Orientador: Sergio Roberto Peres Line / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-10T16:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EspiritoSanto_AlexandreRibeirodo_D.pdf: 9422040 bytes, checksum: 9034465ff462c933a4d9d5ab9721b610 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O esmalte envolve a porção coronária dos dentes e constitui a estrutura mais mineralizada do corpo vertebrado. Seu desenvolvimento tem início com secreção, processamento proteolítico e auto-agregação de uma complexa mistura de proteínas. O estabelecimento de uma matriz orgânica ordenada parece ser fundamental para a formação adequada da fase mineral do esmalte. Microscopia de luz polarizada mostra que a matriz orgânica do esmalte secretório (MOES) apresenta-se fortemente birrefringente em cortes não corados de 5 µm de espessura. Esta propriedade reflete alto grau de organização em nível molecular com possível relevância funcional. Alterações no brilho de birrefringência da MOES podem indicar desordens moleculares e estar associadas a alterações na formação da fase mineral. Atraso no processo de fixação da MOES pode levar a uma rápida perda de sua birrefringência, comprometendo o seu estudo por meio de microscopia de luz polarizada. No presente trabalho, analisaram-se os efeitos do nocauteamento dos genes Amelx e Mmp20 (experimento 1), dos bisfosfonatos (experimento 2) e de inibidores de serina proteinases e metaloproteinases (experimento 3) sobre a birrefringência da MOES. O experimento 1 mostrou quecamundongos fêmeas Amelx+/- apresentam redução significativa no brilho debirrefringência quando comparados aos animais Amelx+/+ do mesmo gênero (p=0,0029). A MOES dos camundongos fêmeas Amelx-/- não exibiu birrefringência. Os camundongos Mmp20-/- mostraram uma expressiva diminuição nos valores de retardo ótico em comparação aos camundongos Mmp20+/+ e Mmp20+/- (p=0,0000). Os animais Mmp20+/+ e Mmp20+/- apresentaram birrefringência semelhante (p=1,0000). O experimento 2 mostrou que ratos tratados com alendronato de sódio não apresentam alterações morfológicas na MOES, mas exibem diminuiçãoexpressiva no brilho de birrefringência quando comparados a ratos controles (p<0,01). Interessantemente, os ratos tratados com etidronato dissódico apresentaram alterações morfológicas severas na MOES, mas mostraram brilho de birrefringência na matriz secretada semelhante ao dos ratos controles (p>0,05). O experimento 3 mostrou que a fenantrolina (inibidora de metaloproteinases, como a Mmp20) e o fenilmetilsulfonil fluoreto (inibidor de serina proteinases, como a Klk- 4) preservam a birrefringência da MOES ex vivo. Os resultados aqui apresentados sugerem que: 1) a birrefringência da MOES depende da organização supramolecular das amelogeninas e é influenciada pela atividade proteolítica da Mmp20; 2) o alendronato de sódio pode induzir alterações quantitativas na organização supramolecular da MOES; 3) o etidronato dissódico não altera a ordem molecular da matriz orgânica do esmalte secretada e pode induzir defeitos no esmalte maduro através de interferência direta sobre a atividade secretora dos ameloblastos; 4) a rápida perda de birrefringência da MOES em amostras não imediatamente fixadas é resultante da atividade de proteinases do esmalte. Palavras-chave: Esmalte dentário, Birrefringência, Bisfosfonatos, Fenantrolina, Fenilmetilsulfonil fluoreto / Abstract: Enamel covers dental crown and is the most mineralized structure in the vertebrate body. Its development begins with the secretion, processing and selfassembly of a complex mixture of proteins. The establishment of an ordered organic matrix seems to be a crucial step for the proper formation of enamel mineral phase. Polarizing microscopy shows that the secretory-stage enamel organic matrix (SEOM) is strongly birefringent in non-stained 5 µm-thick sections. This property indicates high level of molecular organization, which may be physiologically important. Changes in SEOM birefringence brightness may reflect molecular disorders and may be associated with alterations in the forming enamel mineral phase. Delay in fixation of SEOM may lead to rapid loss of birefringence, impairing analysis of that tissue with polarized light microscopy. In the present work, we analyzed the effects of Amelx and Mmp20 knocking out (experiment 1), bisphosphonates (experiment 2) and metallo and serine proteinases¿ inhibitors (experiment 3) on SEOM birefringence. Experiment 1 showed that Amelx+/- female mice exhibit a significant reduction in the birefringence brightness when compared to Amelx+/+ female animals. (p=0.0029). The SEOM from Amelx-/- female mice did not show birefringence. Mmp20-/- mice presented an expressive reduction in the optical retardation values in comparison to Mmp20+/+ and Mmp20+/- animals (p=0.0000). Mmp20+/+ and Mmp20+/- mice presented similar birefringence (p=1.0000). Experiment 2 showed that rats treated with sodium alendronate do not present morphological alterations in the SEOM, but exhibit significant decrease in the birefringence brightness when compared to control rats (p<0.01). Interestingly, bisodic etidronate rats showed severe morphological alterations in the SEOM, but exhibited SEOM birefringence brightness similar to that observed in control rats (p>0.05). Experiment 3 evidenced that 1,10-phenanthroline (metalloproteinase inhibitor) and phenylmethylsulphonyl fluoride (serine proteinase inhibitor) preserve SEOM birefringence brightness ex vivo. The results presented here support the following conclusions: 1) SEOM birefringence results from amelogenin supramolecular organization and is influenced by proteolytic activity of Mmp20; 2) sodium alendronate can induce quantitative changes in the supramolecular organization of the SEOM; 3) bisodic etidronate does not disturb molecular order of the secreted enamel organic matrix and may induce changes in mature enamel by affecting directly secretory activity of ameloblasts; 4) rapid loss of birefringence in no immediately fixed SEOM is caused by the activity of enamel proteinases. Key Words: Dental enamel, Birefringence, Bisphosphonates, Phenanthroline, Phenylmethylsulphonyl Fluoride / Doutorado / Histologia e Embriologia / Doutor em Biologia Buco-Dental

