2021, Número 1-3
Genes asociados al proceso carioso
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10.35366/102955
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Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 67
Paginas: 18-29
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RESUMEN
La caries dental representa un problema crónico de alta prevalencia a nivel mundial. Es considerada como un proceso complejo en comparación con otras enfermedades, pues a diferencia de otras patologías, la caries no se puede definir como la presencia de un microorganismo específico, ya que intervienen diversos factores, entre ellos la genética, cuyo rol como factor etiológico ha sido relevante en la actualidad. Debido a que dentro de la cavidad oral los principales mecanismos de defensa frente a microorganismos cariogénicos se encuentran presentes en saliva y fluido crevicular gingival, muchos de los estudios han tratado de conocer la asociación entre variantes en genes de la respuesta inmune y caries dental. Además de los genes relacionados con la respuesta inmune, también se han incluido los implicados en el proceso de amelogénesis, pues se ha reconocido que variantes en la estructura del esmalte conllevan a una mayor susceptibilidad a caries. En la presente revisión se pretende mostrar los resultados obtenidos en diversos estudios sobre genes y su participación en el desarrollo de caries. Para cumplir con ello, se realizó una búsqueda bibliográfica en las bases de datos PubMed, Dialnet, Redalyc y Google Académico, también fueron consultados libros de odontología.INTRODUCCIóN
La caries dental es una enfermedad de origen multifactorial, que se produce por la interacción de tres factores principales, las bacterias presentes en la biopelícula dental, la presencia de carbohidratos fermentables y la superficie dentaria.1 Esta enfermedad representa un problema de salud a nivel mundial. Es una de las enfermedades bucodentales más frecuentes que afecta ambas denticiones, se estima que alrededor de 2,300 millones de personas padecen caries en dientes permanentes, mientras que 530 millones de niños sufren de caries que afecta su dentición temporal.2
El proceso carioso inicia con la formación de una película de proteínas que recubre la superficie dentaria, la cual se caracteriza por tener una consistencia suave y que no es visible a simple vista, en ella se albergan varios microorganismos de la flora bucal. A esta biopelícula se adhieren bacterias cariogénicas que, ante la presencia de carbohidratos fermentables, producen ácido láctico que comienza a erosionar la superficie del esmalte. Sin embargo, debido a la presencia de iones de fosfato y calcio en saliva, la superficie dentaria se remineraliza constantemente.3
Cuando el ácido se mantiene durante un tiempo prolongado en contacto con la superficie dentaria, ocasiona la desmineralización subsuperficial de minerales del esmalte. Esta pérdida de minerales inicia con la formación de una mancha blanca, que tras su progresión ocasiona discontinuidad del esmalte hasta formar una cavidad. Se ha demostrado que el factor principal que influye en el inicio y la progresión de la lesión cariosa es el tiempo de retención de carbohidratos fermentables en la cavidad oral. La retención por un tiempo prolongado permite que las bacterias orales transformen los carbohidratos complejos en simples.3
Además de los tres factores principales mencionados previamente, hay otros que contribuyen a aumentar o disminuir la velocidad del proceso carioso, como hábitos de higiene oral, características anatómicas de la superficie dentaria, hábitos alimenticios, calidad y cantidad de saliva, entre otros.3 Además de los factores extrínsecos que contribuyen a la formación de caries dental, conocer el impacto del factor genético con relación al desarrollo de caries ha sido uno de los principales objetivos de diversos estudios. Considerada la alta concordancia y heredabilidad en gemelos, se ha comprobado que además de la influencia de los factores ambientales, genéticamente intervienen varios factores en la aparición y gravedad de la caries dental.4
Por otro lado, también se ha observado que algunas personas con bajo consumo de alimentos y bebidas azucaradas y que tienen una higiene bucal buena, aun así presentan caries dental a lo largo de su vida, por lo que se sugiere que la genética juega un papel importante en la aparición de caries.5 A continuación, en la Figura 1 se muestra la interacción de los factores genéticos con la caries dental.
