ABSTRACT
Tooth enamel is the hardest tissue in the body. The organic matrix configuration is provided by the main proteins amelogenin, ameloblastin and enamelysin (MMP20), an enzyme that helps to shape the matrix. The aim of this study was to determine by histochemistry the expression of amelogenin and enamelysin through the rough endoplasmic reticulum in the late stages of amelogenesis, and its expression in the Complexus golgiensis (Golgi complex / Golgi apparatus) in the early stages in human fetuses. In early stages a colocalization of both proteins inside the Golgi apparatus was found, being more evident the relationship between Golgi and amelogenin (99.92 %). In the late stage, a colocalization of both proteins and rugged endoplasmic reticulum was found. With enamelysin being more evident in relation with rough endoplasmic reticulum (99.95 %). Our findings demonstrated the presence of amelogenin and enamelysin in odontoblast and ameloblast. However, the presence of these two proteins in odontoblast remains unknown.
El esmalte dental es el tejido más duro del cuerpo. La configuración de la matriz orgánica es proporcionada por las proteínas principales amelogenina, ameloblastina y enamelisina (MMP20), una enzima que ayuda a dar forma a la matriz. El objetivo de este estudio fue determinar mediante histoquímica la expresión de amelogenina y enamelisina a través del retículo endoplasmático rugoso en las últimas etapas de la amelogénesis , y su expresión en el Complexo golgiensis en las primeras etapas de formación en fetos humanos. En las primeras etapas se observó colocalización de ambas proteínas en el interior del Complexo golgiensis, siendo más evidente la relación entre Golgi y amelogenina (99,92 %). En la última etapa, se identificó una colocalización de ambas proteínas y retículo endoplásmico rugoso. Resulto más evidente la enamelisina en relación con el retículo endoplasmático rugoso (99,95 %). Nuestros resultados demostraron la presencia de amelogenina y enamelisina en odontoblastos y ameloblastos, sin embargo se desconoce la presencia de estas dos proteínas en odontoblastos.
Subject(s)
Humans , Amelogenin/metabolism , Dental Enamel Proteins , Endoplasmic Reticulum, Rough , Golgi Apparatus , Matrix Metalloproteinase 20/metabolism , Amelogenesis , Fluorescent Antibody TechniqueABSTRACT
ABSTRACT. Introduction: ameloblasts are cells responsible for the production and mineralization of the organic matrix of enamel through several stages: pre-secretory, secretory, transition, and maturation. The organic matrix components are produced in the secretory phase. In the maturation phase, the organic component is removed and the mineralization process starts. This process requires the involvement of matrix metalloproteinase 20 (MMP-20), also called enamelysin. Several studies have shown the presence of MMP-20 in tooth development and its relationship to alterations in enamel formation. The objective was: to classify the different studies and laboratory techniques used to demonstrate the involvement of enamelysin in tooth development and its relation to pathologies during enamel formation. Methods: a systematic review was conducted with the following bibliographic databases: PubMed, Science-Direct, Hinari, and SciELO, in order to classify the different studies related to the involvement of MMP-20 in tooth development and the methods to detect its expression, between the years of 2009 and 2014. Results and conclusions: 11 in vitro models show that MMP-20 has specific cleavage sites for enamel matrix proteins. This process is altered by chemical composition, ions, and the presence of hydroxyapatite. Enamel morphology is altered in the knockout models. In human studies, MMP-20 has been associated with increased susceptibility to dental caries, enamel thickness, and dental agenesis.
RESUMEN. Introducción: el ameloblasto es la célula encargada de la producción y mineralización de la matriz orgánica del esmalte. Atraviesa varias etapas: la fase pre-secretora, secretora, de transición y maduración. En la fase secretora se producen los componentes de la matriz orgánica. En la fase de maduración se elimina el componente orgánico y se inicia el proceso de mineralización. Este proceso requiere de la participación de la metaloproteinasa de matriz 20 (MMP-20) o también llamada enamelisina. Diversos estudios demuestran la presencia de MMP-20 en el desarrollo dentario y su relación con alteraciones en la formación del esmalte. El objeto fue clasificar los diferentes estudios y técnicas de laboratorio empleadas que demuestren la participación de enamelisina en el desarrollo dentario y su relación con patologías en la formación del esmalte. Métodos: se realizó una revisión sistemática de la literatura con las siguientes bases bibliográficas: PubMed, Science-Direct, Hinari y SciELO, con el fin de clasificar los diferentes estudios relacionados con la participación de MMP-20 en el desarrollo dental y los métodos utilizados para detectar su expresión, entre los años de 2009 a 2014. Resultados y conclusiones: los modelos in vitro evidencian que MMP-20 tiene sitios específicos de escisión para las proteínas de matriz de esmalte. Este proceso se ve alterado por la composición química, iones, y la presencia de hidroxiapatita. En los modelos knockout la morfología del esmalte está alterada. En los estudios en humanos, se ha relacionado la MMP-20 con una mayor susceptibilidad de caries dental, el grosor completo de esmalte y agenesias dentales.
