Metaloproteinasas de Matriz (MMP) -8 y -1 en Procesos de Remodelación Ortodóntica

Introducción

Los procesos de remodelación periodontal son inherentes al movimiento dentario en ortodoncia [1]. La estimulación mecánica externa ejercida sobre las piezas dentarias causa una respuesta inflamatoria aséptica en el ligamento periodontal (TLP), conduciendo a su remodelación junto con la del tejido óseo circundante [2, 3]. Esta remodelación estructural permite el movimiento de las piezas dentarias a través de su base ósea, y es fundamental para lograr cambios en el paciente durante el tratamiento ortodóncico.

El proceso inflamatorio aséptico asociado con la ortodoncia es complejo e involucra diversos elementos. Por lo tanto, resulta difícil centrarse en una sola molécula o citoquina, ya que todas las involucradas son esenciales y actúan de manera simultánea y sinérgica. Además, este proceso aún no está completamente comprendido [1-4, 8], lo que ha generado discrepancias en la evaluación de qué agentes inflamatorios son los más importantes o centrales en el evento [1-9].

Las metaloproteinasas de matriz (MMP) y sus inhibidores (TIMPS) desempeñan un papel crucial en la remodelación del colágeno durante los movimientos ortodóncicos. Estas moléculas con funciones antagonistas trabajan coordinadamente para controlar la síntesis y destrucción del colágeno del periodonto y el tejido óseo en respuesta a las fuerzas externas aplicadas [1]. Si bien se han realizado diversos estudios sobre los cambios en la concentración y expresión de MMP y TIMPS durante el tratamiento ortodóncico (1-5, 7-9), las MMP-1 y -8 parecen ser las más relevantes en cuanto a su participación y concentración [1, 2, 6, 8].

La MMP-1, principalmente, hidroliza el colágeno de tipo III y se asocia principalmente con la remodelación normal o fisiológica del tejido periodontal [4]. Por otro lado, la MMP-8, producida por diversas células como neutrófilos polimorfonucleares, fibroblastos gingivales, células óseas y plasmáticas, es la principal colagenasa intersticial y la más eficiente en la degradación del colágeno tipo I, esencial para la remodelación ósea.

El fluido gingival crevicular (FGC) es una mezcla compleja de factores derivados del suero, células inflamatorias, endotoxinas bacterianas y productos del metabolismo bacteriano, entre otros. Se han estudiado biomarcadores en este medio, como enzimas, inmunoglobulinas, interleucinas, citoquinas y prostaglandinas, que podrían ser útiles para evaluar el diagnóstico periodontal y los resultados del tratamiento, así como para monitorear pacientes en riesgo de desarrollar periodontitis y detectar otras enfermedades sistémicas [8].

Los métodos moleculares y genéticos modernos permiten a los investigadores estudiar los mediadores celulares en el FGC con precisión. Esto facilita la comprensión de los procesos de remodelación durante el tratamiento ortodóncico y el control de su efecto en el movimiento dentario [1]. Por lo tanto, el estudio de este medio ha sido fundamental para entender y analizar las metaloproteínas y otros aspectos relacionados.

Varios estudios han analizado el FGC, ya que es el medio donde se producen cambios en el perfil y los niveles de varios mediadores durante el tratamiento ortodóncico [1-6]. Por lo tanto, su estudio nos permite investigar los procesos de remodelación y controlar su efecto durante el tratamiento.

Surlin et al. [8] describen un aumento significativo de MMP-8 en el FGC en las etapas iniciales del movimiento ortodóncico, específicamente de 4 a 8 horas después de la aplicación de la fuerza sobre la pieza dentaria, pero no de MMP-1. Apajalahti et al. [13] demostraron que la autoactivación de MMP-8 ocurre rápidamente, una hora después de la aplicación de la fuerza ortodóncica, mientras que el aumento de los niveles de MMP-1 se observó in vitro en fibroblastos humanos alargados, después de cuatro días.

El objetivo de este estudio es realizar una revisión bibliográfica sobre la expresión de MMP-1 y -8 en el FGC humano durante los movimientos ortodóncicos, en los últimos 10 años [1-6].

Materiales y Métodos

Se llevó a cabo una revisión bibliográfica entre septiembre y octubre de 2019 utilizando las palabras clave "ortodoncia", "MMP", "fluido gingival crevicular", "ortodoncia", "fluido gingival crevicular" en los motores de búsqueda Scopus, Science Direct, Scielo y Pubmed. Los criterios de inclusión consistieron en estudios publicados en inglés o español, con una antigüedad máxima de 10 años, que investigaran en humanos o in vitro utilizando muestras de FGC. Se excluyeron trabajos en otros idiomas y aquellos con más de 10 años de antigüedad. La búsqueda fue realizada por dos de los autores, y no se presentaron discrepancias en la selección de los estudios a incluir. Se eliminaron los estudios duplicados de la base de datos.

Resultados

En total, la búsqueda arrojó 18 artículos, de los cuales 13 cumplieron con los requisitos de inclusión [1-13]. Entre los artículos revisados, se identificaron diversas MMP presentes en el fluido gingival crevicular de pacientes sometidos a tratamiento ortodóncico, incluyendo la MMP -1, 2, 3, 7, 8, 12 y 13. Sin embargo, se observó un mayor enfoque en el estudio de las MMP-1 y -8 en relación con el proceso de remodelación ósea en ortodoncia..