CARIES DENTAL
La caries dental anteriormente se describía como un proceso patológico, posterupción, localizado y generado como producto de la desmineralización de los tejidos duros del diente, ocasionado por la producción ácida bacteriana, que al sobrepasar la remineralización compensatoria por un periodo de tiempo indefinido, concluía con la formación de una cavidad.6 Kim y su equipo, en el año 2001, describieron que diariamente se produce una desmineralización mínima de las estructuras dentarias, considerada como normal, la cual es compensada mediante elementos presentes en saliva como calcio, fosfato, fluoruro y otros.7 Por su parte Ring, en 1985, afirmó que la única manera de tener una dentición intacta de lesiones cariosas se logra manteniendo la homeostasis entre la desmineralización y la remineralización.6 Actualmente, se conoce que esta enfermedad surge como resultado de un desbalance ecológico de la biopelícula, donde predominan bacterias acidogénicas y acidúricas, éstas provocan la aparición y evolución de la lesión cariosa.8
ORIGEN E INICIO DEL PROCESO CARIOSO
La formación de una lesión cariosa implica tres etapas. La primera consiste en la unión inicial del microorganismo al esmalte dental, lo que da inicio a la colonización microbiana. La segunda comprende la acumulación y la formación de un ecosistema bien organizado (biofilm o biopelícula dental). La tercera es la acumulación y formación de la biopelícula permiten el metabolismo bacteriano, que da como resultado la formación de ácidos que ocasionan la desmineralización de la superficie, lo que corresponde a la última etapa del proceso fisiopatológico de la caries, cuando el proceso de desmineralización continúa, da lugar a la formación de una lesión cavitada.9-11 Para que pueda iniciar el proceso de formación de caries, debe haber una interacción entre diversos factores, entre los que podemos mencionar están los microorganismos cariogénicos, dieta, tiempo, superficie del diente, saliva y el factor genético.12
La formación de ácidos resulta del metabolismo de los microorganismos cariogénicos. El producto más importante es el ácido láctico, que en grandes concentraciones ocasiona la desmineralización. La presencia de este ácido provoca la liberación de iones de hidrógeno (H) y disminución del pH, los hidrógenos se dispersan hacia el esmalte, ahí éstos reaccionan con iones de fosfato (PO43) y un grupo hidroxilo (OH-), formando fosfatos primarios (HPO42), fosfatos secundarios (H2PO41), ácido fosfórico (H3PO4) y agua (H2O). Esto ocasiona la disminución de los iones de fosfato (PO43) y grupos hidroxilo (OH-) de los cristales de hidroxiapatita del esmalte, produciendo la desmineralización de la superficie. Una vez que el pH del medio vuelve a neutralizarse, ocurre el proceso de remineralización, que se produce por la disminución de concentración de hidrógeno, y la reconstrucción de los prismas que perdieron los iones de fosfato (PO43), grupos hidroxilo (OH-) e iones de calcio (Ca²) durante la desmineralización. Cuando hay presencia de iones de flúor (F) en el medio oral, éstos desplazan los grupos hidroxilo (OH-) para formar cristales de hidroxifluorapatita y fluorapatita, haciendo más resistente la superficie del esmalte a la desmineralización.13
El proceso carioso implica un constante estado de desmineralización-remineralización, cuando ocurre un desequilibrio, conlleva a la desmineralización del esmalte.12 A continuación, en la Figura 2, se ilustra el proceso de desmineralización y remineralización.
