Un equipo internacional de investigadores, entre ellos científicos del King’s College de Londres, ha identificado una relación entre variantes genéticas poco frecuentes del gen C2CD3 y distintas anomalías del desarrollo dental humano. El estudio, publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), combina el análisis clínico de pacientes con modelos experimentales en ratones y embriones de pollo.
La investigación examinó las alteraciones dentales de 24 pacientes portadores de variantes de C2CD3, identificando diferencias relacionadas con la ausencia de piezas dentales, modificaciones en su tamaño y morfología, presencia de dientes adicionales e incluso dientes presentes desde el nacimiento. Los investigadores comprobaron que la pérdida de función de este gen en ratones reproducía numerosas alteraciones observadas en los pacientes, lo que permitió estudiar los mecanismos moleculares responsables de estas manifestaciones.
La profesora Abigail Tucker, catedrática de Desarrollo y Evolución del King’s College de Londres, explicó: “Este artículo fue fruto de un gran trabajo en equipo, que combinó el análisis de pacientes con defectos dentales con la comprensión de los mecanismos que provocan estos defectos en ratones”. La investigadora destacó que, tanto en humanos como en los modelos animales, podían observarse simultáneamente dientes adicionales y ausentes en diferentes regiones de los maxilares.
Alteraciones en la señalización Sonic hedgehog
El trabajo identificó la participación de C2CD3 en la formación de los cilios primarios, estructuras celulares que permiten recibir y procesar señales moleculares implicadas en el desarrollo embrionario. Las alteraciones de este gen modificaron la actividad de la vía de señalización Sonic hedgehog (SHH), relacionada con la regulación espacial del desarrollo dental y la determinación de las regiones donde se forman los dientes.
En los modelos murinos con C2CD3 alterado, los investigadores observaron un comportamiento diferencial de esta vía: mientras que su actividad aumentaba en determinadas regiones del maxilar superior en desarrollo, disminuía en la mandíbula. Esta distribución permitió establecer una posible explicación molecular de por qué una misma alteración genética puede producir manifestaciones dentales opuestas, favoreciendo la aparición de dientes supernumerarios en determinadas localizaciones y la ausencia de piezas en otras.
Los embriones de pollo y la evolución dental
La investigación también examinó el mutante de pollo talpid2, portador de una variante del gen C2CD3, para estudiar la participación de esta proteína en la evolución de la dentición de los vertebrados. Aunque las aves actuales carecen de dientes de forma natural, los científicos identificaron estructuras similares a dientes en estos embriones. Asimismo, detectaron un incremento de la actividad de SHH tanto en el maxilar superior como en la mandíbula.
Estos resultados sugieren que la desaparición evolutiva de los dientes en las aves no implicó necesariamente la pérdida completa de los mecanismos biológicos necesarios para su formación, sino la desactivación o supresión de determinados procesos del desarrollo embrionario.
El modelo experimental permitió relacionar las modificaciones de C2CD3 con cambios en la capacidad de formación dental entre especies y analizar la conservación de los mecanismos moleculares que intervienen en la odontogénesis.
Comprender las anomalías dentales
Los autores consideran que los resultados amplían el conocimiento sobre las bases genéticas de las anomalías dentales poco frecuentes y sobre la regulación molecular de la formación de los dientes Tucker señaló: “Hemos podido demostrar que un cambio en la función del gen C2CD3 puede tener efectos tanto beneficiosos como perjudiciales para los dientes, dependiendo de su posición en la mandíbula”. La investigadora añadió que estos hallazgos permiten comprender cómo un mismo gen puede controlar resultados dentales diferentes y aportan información sobre los cambios experimentados por el desarrollo dental durante la evolución de los vertebrados.
Según los investigadores, la identificación de estos mecanismos podría contribuir a perfeccionar los tratamientos dirigidos a pacientes con anomalías dentales complejas, mediante una mayor comprensión de los procesos biológicos responsables de su aparición.
