservación de órganos
dentarios avulsionados y reimplantados
.HQQ\HWDO$UDMXHWDO1Lnomiya et al., 2002) y órganos dentarios que
sufren estadios iniciales de resorción por reemplazo, que conserven cierta vitalidad de
células del ligamento periodontal, no así en
los casos de una reimplantación tardía a más
de 60 minutos.
Conclusiones
Son muchos los estudios realizados utilizando esta proteína, la mayoría de ellos
destacan el potencial de esta molécula,
otros lo ponen en duda por no encuentrarse
una diferencia importante al ser comparada
con otras terapias; sin embargo, la inmensa
cantidad de estudios in vitro corroboran su
potencial como medio para la regeneración
GHWHMLGRVSHULRGRQWDOHVDOFRPSUREDUVXFDpacidad para regular interacciones celulares
y promover el crecimiento de células que
permiten esta regeneración. R
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