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Resumo Os dentes são compostos por muitos tecidos cobertos por um esmalte inflexível. Ao contrário dos outros tecidos, os dentes tornam-se extremamente sensíveis ao frio quando inflamados. Os mecanismos dessa sensação de frio não são compreendidos. O artigo tenta esclarecer os componentes moleculares e celulares do sistema de detecção de frio e mostra que a transdução sensorial dos estímulos de frio nos dentes requer a presença de odontoblastos. O TRPC5 é um sensor de frio para dentes saudáveis e, com o TRPA1, é suficiente para detecção de frio. O odontoblasto aparece como o local direto da transdução de frio de TRPC5 e fornece um mecanismo para detecção de frio prolongado por meio da sensibilidade relativa de TRPC5 ao cálcio intracelular e falta de dessensibilização. Os dados fornecem evidências funcionais concretas de que equipar odontoblastos com o sensor de frio TRPC5 expande as funções tradicionais dos odontoblastos e os torna um componente celular integral até então desconhecido do sistema de detecção de frio dental. |
Hospital Geral de Massachusetts
Boston – Os investigadores informaram a Science Advances que descobriram uma nova função para os odontoblastos, células que compõem a dentina, a casca sob o esmalte do dente que reveste a polpa dentária macia que contém nervos e vasos sanguíneos.
"Descobrimos que os odontoblastos, cuja função é de suporte do formato dos dentes, também são responsáveis pela detecção do frio", disse o patologista Jochen Lennerz, MD, PhD, um dos principais autores do artigo e diretor médico do General Hospital Integrated Diagnostic Center, de Massachusetts. (MGH).
"Esta pesquisa traz uma nova função para essa célula, que é empolgante do ponto de vista da ciência básica. Mas agora também sabemos como interferir na função de detecção de frio para inibir a dor dentária."
Por diversos motivos, os dentes podem doer ao serem expostos ao frio. Muitas pessoas sentem fortes dores pelo frio quando, por exemplo, têm um orifício em um dente proveniente de uma cárie não tratada.
Além disso, os dentes podem se tornar muito sensíveis ao frio devido à erosão da gengiva causada pelo envelhecimento. Alguns pacientes com câncer tratados com quimioterapias à base de platina têm extrema sensibilidade ao frio em todo o corpo. “Uma brisa no rosto é registrada como dor extrema nos dentes, que pode até fazer com que alguns pacientes parem de receber o tratamento”, diz Lennerz.
A dor de dente é particularmente difícil de se estudar. A dureza de um dente torna-o um tecido difícil de estudar e para induzir a dor de dente em humanos é necessário abrir o dente. Portanto, os pesquisadores conduziram experimentos em camundongos cujos molares foram perfurados sob anestesia.
Camundongos com lesões dentais demostram a dor com seu comportamento: eles bebem até 300% mais água com açúcar do que seus irmãos sem ferimentos dentais, por exemplo. Em pesquisas anteriores, os pesquisadores haviam descoberto a TRCP5, uma proteína codificada pelo gene TRCP5 que se expressa nos nervos em muitas partes do corpo. Sua descoberta anterior permitiu que os pesquisadores se concentrassem no TRCP5 como um mediador de dor pelo frio.
Ao estudar camundongos geneticamente alterados que não tinham o gene TRCP5, os investigadores encontraram que camundongos com dentes lesionados que não manifestavam o aumento do comportamento de beber e que se comportavam como camundongos sem lesão dental.
“Agora temos evidências definitivas de que o sensor de temperatura TRCP5 transmite frio através do odontoblasto e ativa os nervos, criando dor e hipersensibilidade ao frio”, diz Lennerz. "Essa sensibilidade ao frio pode ser a maneira do corpo proteger um dente danificado de mais ferimentos."
Especificamente, em resposta ao frio, a proteína TRCP5 abre canais na membrana do odontoblasto, permitindo que outras moléculas, como o cálcio, entrem e interajam com a célula. Se a polpa do dente está inflamada por uma cavidade profunda, por exemplo, o TRCP5 é superabundante, causando aumento da sinalização elétrica através dos nervos que emergem da raiz do dente e vão para o cérebro, onde ocorre a dor.
Quando a gengiva diminui com o envelhecimento, os dentes podem se tornar hipersensíveis porque os odontoblastos sentem frio em uma região recém-exposta do dente.
“A maioria das células e tecidos desaceleram seu metabolismo na presença de frio, por isso os órgãos de doadores são colados no gelo”, diz Lennerz. “Mas o TRPC5 torna as células mais ativas no frio, e a capacidade dos odontoblastos para detectar o frio por meio do TRPC5 torna essa descoberta muito empolgante.”
