Odontología traslacional: ingeniería de tejidos en las ciencias clínicas odontológicas
Autor principal: José Carlos Pérez Saldamando
Vol. XVII; nº 14; 584
Translational Dentistry: Tissue Engineering in Dental Clinical Sciences
Fecha de recepción: 19/06/2022
Fecha de aceptación: 19/07/2022
Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XVII. Número 14 –Segunda quincena de Julio de 2022 – Página inicial: Vol. XVII; nº 14; 584
Autores:
José Carlos Pérez Saldamando, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.
Julio César Flores Preciado, Cirujano Dentista, Doctor en Ciencias área biomateriales y biotecnología. Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.
Claudia Lisette Saavedra Martínez, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.
Mara Paulina García López, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México.
Edith Hernández Ovies, Cirujano dentista, Candidato a Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Odontología Mexicali, México
RESUMEN
Recientemente se ha incorporado a la investigación clínica odontológica un campo de conocimiento altamente prometedor, la ingeniería de tejidos. Los principales objetivos de este novedoso campo están encaminados a la regeneración, reparación o reemplazo de tejidos, que han sido dañados por diversos implicaciones clínicas o anormalidades congénitas. En lo que se refiere a la regeneración de tejidos como la pulpa, el hueso alveolar y la mucosa oral, se han realizado avances importantes que han transcendido a la atención clínica del paciente. La Ingeniería Tisular da lugar a un nuevo campo en la odontología: la odontología traslacional que suma los conceptos asociados a la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa ofreciendo al paciente alternativas de tratamiento enfocadas a la regeneración de tejidos, tal es el caso de la dentina que es un tejido de soporte estructural del diente, que si bien la caries dental puede afectarla, tiene la capacidad de repararse de manera limitada pero con capacidades de regeneración que pueden aprovecharse desde el punto de vista de la odontología traslacional.
PALABRAS CLAVE
andamio, células madre, constructo tisular, inmunohistoquímica, linaje osteogénico, medicina regenerativa.
ABSTRACT
A highly promising field of knowledge, tissue engineering, has recently been incorporated into dental clinical research. The main objectives of this new field are aimed at the regeneration, repair, or replacement of tissues, which have been damaged by various clinical implications or congenital abnormalities. About the regeneration of tissues such as the pulp, alveolar bone and oral mucosa, important advances have been made that have transcended the clinical care of the patient. Tissue Engineering gives rise to a new field in dentistry: translational dentistry that adds the concepts associated with tissue engineering and regenerative medicine, offering the patient treatment alternatives focused on tissue regeneration, such is the case of dentin. which is a structural support tissue of the tooth, which although dental caries can affect it, has the capacity to repair itself in a limited way but with regeneration capacities that can be used from the point of view of translational dentistry.
KEYWORDS
scaffold, stem cell, tissular construct, immunohistochemical, osteogenic lineage, regenerative medicine.
Los autores de este manuscrito declaran que:
Todos ellos han participado en su elaboración y no tienen conflicto de intereses.
La investigación se ha realizado siguiendo las Pautas éticas internacionales para la investigación relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de Organizaciones Internacionales de las Ciencias Médicas (CIOMS) en colaboración con la Organización Mundial de la Salud (OMS).
El manuscrito es original y no contiene plagio.
El manuscrito no ha sido publicado en ningún medio y no está en proceso de revisión en otra revista.
Han obtenido los permisos necesarios para las imágenes y gráficos utilizados.
Han preservado las identidades de los pacientes.
INTRODUCCIÓN
La caries dental es una patología de etiología multifactorial, transmisible de origen infeccioso que afecta a las piezas dentarias, produciendo la destrucción de forma progresiva de los tejidos duros. Estudios reportados a nivel mundial sobre su prevalencia, tales como la Organización Mundial de la Salud (OMS) en el 2004, mostró un 60 a 90% en escolares y casi el 100% en adultos, y la Federación Dental Internacional (FDI) en el 2010, encontró un 44%, afectando casi la mitad de la población. Estas cifras son alarmantes, evidenciando que no discrimina edad, sexo, ni condición socioeconómica1.
Fejerskov define la lesión cariosa como un mecanismo dinámico de desmineralización y desmineralización como resultado del metabolismo microbiano agregado sobre la superficie dentaria, en la cual, con el tiempo, puede resultar una pérdida neta de mineral y es posible que posteriormente se forme una cavidad. Concluyendo que la caries es el signo de la enfermedad y no la enfermedad 2. Un minucioso estudio de las investigaciones realizadas hasta la fecha, en relación con la remineralización dentinaria, aporta luz sobre varios aspectos y muestra la necesidad de continuar el camino hacia el desarrollo de materiales con aplicación clínica que complementen los tratamientos de mínima intervención3.
El hidróxido de calcio sirve como una barrera protectora para el tejido pulpar, no sólo bloqueando los túbulos dentinarios, sino también neutralizando el ataque de ácidos orgánicos provenientes de algunos cementos y materiales de obturación4.