La lesión cariosa inicia con cambios histológicos, que no son perceptibles a simple vista, periodo en el cual la caries se define como lesión incipiente. Ésta se observa como una zona de opacidad, ya que la desmineralización es subsuperficial, por lo que a simple vista la superficie dentaria parece tener un aspecto relativamente intacto; sin embargo, al microscopio electrónico se observa una superficie más porosa en comparación con el esmalte sano.14,15 Tras estos cambios histológicos en el esmalte y la permanencia del metabolismo bacteriano, el proceso de desmineralización se dirige hacia la unión amelodentinaria y/o dentro de la dentina, hasta la formación de una lesión visiblemente evidente, caracterizada por la formación de una cavidad.16
PARTICIPACIóN DEL PROCESO INMUNOLóGICO EN LA CARIES
Frente a una lesión cariosa, el principal mecanismo de defensa del huésped está presente en la saliva y sus componentes. En el caso de lesiones cariosas con cercanía al margen gingival, existe una segunda línea de defensa que se asocia a los componentes del fluido crevicular gingival que provienen de la circulación sistémica.17,18
Los componentes salivales juegan un rol importante frente a la colonización por microorganismos cariogénicos, la saliva tiene diversos mecanismos para la prevención de caries, tanto el lavado mecánico, como la función antimicrobiana de remineralización y de regulación del pH, dichos mecanismos son llevados a cabo por los componentes salivales. La saliva es un fluido complejo, formado principalmente de secreciones de las glándulas salivales menores y mayores, además de una serie de componentes de origen no salival como fluido crevicular gingival, células sanguíneas, bacterias y productos bacterianos, células epiteliales descamadas y secreciones bronquiales.18
En la saliva están presentes más de 3,400 proteínas y péptidos que forman parte normal de su contenido. Dentro de las proteínas más abundantes se encuentran la amilasa salival, proteínas ricas en prolina, cistatinas, mucinas, estaterinas, histatinas, lisozimas y defensinas. Las proteínas y péptidos salivales tienen diferentes funciones en relación a la microbiota oral. Dichas funciones pueden variar o incluso ser opuestas, ya que pueden ser fuente de nutrientes para los microorganismos o tener actividad antimicrobiana.18
GENéTICA Y CARIES
El inicio y la progresión del proceso carioso se ve influenciado por el equilibrio entre factores protectores y patológicos. Los primeros impulsan el proceso carioso hacia la remineralización y la detección de lesiones (componentes salivales, buenos hábitos de higiene y productos que contienen fluoruro). Los segundos conducen el proceso carioso a la desmineralización (bacterias cariogénicas, la frecuente ingesta de carbohidratos fermentables y disfunción salival).12 En algunas ocasiones, individuos que poseen los mismos factores de protección y patológicos, con una higiene oral similar, presentan diferentes patrones de afectación por caries dental. En estos casos, se considera que el factor genético juega un papel importante, aunado a resistencia o susceptibilidad a caries.
En la última década se ha visto un aumento de estudios que se han centrado en encontrar la relación entre los factores genéticos y el riesgo a desarrollar caries. Vieira y su equipo afirman que hay dos maneras principales de estudiar un rasgo tan complejo como lo es la caries; la primera es investigar aquellos genes que son candidatos y llevan una relación directa con el tejido dental, y la segunda es evaluando todo el genoma. Los genes candidatos del proceso carioso pueden agruparse en categorías, las principales incluyen genes que participan en la formación del esmalte, la respuesta inmune y relacionados con la saliva, sin embargo, el grupo de genes candidatos más estudiados son los que se ven implicados en la amelogénesis.19
GENES QUE PARTICIPAN EN LA AMELOGéNESIS Y SU RELACIóN CON LA CARIES DENTAL
La amelogénesis puede verse afectada por diversos factores externos como fiebre, desnutrición, xenobióticos, contaminantes y factores internos, como el componente genético.20 Las variantes en los genes que codifican para las proteínas de la matriz del esmalte pueden llegar a ocasionar malformaciones o modificaciones. Los trastornos provocados durante la etapa secretora de la amelogénesis se ven relacionados con cambios estructurales como esmalte hipoplásico o patológicamente delgado. Mientras que trastornos presentados durante la etapa de maduración y transición se han visto relacionados con un esmalte hipomineralizado o patológicamente blando.21 Por otra parte, Slayton planteó qué variantes presentes en genes que participan en la formación del esmalte influyen significativamente en la adherencia bacteriana, así como también en la resistencia frente a ácidos bacterianos.22
A continuación, en la Tabla 1, se muestran los hallazgos encontrados por algunos investigadores acerca de la asociación entre la presencia de variantes en genes que codifican para proteínas de la matriz del esmalte y su relación con caries dental.