Lennerz confirmou a presença da proteína TRPCs em dentes humanos extraídos. "Nossos dentes não precisam ser cortados em camadas ultrafinas para poder estudá-los ao microscópio", diz Lennerz, que primeiro teve que descalcificar os dentes e colocá-los em resina epóxi antes de cortá-los e identificar os canais TRPC5 em os odontoblastos.
A equipe de pesquisa também identificou um alvo de medicamento para minimizar a sensibilidade do dente ao frio. Durante séculos, o óleo de cravo foi usado como remédio para dores de dente. O agente ativo no óleo de cravo é o eugenol, que bloqueia o TRCP5.
As pastas de dente que contêm eugenol já estão no mercado, mas as descobertas deste estudo podem levar a aplicações mais potentes para tratar os dentes hipersensíveis ao frio. E pode haver novas aplicações para o eugenol, como o tratamento sistêmico de pacientes com extrema sensibilidade ao frio devido a quimioterapia. “Estou empolgado para ver como outros pesquisadores aplicarão nossa descoberta.”
Discussão
Sensibilidade dentária como sensação termomecânica
O estudo teve como objetivo encontrar o mecanismo molecular de detecção do frio nos dentes. Utilizou-se uma preparação de mandíbula e nervo que permitiu registrar a atividade elétrica propagada de dentes intactos, identificando TRPC5 e TRPA1 como os sensores de frio molecular e odontoblastos como o local de transdução de frio.
Este modelo experimental permitiu fechar uma lacuna importante no entendimento sobre a dor de dente por ser o primeiro modelo que permitiu a avaliação do sistema sensorial dentário em todo o seu contexto anatômico e, necessariamente, fisiológico em camundongos transgênicos. Isso é essencial porque, ao contrário de qualquer outra parte do corpo, a anatomia funcional dentária apresenta problemas complexos na detecção de estímulos físicos prejudiciais.
A localização da camada de células odontoblásticas na zona mais externa da polpa dentária torna-a uma barreira natural entre os tecidos duros mineralizados e a polpa dentária mole. Cada odontoblasto tem um processo que se projeta em um túbulo dentinário, onde é imerso no fluido dentinário. Seu corpo e processo celular são circundados por nervos sensoriais amielínicos dentro dos primeiros 100 µm da fronteira odontoblasto-predentina. Esse arranjo hierárquico exclusivo, desde o esmalte em macroescala, passando pelos microtúbulos dentinários preenchidos com fluido até os canais iônicos em nível molecular, fornece a base estrutural para codificar a dor térmica.
Em resumo, os dados esclarecem sobre os componentes moleculares e celulares do sistema de detecção de frio e mostram que a transdução sensorial de estímulos de frio nos dentes requer odontoblastos. Portanto, os modelos de neurônios cultivados por si só são insuficientes para capturar a complexidade funcional da detecção do frio dental. O TRPC5 é um sensor de frio para dentes saudáveis e, com o TRPA1, é suficiente a detecção de frio.
Em condições inflamatórias humanas com polpa dentária danificada ou com vazamento, a expressão de TRPC5 aumenta nos axônios sensoriais.
O odontoblasto aparece como o local direto da transdução de frio de TRPC5 e fornece um mecanismo para detecção de frio prolongado por meio da sensibilidade relativa de TRPC5 ao cálcio intracelular e a falta de dessensibilização. O TRPM8, por outro lado, é regulado negativamente na inflamação e, com suas propriedades biofísicas contrastantes e sua localização nos odontoblastos coronal pré-dentinal do esmalte, pode eliciar respostas de frio mais transitórias ou indicar uma função diferente.
Além de ser um sensor de frio odontoblástico, o TRPC5 pode indicar dor prolongada e atuar como um sensor de estresse oxidativo durante a inflamação.
Nesse sentido, TRPC5 pode ser um alvo eficaz para o tratamento de hipersensibilidade dentinária e dor inflamatória dentária. O principal ingrediente do óleo de cravo (Syzygium aromaticum), o eugenol, tem sido usado há séculos como analgésico em odontologia e inibe as correntes TRPC5.
Na corrida evolutiva entre os dentes e os alimentos, o odontoblasto com seu processo alongado que se estende além da fronteira dentina-esmalte atende à necessidade de um nociceptor especializado dentro de uma casca resistente. Propôs-se que os odontoblastos sejam capazes de alertar sobre danos aos dentes causados por objetos extracorpóreos de baixa temperatura.