Los sistemas adhesivos actuales han permitido mejorar los procedimientos clínicos tanto en la evolución de los componentes y su mecanismo de acción, como en la disminución del tiempo operatorio de aplicación de cada uno de ellos, brindando una eficacia clínica aceptable y predecible. Prager en 1994, describe un caso de un recubrimiento pulpar directo con la técnica de grabado total. El razonamiento para la utilización de esta técnica se basa en la creencia de que si se obtiene un sellado efectivo y permanente que evite la invasión bacteriana la pulpa se recuperará.5,6
En la actualidad no solo se ha demostrado que el complejo dentino pulpar tiene capacidad de reparación, sino que, también tiene poder regenerativo. Esto se basa en el hecho de que los odontoblastos primarios mantienen su capacidad de síntesis de dentina en tejidos adultos durante el ciclo de vida del diente y, además de contar con la capacidad de diferenciación a células de tejido pulpar por la naturaleza del tejido embrionario7,8.
La dentina puede considerarse como un tejido conjuntivo calcificado; en este sentido, así como en su modo de formación, está estrechamente relacionado con el hueso. El uso de la dentinogénesis como modelo experimental para estudiar la biomineralización proporciona varias ventajas prácticas, y los resultados pueden extrapolarse para comprender procesos similares en otros tejidos, principalmente el hueso9. Debido a su naturaleza y propiedades sensitivas, la pulpa dental responde al estímulo externo asociado a la presencia de caries profundas o fracturas capaces de exponerla al microambiente de la cavidad oral. Antes casos de exposición pulpar, es necesario establecer medidas de protección efectiva y eficaz, que eviten el establecimiento de una patología pulpar degenerativa, que va desde una pulpitis reversible a una necrosis. Los recubrimientos pulpares directos se presentan en aquellos casos que la pulpa se encuentra expuesta accidentalmente, durante la preparación cavitaria o por fractura, mientras que los recubrimientos pulpares indirectos están indicados en casos de caries profundas asintomáticas o con pulpitis reversible, sin presentar exposición pulpar visible sin signos o síntomas asociados.9
En Odontología, se necesitan terapias regenerativas que sean capaces de recuperar la función de los tejidos perdidos por patologías bucales, maxilofaciales y dentales de origen traumático, inflamatorio y neoplásico, tales como enfermedades de origen endodóntico, periodontal, caries dental, traumatismo facial entre otros.9
METODOS
La presente revisión bibliográfica se realizó a partir de la información y evidencias aportadas de artículos en el idioma español e inglés. Para la recolección de datos se emplearon las palabras claves de búsqueda en español: Odontología Regenerativa, Ingeniería de Tejidos, Medicina Regenerativa Regeneración pulpar, Células troncales. Se utilizaron principalmente los motores de búsqueda Medline, PubMed y Google académico. Se obtuvieron 40 resultados. Estos fueron analizados y, tras evaluar si cumplían con los criterios necesarios para este trabajo, fueron 17 artículos los utilizados finalmente con fecha de publicación no mayor a 5 años de antigüedad correspondientes al año 2017 en adelante.
DESARROLLO
La medicina regenerativa, disciplina del área médica dirige investigaciones actuales al estudio sobre células madre y su potencial de diferenciación en células de diferentes tejidos. Estos estudios se basan en la terapia celular, la administración de complejos celulares e inductores, matrices biológicas o biomateriales y protocolos diseñados mediante la interdisciplina con otras ciencias como la ingeniería de tejidos10.
La ingeniería de tejido es una tecnología emergente que utiliza la combinación de células, factores de crecimiento y matriz extracelular, así como métodos y materiales de ingeniería y factores bioquímicos y fisicoquímicos adecuados para mejorar o reemplazar funciones biológicas, destinada a reconstruir órganos y tejidos dañados o enfermos in vitro y el trasplante in vivo para recuperar órganos perdidos o en mal funcionamiento8.
Una célula madre es una célula formadora, no especializada, con la capacidad de auto renovarse1 mediante división celular, seguida de una etapa de diferenciación específica de forma autónoma o inducida, para finalmente originar células de uno o más tejidos específicas, diferenciadas, maduras y funcionales, por lo cual, son consideradas como células genéricas capaces de hacer copias exactas de sí mismas de forma indefinida10.
Ingeniería de tejidos.
La Ingeniería Tisular se basa principalmente en tres componentes fundamentales:
- Células, que participan en la construcción de un nuevo tejido, deben tener capacidad reproductiva; esto es, células en ciclo celular que no hayan entrado todavía en el proceso de diferenciación terminal. Se trata por lo tanto de células madre capaces de dar origen a células.
- Andamios, entre las características de los materiales encuentra la de ser biocompatibles, o biológicamente aceptables.