CARIES DENTAL Y GENES DE LA RESPUESTA INMUNE
Se conoce que el desarrollo de la caries dental se ve influenciado tanto por factores genéticos como factores ambientales, sin embargo, se ha observado que algunos factores ambientales pueden ser potencialmente más cariogénicos para algunas personas que para otras.34 Además, es conocido que el Streptococcus mutans, principal microorganismo cariogénico, se encuentra presente en casi todos los individuos, no obstante, los niveles de este microorganismo varían de individuo a individuo, dichas variaciones tienen relación directa con la respuesta inmune del huésped.35
Por otra parte, Grigalauskiene afirma que el nivel de riesgo de padecer caries dental, está determinado por el microbioma humano y el sistema inmunológico, que a su vez, este último se ve influenciado por factores ambientales y genéticos.36 Por lo que algunos componentes del sistema inmunológico, como los genes del sistema HLA y los genes MBL2 y ACE, han sido objeto de estudio para algunos investigadores, quienes han buscado comprender el papel que juegan estos genes y su asociación con la caries dental.
Además de los genes que participan en la mediación de la respuesta inmune, diversos estudios se han enfocado en encontrar la relación entre las variantes en los componentes salivales y las modificaciones en el flujo salival con la cariogenicidad de la biopelícula,37 ya que la saliva presenta componentes que participan en la inmunidad innata y adquirida, interviniendo en la inhibición de la colonización bacteriana, el crecimiento y metabolismo bacteriano.37,38 La disminución del flujo salival también influye en la cariogenicidad de la biopelícula, ya que ayuda a eliminar de manera eficiente los microorganismos de la cavidad,39,40 por lo que las alteraciones en la composición y flujo salival son de gran interés.
En 2008, Vieira y colegas realizaron una exploración genómica para identificar posibles candidatos para la susceptibilidad a caries, en ella encontraron que las regiones genómicas que podrían considerarse son aquellas que alojan genes relacionados con las propiedades de la saliva.19 Los principales componentes salivales que han sido estudiados con mayor frecuencia, a fin de comprender la asociación que tienen con caries dental, son las lisozimas, lactoperoxidasas, aglutininas, inmunoglobulinas, mucinas, lactotransferrinas y defensinas. A continuación, en la Tabla 2, son explicados los hallazgos observados por algunos investigadores con relación a la asociación de variantes presentes en genes que codifican para proteínas salivales y genes relacionados con la respuesta inmune y la caries dental.
Para la elaboración de esta revisión bibliográfica fueron seleccionados 57 artículos publicados, la mayoría de las investigaciones consideraron dentro de sus criterios de inclusión y exclusión algunos factores de riesgo como la frecuencia del cepillado dental, la ingesta de carbohidratos y la capacidad amortiguadora de la saliva de los participantes. Durante la búsqueda y el análisis se encontraron 32 genes, los que han sido estudiados en múltiples investigaciones con el fin de comprender su relación con la caries dental. Cabe mencionar que los genes que han sido más estudiados son aquellos que están directamente asociados con la formación del esmalte y los componentes salivales.
Los resultados presentados en las Tablas 1 y 2 proporcionan evidencia científica que demuestra que los factores genéticos se ven involucrados con el desarrollo de caries dental. Diversos estudios sugieren que cambios en la secuencia de aminoácidos ocasionados por variantes en genes implicados en el proceso de amelogénesis pueden llegar a afectar la función o disminuir la cantidad de proteínas codificantes, lo que puede repercutir en la función que realizan éstas durante el proceso de formación del esmalte.
Como se mostró en la Tabla 1, encontramos que los hallazgos con los que han sido relacionadas dichas variantes génicas hasta el momento son: cambios en la microdureza, variaciones en el espesor y grado de mineralización del esmalte, condiciones que aumentan la susceptibilidad a la desmineralización y, con ello, el riesgo a caries.
