Un equipo de investigadores dirigido por Rodrigo Lacruz, MSc, PhD, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Básicas y Biología Craneofacial en NYU College of Dentistry, ha publicado un artículo en Informes científicos 5: 15803 titulado "Las células del esmalte dental expresan canales SOCE funcionales", que informa los resultados de un estudio que muestra por primera vez el mecanismo de transporte de calcio esencial en la formación del esmalte dental.
El equipo descubrió que la principal vía de entrada de calcio involucrada en la mineralización del esmalte [llamada el canal CRAC Ca2 + activado por liberación de Ca2 + - el tipo principal de canal SOCE entrada de Ca2 + operado en la tienda - es crítico para controlarabsorción de calcio, que es necesaria para el desarrollo del esmalte dental. A pesar del papel central del calcio en el desarrollo del esmalte, no se entendía previamente cómo se transportaba desde el torrente sanguíneo a la zona donde crecen los cristales de esmalte.
El hallazgo tiene implicaciones importantes para las personas que sufren de esmalte dental anormal debido a mutaciones en los genes que controlan la actividad de estos canales.
"Una de las características principales del esmalte es su durabilidad, que se debe a la gran cantidad de calcio que contiene, así como a otros minerales", dice el Dr. Lacruz. "Pero el calcio tiene que llegar al área donde se forman los cristales".Si esta acción se ve obstaculizada, lo que ocurre cuando hay mutaciones en los genes que forman el núcleo del canal CRAC, el esmalte se ve gravemente afectado ".
En este estudio, el equipo, que incluyó al Dr. Meerim Nurbaeva y Miriam Eckstein en el laboratorio del Dr. Lacruz, utilizó por primera vez células de esmalte recién diseccionadas ameloblastos de dientes de roedores para modular los procesos fisiológicos para comprender la contribución deCanales CRAC en la señalización del calcio en el esmalte. El estudio se basa en investigaciones previas sobre el genoma que identificaron los genes involucrados en la etapa de maduración del esmalte y otros estudios que mostraron que las mutaciones en los genes ORAI1 y STIM1, los componentes principales del canal CRAC, pueden afectar el esmalteEl nuevo estudio demuestra un mecanismo fisiológico para la entrada de calcio en las células del esmalte y muestra cómo se puede modular.
"Al apagar las bombas de calcio en el retículo endoplásmico pudimos ver la contribución de los canales CRAC a la captación y señalización de calcio, y más específicamente a cómo modulan la función del gen del esmalte", dice el Dr. Lacruz.
Las mutaciones genéticas involucradas en la mineralización del esmalte a través de los canales CRAC se observaron por primera vez en personas con un tipo de inmunodeficiencia combinada grave, un trastorno en el cual, entre otros síntomas, el esmalte dental puede caerse de los dientes dentro de los cinco o seis años posteriores al nacimiento., y la dentina queda expuesta. El número de casos de estos trastornos genéticos severos es inferior a 20 en todo el mundo, pero dependiendo de dónde ocurra la mutación, las personas pueden experimentar defectos en el esmalte dental combinados con deficiencias inmunitarias leves o graves en el cuerpo.los dientes pueden convertirse en un biomarcador para identificar defectos en el sistema inmune.
El coautor Dr. Stefan Feske, del Departamento de Patología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York, descubrió en 2006 canales ORAI, que se abren y cierran para permitir que el calcio ingrese a las células. Este descubrimiento ha sido crítico para resolver un misterio importante sobre el papel deinflujo de calcio en la mineralización del esmalte en el que el Dr. Feske también ha jugado un papel importante.
El calcio se almacena en el retículo endoplásmico ER de las células hasta que se necesita. En muchas células, la proteína STIM1 actúa como un sensor en el ER, asegurando el equilibrio correcto de calcio dentro del ER y activando una alarma cuando los niveles de calcioson bajos. STIM1 interactúa con el canal ORAI en la membrana de la célula, permitiendo que el calcio de la sangre en la célula restablezca el equilibrio. Los defectos del esmalte pueden ser causados por mutaciones genéticas que afectan el sensor de calcio STIM1 en el retículo del endoplasma o en el ORAIcanal en la membrana celular.
Según el Dr. Lacruz, esta nueva frontera en la biología del esmalte acerca la realidad a la posibilidad de regenerar el esmalte, lo que a la larga beneficiará a las personas que sufren trastornos de la formación del esmalte. "Es necesario conocer los ingredientes necesarios y los mecanismosinvolucrado en el transporte de calcio. Con toda probabilidad, esta investigación contribuirá al campo de la regeneración de tejidos. Debe saber cómo funciona el tejido para imitar sus propiedades ".
Los coautores adicionales incluyeron al Dr. Axel Concepción, Departamento de Patología, Facultad de Medicina de la NYU; Dr. Charles Smith, Departamento de Anatomía y Biología Celular y Facultad de Odontología, Universidad McGill, Centro de Investigación de Microscopía Electrónica; Drs. Sonal Srikanth y YousangGwack, Departamento de Fisiología, Universidad de California, Los Ángeles; Dr. Michael Paine, Centro de Biología Molecular Craneofacial, Escuela de Odontología Ostrow, Universidad del Sur de California; y Dr. Michael Hubbard, Departamentos de Pediatría y Farmacología, Universidad de Melbourne..
Este trabajo fue financiado por el premio NIH / NIDCR K99 / R00 DE022799 a RSL, NIH otorga AI097302 a SF, NIH / NIDCR DE019629 a MLP, NIH otorga AI083432 a YG, y por la Unidad de Investigación de Melbourne para Trastornos Facialesa MJH. ARC es financiado por una beca posdoctoral de la Fundación Alfonso Martin Escudero.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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