Discusión

La MMP-8 es una de las enzimas más eficientes en la descomposición del colágeno tipo I durante la respuesta inflamatoria y el remodelado tisular en los movimientos ortodóncicos [1]. Aunque fisiológicamente el ligamento periodontal experimenta una remodelación constante, durante la ortodoncia se observa un metabolismo del colágeno periodontal más intenso [1, 8]. Varios estudios coinciden en un aumento de la concentración de MMP-8 reflejado en el FGC durante los movimientos de ortodoncia [1-8].

La Tabla 1 muestra la comparación de tres estudios diferentes cuyo objetivo era analizar la concentración de MMP-8. Aunque los resultados coinciden en un aumento de la concentración de MMP-8, es importante considerar las características y el momento de este aumento. Lora et al. [1] descubrieron un aumento al tercer mes de su estudio, pero también observaron un leve aumento inmediatamente después de instalar los brackets. Tuula et al. [4] compararon las muestras de FGC en pacientes control, con brackets, con periodontitis y gingivitis, obteniendo resultados diferentes en los tres grupos. Aunque se observaron mayores niveles de concentración de MMP-8 en aquellos con mayor estado inflamatorio, como el grupo con periodontitis y/o gingivitis, también se obtuvieron concentraciones mayores en pacientes con brackets que en el grupo control, lo que demuestra la importancia y protagonismo de la MMP-8 en respuestas inflamatorias. Jacobs et al. [7] mostraron en su estudio que las concentraciones de MMP-8 son significativas en el lado tensil del diente a partir de una fuerza tensil del 10%.

La MMP-1 es activa contra colágenos intersticiales triples helicoidales nativos y puede iniciar la remodelación de tejidos [6]. Al ser parte de la familia de las colagenasas, también se postula que participa en la remodelación del colágeno y, por lo tanto, podría contribuir al remodelado de tejidos en movimientos ortodóncicos. La Tabla 2 compara las concentraciones de MMP-1 de varios estudios. Canaverro et al. [2], Tuula et al. [4] y otros autores no encontraron concentraciones estadísticamente significativas de MMP-1 antes o después de la ortodoncia. Por otro lado, Almeida et al. [9] encontraron concentraciones significativas de MMP-1 en el FGC de pacientes con periodontitis tratada sometidos a ortodoncia, llegando a la conclusión de que "el movimiento ortodóncico de dientes periodontalmente comprometidos sin sacos activos no produce cambios significativos en los niveles de MMP en el FGC".

Una ventaja de los estudios analizados fue el uso del canino superior como diente a analizar, debido a su fácil acceso para la toma y análisis del FGC, lo que estandarizó en cierta medida el estudio. Sin embargo, se identificaron algunas limitaciones, como la falta de consideración de la salud gingival en los análisis, la falta de estandarización en el momento de recolectar la muestra de FGC y la falta de especificación sobre la fuerza tensil aplicada en el diente para la recolección de la muestra de FGC.

Conclusión

Las autoras de esta revisión consideran la limitada representatividad de las muestras utilizadas en varios estudios. Es fundamental realizar un estudio más riguroso y estandarizado para obtener un perfil citoquímico exhaustivo en estos pacientes. Esto permitirá estudiar el proceso de ortodoncia a nivel bioquímico con mayor profundidad, lo que resulta esencial para una comprensión más completa de los mecanismos implicados en el tratamiento ortodóncico y sus efectos en el tejido periodontal.

Agradecimientos

Agradecemos al mismo equipo de investigación conformado por profesionales de la salud quienes sacrificaron tiempo para seguir contirbuyendo con las investigaciones cientificas que forjan el conocimiento.

Referencias Bibliográficas

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2. Canavarro C, Teles RP, Capelli Junior J. Matrix metalloproteinases -1, -2, -3, -7, -8, -12, and -13 in gingival crevicular fluid during orthodontic tooth movement: a longitudinal randomized split-mouth study. The European Journal of Orthodontics. 2012;35(5):652–658. doi:10.1093/ejo/cjs053
3. Cantarella G, Cantarella R, Caltabiano M, Risuglia N, Bernardini R, Leonardi R. Levels of matrix metalloproteinases 1 and 2 in human gingival crevicular fluid during initial tooth movement. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 2006;130:568.e511– e566.
4. Ingman T, Apajalahti S, Mäntylä P, Savolainen P, Sorsa T. Matrix metalloproteinase-1 and -8 in gingival crevicular fluid during orthodontic tooth movement: a pilot study during 1 month of follow-up after fixed appliance activation. European Journal of Orthodontics. 2005;27(2):202–207. doi:10.1093/ejo/cjh097
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9. Almeida RC, Capelli J, Teles RP. Levels of gingival crevicular fluid matrix metalloproteinases in periodontally compromised teeth under orthodontic forces. The Angle Orthodontist. 2015;85(6):1009–1014. doi:10.2319/101714-744.1
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