- Biomoléculas o inductores o factores de crecimiento, inductores o factores de crecimiento, la célula responde al medioambiente extracelular detectando señales químicas o estímulos físicos que desencadenan la apropiada respuesta de estas mediante la activación de distintos mecanismos moleculares y biológicos que conducen a división, migración, diferenciación, mantenimiento del fenotipo o apoptosis11.
Odontología traslacional.
La odontología traslacional, versión actualizada de la odontología basada en la evidencia, es una propuesta cimentada en la investigación traslacional. Establece una visión integradora de herramientas novedosas en genómica, proteómica, farmacología, marcadores biológicos y tecnológicos orientados a la comprensión fisiológica y al abordaje de patologías bucodentales. A este respecto, su adopción e implementación están destinadas a mejorar la eficacia diagnóstica, procedimientos y enfoques terapéuticos. Estos elementos son fácilmente aplicables en la odontología reparativa y regenerativa, en la odontología traslacional confluyen cono- cimientos de las ciencias básicas odontológicas y médicas, la investigación clínica y la investigación epidemiológica y/o salud pública. La odontología traslacional no tiene como propósito generar un ambiente competitivo entre diferentes visiones de investigación. En cambio, abre un espacio de con- vergencia que pretende adoptar mejores prácticas odontológicas enfocadas en el paciente12, 13.
Células madre dentales y su potencial uso terapéutico.
La ingeniería de tejidos combina el uso de células madre de cavidad oral (DSCs) debido al acceso fácil, no invasivo y la prometedora gama de aplicaciones, con el diseño y síntesis de andamios bioactivos, inductores y señalizadores ofreciendo una poderosa herramienta biológica para la solución de los problemas clínicos que involucran defectos estructurales y funcionales derivados de enfermedades sistémicas y lesiones degenerativas8,9 en terapias de reparación, regeneración y sustitución tisular10. Las investigaciones recientes sobre células madre resaltan el gran potencial que tienen para la regeneración de tejidos in vitro e in situ, abriéndose con ello, un amplio panorama en su aplicación terapéutica en áreas de las ciencias de la salud (medicina regenerativa) y bioingeniería (ingeniería de tejidos y biomateriales)10.
Biomateriales.
Un minucioso estudio de las investigaciones realizadas hasta la fecha, en relación con la remineralización dentinaria, aporta luz sobre varios aspectos y muestra la necesidad de continuar el camino hacia el desarrollo de materiales con aplicación clínica que complementen los tratamientos de mínima intervención14,15.
Un biomaterial ya no es solo considerado como un material de relleno, un biomaterial se define ahora como «una sustancia que puede, o ha sido diseñada, para tomar una forma que, sola o como parte de un sistema complejo, se utiliza para dirigir, mediante el control de interacciones con componentes de sistemas vivos, el curso de cualquier tratamiento o diagnóstico17.
Los biomateriales juegan un papel fundamental en el éxito de la ingeniería de tejidos. El diseño de biomateriales en la ingeniería de tejidos consiste en identificar o fabricar una sustancia que es innata y capaz de asumir una forma deseable que se puede aplicar para sintetizar un microambiente celular 3D para la acomodación celular y guiar así la formación de un tejido nuevo16. El biomaterial debe poder mantener su estructura e integridad durante ciertos períodos de tiempo para así poder garantizar la formación y maduración de nuevos tejidos, incluso bajo circunstancias no tan favorecedoras. El concepto de estos diseños es la recreación de innumerables eventos celulares y moleculares involucrados en la regeneración de un nuevo tejido, por lo tanto, el diseño de materiales que se aproximen a muchas de las características críticas de las matrices celulares normales en el tejido humano, así como la fomentación y dirección de la formación de tejidos diana se encuentra a la vanguardia de los biomateriales.
El hidróxido de calcio actúa como una barrera protectora para el tejido pulpar, no sólo bloqueando los túbulos dentinarios, sino también neutralizando el ataque de ácidos orgánicos provenientes de algunos cementos y materiales de obturación. El efecto primario del hidróxido de calcio es un tipo de cicatrización o zona de necrosis producida por la alcalinidad que posee, el tejido pulpar que está en contacto inmediato es completamente desorganizado y destruido provocado por dicho efecto4.
CONCLUSIONES
En la actualidad la terapéutica médica está encaminada al trabajo multidisciplinario para la solución integral de los padecimientos y las afecciones que deterioran la calidad de vida de las personas, la ingeniería de tejido y la odontología traslacional establecen una sinergia con el área biomédica proporcionando nuevas alternativas en el área de los biomateriales, aumentando así el éxito terapéutico, y ofreciendo nuevas vías para la investigación enfocadas en la regeneración para uso terapéutico proporcionando nuevas alternativas para la solución de problemas integrales.
El campo de la ingeniería de tejidos ofrece promesas para hacer frente a diferentes desafíos con nuevos desarrollos en el área biomédica. La nueva generación de odontólogos debe estar capacitada para construir o integrar equipos de investigación traslacional. Sea como investigadores clínicos, investigador en ciencias básicas, investigador en epidemiologia y salud pública.
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