Orientadores: Sergio Roberto Peres Line, Marcelo Rocha Marques

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba

Resumo: A dentição não é somente o maior componente do complexo crânio facial dos mamíferos, mas um modelo útil de desenvolvimento, combinado em um sistema de um único órgão, onde ocorrem fenômenos de organização espacial, simetria, aquisição de formas complexas e citodiferenciação órgão-específica....

Resumo: A dentição não é somente o maior componente do complexo crânio facial dos mamíferos, mas um modelo útil de desenvolvimento, combinado em um sistema de um único órgão, onde ocorrem fenômenos de organização espacial, simetria, aquisição de formas complexas e citodiferenciação órgão-específica. Durante os primeiros estágios do desenvolvimento do dente ocorre uma série de interações entre o epitélio oral e mesênquima, por meio de diferentes moléculas sinalizadoras ao longo do futuro processo alveolar. Bmp4 atua ativando Msx1 na região de incisivos e molares e restringe a ação de Barx1 apenas na região dos molares. A interação entre o sinal mesenquimal Bmp4 e o sinal epitelial Shh faz parte dos primeiros eventos da formação do germe dentário no estágio botão. As fases seguintes são os estágios capuz e sino. Mutações nos genes Msx1 e Barx1 impedem o desenvolvimento do germe dentário além do estágio botão. Para o gene Msx1 essa condição é permanente, enquanto para Barx1 é temporal e o crescimento do germe dentário é retomado após o estágio E14.5 em camundongos. O objetivo desse trabalho é investigar a interação genética entre Msx1 e Barx1 no desenvolvimento do primeiro molar inferior na fase sino (E16.5) e qual a influência da ausência do gene Msx1 na dimensão das estruturas vestigiais MS, R2 e do primeiro molar inferior nas fases botão (E13.5) e sino (E16.5). Esse estudo também se propôs a avaliar se genes Barx2, Barhl1 e Barhl2 estariam expressos em botões de molares inferiores (E13.5). Os resultados indicaram que na ausência completa de Barx1, um único alelo de Msx1 não é suficiente para promover a evolução do botão dentário a capuz em camundongos E16.5 Barx1;Msx1 e não houve expressão de Bmp4 nesses camundongos. A expressão nula dos genes Barx2, Barhl1 e Barhl2 em botões de molares inferiores em camundongos wild-type E13.5 indica que genes da família Bar não possuem nenhum papel no desenvolvimento de molares inferiores. Ainda, dados alométricos de Msx1-/- (E13.5 e E16.5) indicam que a mutação no gene Msx1 e consequente ausência de expressão de Smad1-5-8 e Shh não impede o crescimento no sentido proximal-distal. Conclui-se que existe interação entre Barx1 e Msx1. Barx1 é necessário para controlar os níveis de expressão de Bmp4. Barx2 possivelmente desempenha um papel importante na morfogênese de pré-molares e incisivos inferiores. O atraso no desenvolvimento dos molares inferiores de camundongos Msx1-/- é permanente ao estágio botão, contudo, os botões dentários destes camundongos continuam a exibir um crescimento no sentido proximal-distal no estágio E16.5

Abstract: The dentition is not only the largest component of the craniofacial complex of mammals, but a useful model of development, combined in a single organ system, where phenomena of spatial organization, symmetry, complex shape acquisition and organ-specific cytodifferentiation occur. During...

Abstract: The dentition is not only the largest component of the craniofacial complex of mammals, but a useful model of development, combined in a single organ system, where phenomena of spatial organization, symmetry, complex shape acquisition and organ-specific cytodifferentiation occur. During the early stages of tooth development, series interactions take place between oral epithelial and mesenchyme by different signalling molecules along the future alveolar process. Bmp4 acts by activating Msx1 in the region of incisors and molars and it restricts the action of Barx1 only to the molars' region. The interaction between mesenchymal Bmp4 signal and Shh epithelial signal is part of the first events of tooth germ formation at the bud stage. The next stages are cap and bell. Mutations in Msx1 and Barx1 genes inhibit the development of the tooth germ beyond the bud stage. For the Msx1 gene, this condition is permanent, while for Barx1 is temporal and the growth of tooth germ is retaken after stage E14.5 in mice. This study investigates the genetic interaction between Msx1 and Barx1 in the first lower molar development at the bell stage (E16.5), the effect of the absence of Msx1 gene in the size of the vestigial structures MS, R2 and first lower molar bud (E13.5) and bell (E16.5). This study also aimed to assess whether Barx2, Barhl1 and Barhl2 genes were expressed in lower molars buds (E13.5). The results indicated that in the complete absence of Barx1, a single allele of Msx1 is not sufficient to promote the development of tooth bud to cap in E16.5 Barx1;Msx1 mice, and there was no expression of Bmp4 in these mice. The null expression of Barx2, Barhl1 and Barhl2 genes in lower molar buds in E13.5 wild-type mice indicates that genes of the Bar family do not exert any role in the development of lower molars. Still, allometric data on Msx1-/- (E13.5 and E16.5) indicates that Msx1 gene mutation and consequently the absence of Shh and SMAD1-5-8 expression do not prevent growth towards proximal-distal. It is concluded that there is interaction between Barx1 and Msx1. Barx1 is necessary to control the expression levels of Bmp4. Barx2 might play a role in the lower premolars and incisors morphogenesis. The delayed development of Msx1-/- lower molars is permanent at the bud stage, however, the tooth buds of these mice continue to exhibit growth towards proximal-distal at E16.5 stage