Por otro lado, como se mencionó previamente, la primera línea de defensa del huésped ante la presencia de microorganismos cariogénicos se encuentra presente en la saliva y sus componentes. Éstos corresponden al segundo grupo de genes candidatos, que son presentados en la Tabla 2. De acuerdo con los resultados encontrados, variantes en genes que codifican para las proteínas y péptidos salivales, se han visto relacionadas con una disminución de producción o modificación en el mecanismo de acción de estas proteínas y péptidos. Dichos cambios han sido relacionados con experiencias altas y bajas de caries dental. Además de los genes que corresponden a la primera línea de defensa, también se ha encontrado que algunos genes que participan en la mediación de la respuesta inmune, además de tener relación con enfermedades sistémicas, se han visto relacionados con enfermedades bucodentales, entre ellas, las caries.
Con el análisis de datos se podría afirmar que posiblemente la caries dental no es una enfermedad que se hereda como defecto genético único, sino como resultado de diferentes modificaciones genéticas y la interacción de éstas con los demás factores etiológicos de la enfermedad. El factor genético de la caries sigue siendo un campo amplio que requiere de más investigación científica, por lo que hasta ahora la evidencia existente es insuficiente para determinar cuál gen o variante genética hace más susceptible al huésped para padecer caries dental.
CONCLUSIONES
De acuerdo con los datos obtenidos en la presente revisión, se sugiere que aunado a los factores extrínsecos que participan en la enfermedad, existen genes asociados al desarrollo de la caries dental, como los que codifican para proteínas de la matriz del esmalte, que pueden ocasionar malformaciones o modificaciones en la estructura del mismo, lo que conlleva a mayor susceptibilidad al desarrollo de caries, entre los que podemos nombrar a los genes AMELX, ENAM, TUFT1, AMBN, MMP13, MMP20 y KLK4. Así como también genes involucrados en la activación de la respuesta inmune del huésped, como los genes del sistema HLA y los genes MBL2 y ACE, que han sido asociados con la presencia de caries. De igual forma, los genes DEFB1, MUC5B y MUCB7 se han relacionado con mayor susceptibilidad a caries. Sin embargo, también se ha observado que genes que codifican para péptidos y proteínas salivales como es el caso de LTF, DSPP y AQP5, han demostrado conferir protección al huésped contra caries.
Es conveniente realizar más investigaciones acerca de la influencia del factor genético como un importante componente etiológico de la caries, lo que a su vez permitirá comprender más acerca de la etiopatogenia de la enfermedad y ayudará a lograr identificar los grupos de riesgo, lo que podría contribuir a mejorar los mecanismos de prevención, diagnóstico y tratamiento.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
Federación Dental Internacional. El desafío de las enfermedades bucodentales – Una llamada a la acción global. Atlas de Salud Bucodental [Internet]. Suiza: FDI World Dental Federation; 2015. Disponible en: https://www.fdiworlddental.org/sites/default/files/media/documents/book_spreads_oh2_spanish.pdf
GBD 2017 Disease and Injury Incidence and Prevalence Collaborators. Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 354 diseases and injuries for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2018; 392: 1789-1858.
AFILIACIONES
1 Egresada de la Licenciatura en Cirujano Dentista. Centro Universitario de Ciencias de la Salud. Universidad de Guadalajara. México.
2 Instituto de Investigación en Odontología, Departamento de Clínicas Odontológicas Integrales, Centro Universitario de Ciencias de la Salud. Universidad de Guadalajara. México.
3 Departamento de Ciencias de la Salud. Centro Universitario de los Altos. Universidad de Guadalajara. México.
CORRESPONDENCIA
Rocío Patricia Mariaud Schmidt. E-mail: rocio.mariaud@academicos.udg.mxRecibido: 12 de agosto de 2020. Aceptado: 07 de octubre de 2020.