O objetivo do presente estudo foi avaliar a associação entre lesões de cárie dentária e defeitos do desenvolvimento do esmalte (DDEs) com o índice de massa corporal e com polimorfismos nos genes que codificam as metaloproteinases 8, 13 e 20, em uma população de crianças amazônicas. A amostra foi constituída de 221 crianças, com idade entre 9 e 12 anos, de ambos os gêneros, matriculadas em quatro escolas públicas da cidade de Manaus - Amazonas. Durante o exame clínico foram obtidos os índices CPO-D e/ou ceo-d, dados referentes aos DDEs e dados antropométricos (peso e altura). Os responsáveis responderam a um questionário sobre hábitos de higiene bucal e dieta. Amostras de saliva foram coletadas como fonte de DNA genômico e, por meio do método Taqman, por PCR em tempo real, realizou-se a genotipagem das regiões rs17099443 e rs3765620 no gene que codifica a MMP8; rs478927 e rs2252070 no gene que codifica a MMP13; e rs1784418 no gene que codifica a MMP20. Os dados foram submetidos à análise estatística empregando os testes de Shapiro-Wilk, ANOVA, Tukey, Qui-quadrado, Exato de Fisher e a razão de chance, com nível de significância de 5%. De acordo com os resultados obtidos verificou-se que, nas crianças com baixo peso, a média de lesões de cárie dental foi 1,00 (DMP 1,00), nas eutróficas a média de lesões de cárie dental foi de 1,57 (DMP 2,00), nas com sobrepeso, a média foi de 1,44 (DMP 1,86) e nas crianças obesas foi de 3,12 (DMP 2,63). Crianças obesas apresentaram mais lesões de cárie que as crianças eutróficas e com sobrepeso (p<0,05). Nos genes que codificam MMP8, MMP13 e MMP20 os alelos polimórficos foram observados em maior frequência nos indivíduos com experiência de cárie, com associação significativa apenas para o polimorfismo rs478927 no gene que codifica a MMP13 (p=0,043). Com relação aos DDE, os alelos polimórficos foram observados em maior frequência nos genes que codificam MMP8, MMP13 e MMP20, com associação significativa apenas para o polimorfismo rs478927 no gene que codifica a MMP13 (p=0,005). Para o gene que codifica MMP13, houve diferença significativa na distribuição dos genótipos entre os grupos controle e DDE (p=0,017). Com base nos parâmetros analisados e nos resultados obtidos, foi possível concluir que, em crianças de Manaus-AM, as lesões de cárie estiveram associadas com obesidade, e que houve associação entre o polimorfismo genético (rs478927) no gene que codifica a MMP13 com presença de lesões de cárie e DDEs / The objective of the present study was to evaluate the association between dental caries lesions and developmental enamel defects (DED) with body mass index and polymorphisms in gene encoding matrix metalloproteinases 8, 13 and 20 in a population of Amazonian children. The sample consisted of 221 children, aged between 9 and 12 years, of both genders, regularly enrolled in four public schools in the city of Manaus, Amazonas State, Brazil. During the clinical examination, the researchers recorded DMFT and/or dmft indexes, DED data and anthropometric data (weight and height). Parents/caregivers answered a questionnaire about children´s oral hygiene habits and diet. Saliva samples were collected as a source of genomic DNA and, using TaqMan real-time PCR, genotyping was performed of regions rs17099443 and rs3765620 in the gene encoding MMP8; rs478927 and rs2252070 in the gene encoding MMP13; and rs1784418 in the gene encoding MMP20. Data were submitted to statistical analysis using the Shapiro-Wilk, ANOVA, Tukey, Qui-quadrado, Exato de Fisher and odds ratio tests, with a significance level of 5%. According to the results, it was found that, in children with low weight, the mean number of dental caries lesions was 1.00 (SD 1.00); in the eutrophic children the mean was 1.57 (SD 2.00); in the overweight children, the mean was 1.44 (SD 1.86) and in obese children the mean was 3.12 (SD 2.63). Obese children had more dental caries lesions than eutrophic and overweight children (p<0.05). In the genes encoding MMP8, MMP13 and MMP20, the polymorphic alleles were observed more frequently in individuals with caries experience, with a significant association only for rs478927 polymorphism in the gene encoding MMP13 (p=0.043). With respect to DED, the polymorphic alleles were observed more frequently in the genes encoding MMP8, MMP13 and MMP20, with a significant association only for the rs478927 polymorphism in the gene encoding MMP13 (p=0.005). There was a significant difference in the distribution of genotypes between the control and DED groups (p = 0.017) for the gene encoding MMP13. Based on the analyzed parameters and the obtained results, it was possible to conclude that in children from Manaus-AM, caries lesions are associated with obesity, and that there was an association between gene polymorphism (rs478927) in the gene encoding MMP13 with presence of caries lesions and DED