Subject(s)
Dental Restoration, Permanent , Resins, Synthetic , Dental MaterialsABSTRACT
ABSTRACT. Introduction: ameloblasts are cells responsible for the production and mineralization of the organic matrix of enamel through several stages: pre-secretory, secretory, transition, and maturation. The organic matrix components are produced in the secretory phase. In the maturation phase, the organic component is removed and the mineralization process starts. This process requires the involvement of matrix metalloproteinase 20 (MMP-20), also called enamelysin. Several studies have shown the presence of MMP-20 in tooth development and its relationship to alterations in enamel formation. The objective was: to classify the different studies and laboratory techniques used to demonstrate the involvement of enamelysin in tooth development and its relation to pathologies during enamel formation. Methods: a systematic review was conducted with the following bibliographic databases: PubMed, Science-Direct, Hinari, and SciELO, in order to classify the different studies related to the involvement of MMP-20 in tooth development and the methods to detect its expression, between the years of 2009 and 2014. Results and conclusions: 11 in vitro models show that MMP-20 has specific cleavage sites for enamel matrix proteins. This process is altered by chemical composition, ions, and the presence of hydroxyapatite. Enamel morphology is altered in the knockout models. In human studies, MMP-20 has been associated with increased susceptibility to dental caries, enamel thickness, and dental agenesis.
RESUMEN. Introducción: el ameloblasto es la célula encargada de la producción y mineralización de la matriz orgánica del esmalte. Atraviesa varias etapas: la fase pre-secretora, secretora, de transición y maduración. En la fase secretora se producen los componentes de la matriz orgánica. En la fase de maduración se elimina el componente orgánico y se inicia el proceso de mineralización. Este proceso requiere de la participación de la metaloproteinasa de matriz 20 (MMP-20) o también llamada enamelisina. Diversos estudios demuestran la presencia de MMP-20 en el desarrollo dentario y su relación con alteraciones en la formación del esmalte. El objeto fue clasificar los diferentes estudios y técnicas de laboratorio empleadas que demuestren la participación de enamelisina en el desarrollo dentario y su relación con patologías en la formación del esmalte. Métodos: se realizó una revisión sistemática de la literatura con las siguientes bases bibliográficas: PubMed, Science-Direct, Hinari y SciELO, con el fin de clasificar los diferentes estudios relacionados con la participación de MMP-20 en el desarrollo dental y los métodos utilizados para detectar su expresión, entre los años de 2009 a 2014. Resultados y conclusiones: los modelos in vitro evidencian que MMP-20 tiene sitios específicos de escisión para las proteínas de matriz de esmalte. Este proceso se ve alterado por la composición química, iones, y la presencia de hidroxiapatita. En los modelos knockout la morfología del esmalte está alterada. En los estudios en humanos, se ha relacionado la MMP-20 con una mayor susceptibilidad de caries dental, el grosor completo de esmalte y agenesias dentales.
Subject(s)
Tooth Abnormalities , Dental Enamel , Matrix Metalloproteinase 20 , Amelogenesis , Amelogenesis ImperfectaABSTRACT
During experiments in animal studies, it has been observed that enamelysin (MMP-20) is expressed during tooth development in the late secretory stage of amelogenesis but not in the mature enamel.The aim of this research was to determine the location of MMP-20 in human tooth germs in the different structures of the enamel organ.The detection of MMP-20 was performed by immunohistochemistry in 20 specimens obtained from human fetuses. Immunostaining of MMP-20 was observed from the presecretor stadium in stellate reticulum and intermediate stratum and in the basal portion of ameloblasts in the secretory stage in stellate reticulum, stratum intermedium, secretory ameloblasts, odontoblasts and dental papilla. The results of this research show the location of MMP-20 in tooth germ development in humans and provides the foundation for future research about the process of dental organ formation.
En estudios realizados en animales de experimentación se ha observado que la enamelisina (MMP-20) se expresa durante el desarrollo dental durante el estadio de secreción tardío de la amelogénesis pero no en el esmalte maduro. El objetivo de la presente investigación fue determinar la localización de MMP-20 en gérmenes dentarios humanos en las diferentes estructuras del órgano del esmalte. Se analizaron 20 especímenes obtenidos de fetos humanos, efectuando la detección de MMP-20 por Inmunohistoquímica. Se observó inmunolocalización de MMP-20 desde el estadio presecretor en retículo estrellado y estrato intermedio, así como en porción basal de ameloblastos; en el estadio secretor en retículo estrellado, estrato intermedio, ameloblastos secretores, odontoblastos y papila dental. Los resultados de la presente investigación muestran la localización de la MMP-20 en el desarrollo del germen dentario en humanos y aporta las bases para futuras investigaciones acerca del proceso de formación de los órganos dentales.