Regulación genética de la aceleración biológica del movimiento dentario ortodóncico

Resumen

La evolución del conocimiento acerca de las bases celulares que desencadenan el movimiento dentario ortodóncico (MDO), junto con el avance en las técnicas biomoleculares, han abierto un nuevo campo de investigación: la modulación biológica del movimiento dentario. Reducir la duración del tratamiento ortodóncico es algo que preocupa tanto al paciente como al profesional, razón por la cual, se han publicado hasta la fecha numerosas técnicas con el objetivo de acelerar biológicamente el MDO, incluyendo técnicas quirúrgicas como la corticotomía. Sin embargo, según nuestro punto de vista, resulta imposible plantear un modelo articulado de aceleración del movimiento dentario sin previamente afianzar y comprobar las bases que ya tenemos sobre la expresión génica que controla tal proceso. Para esto, se ha realizado en el presente estudio una extensa revisión bibliográfica, repasando los procedimientos ya propuestos y evaluando su aplicación real en la práctica clínica. Al mismo tiempo, con el fin de obtener la mayor cantidad de información posible, se ha comparado la expresión génica del movimiento dentario ortodóncico normal, y acelerado mediante corticotomía. Se ha realizado un estudio animal en 28 ratas Wistar, aplicando fuerza ortodóncica entre los incisivos y molares del ambas hemimaxilas del maxilar superior, y en la mitad de ellas se ha practicado al mismo tiempo corticotomía alveolar. Se midió la cantidad de movimiento dentario y se tomaron muestras óseas para extracción de ARN y posterior análisis por microarray. El objetivo principal de éste trabajo es establecer una línea temporal clara de lo que ocurre, genéticamente hablando, al aplicar una fuerza externa sobre los dientes y el hueso circundante; qué moléculas participan en el proceso y cuál es el papel de las células madre implicadas en el metabolismo óseo. Finalmente, y basándonos en los datos existentes, sería quizás posible diseñar una nueva técnica que nos permitiera acelerar el movimiento ortodóncico de forma segura, evitando los riesgos y efectos secundarios inherentes a la cirugía. Los defensores de la corticotomía alveolar como coadyuvante del tratamiento ortodóncico argumentan que la aceleración del movimiento ortodóncico obtenida con esta técnica quirúrgica, se produce a expensas de una disminución en la resistencia física que opone el entramado alveolar al movimiento de la unidad dental, que ocurre de forma concomitante con el denominado fenómeno de aceleración regional (RAP). Este último ha sido explicado como un proceso inflamatorio inducido por una agresión quirúrgica inespecífica a los tejidos, que desencadena un aumento de mediadores de la inflamación y otras moléculas resultando en una reabsorción ósea aumentada. A pesar de estas propuestas, la realidad científica es que las verdaderas bases celulares que centran el fenómeno de aceleración ortodóncica secundaria a la corticotomía alveolar permanecen aún sin esclarecer. Paralelamente, se ha descrito en la literatura reciente (255), evidencia de la activación selectiva de progenitores celulares de modo secundario a una agresión quirúrgica en procesos de distracción ósea. Del mismo modo, la activación, supervivencia y diferenciación de las células osteoclásticas, se ha descrito íntimamente ligada a procesos de regulación por parte de la colonia de células madre mesenquimales. (256) El planteamiento conjunto de estos conceptos, suscita varias preguntas: ¿podría extrapolarse esta afirmación a la corticotomía?, ¿es posible que el procedimiento quirúrgico que se practica induzca una liberación de estímulos selectivos para la colonia de células madre en la región del hueso alveolar, modulando la quiescencia celular de esta colonia? Partiendo de esta base, ¿se vería modulada positivamente la diferenciación de los precursores osteoclásticos con repercusión clínica sobre el movimiento dentario ortodóncico?. “Si la base molecular subyacente al MDO acelerado mediante corticotomía es diferente de la del MDO no acelerado, los perfiles génicos de ambos también diferirán en cantidad y/o tipos de genes implicados, y habría por tanto diferencias en sus patrones de expresión génica. Conocer la secuencia exacta de genes implicada en estos procesos así como la cantidad de proteínas que median ambos, nos ayudaría a identificar la respuesta celular y molecular que se desencadena tras la aplicación de una fuerza externa con motivos ortodóncicos, un tema que ha sido objeto de larga polémica.” Además, si existe una conexión real entre la activación de células madre mesenquimales responsables del aumento de la osteoclastogenesis tras la inflamación causada por la agresión quirúrgica a los tejidos, y somos capaces de comprobarlo aclarando el patrón genico implicado, sería posible en un futuro próximo utilizar células madre como una técnica segura y muy específica diseñada con el fin de acelerar el MDO individualmente, evitando la agresividad, riesgos y efectos secundarios de este tipo de cirugías. En línea con este planteamiento, se enmarcan con el proceso experimental los objetivos siguientes: 3.1. Objetivos Generales - Dar sustento bibliográfico actual a la secuencia biológica molecular implicada en el movimiento dentario ortodóncico. - Repasar los métodos biológicos descritos en la literatura para acelerar el movimiento ortodóncico, así como los factores que puedan retrasar el tratamiento. - Realizar un análisis crítico de la efectividad de los métodos expuestos, así como de la calidad del ensayo clínico o del experimento en modelo animal sobre el que se ha testado. - Establecer las ventajas e inconvenientes de los métodos biológicos de modificación del MDO así como su viabilidad para la práctica clínica. - Recopilar y analizar los datos encontrados en la literatura a propósito de este tema, realizando un resumen sobre el conocimiento existente acerca de los métodos de modificación biológica del movimiento ortodóncico - Describir las bases celulares del movimiento dentario ortodóncico; cómo responde la unidad celular ante la aplicación de fuerza mecánica externa y qué reacciones se dan a nivel tisular. - Profundizar en las bases biológicas osteoclásticas y del metabolismo óseo. - Aclarar el perfil genético y por lo tanto el patrón de expresión génica implicado en el MDO, abriendo la puerta a nuevas líneas de investigación en éste campo. 3.2. Objetivos Específicos - Validación de un nuevo modelo experimental ortodóncico de aplicación animal, de fácil reproducción con el fin de simplificar las comparaciones en futuras investigaciones similares. - Utilización de una nueva técnica de gran utilidad, el análisis por microarray, al campo del MDO, con el fin de aclarar las bases biológicas subyacentes al mismo. - Determinación de la validez clínica de la corticotomía alveolar como método de aceleración ortodóncica. - Comparación estadística, histológica y clínica de las modulaciones del movimiento ortodóncico clásico y acelerado. - Estudio de la expresión genética a lo largo del MDO. - Comparación de los perfiles genéticos del movimiento ortodóncico clásico y acelerado. - Comprobar a nivel molecular la base biológica de los métodos de aceleración, con el objetivo de orientar nuestros esfuerzos a crear una nueva técnica de modificación del MDO sin los riesgos inherentes a la cirugía. - Conectar las reacciones tisulares que se producen tras la aplicación de de fuerza ortodóncica con la respuesta de las células madre óseas.