Células CXCL12 na papila apical revelam como cresce a raiz do dente

Os dentes parecem permanentes. Mordemos com força, o dente aguenta, e quase nunca pensamos no que o mantém firmemente preso. A própria âncora não se vê - uma camada de cemento na raiz, um ligamento à volta dela e, por fim, o osso a envolver tudo.

Estes três tecidos surgem na mesma janela do início da infância, de forma aparentemente coordenada. Durante décadas, não foi claro como essa coordenação acontece, nem quais células decidem, e quando, no que se vão transformar. Um novo artigo científico conseguiu identificar as células que conduzem este processo.

Encontrar a CXCL12

Num estudo de 2006, investigadores identificaram células estaminais na papila apical - a ponta macia na base de um dente em desenvolvimento. No entanto, quais dessas células são, de facto, as responsáveis pelo crescimento da raiz em tecido vivo continuava por esclarecer.

À medida que a criança cresce, as células nessa ponta constroem a raiz, que progride para baixo em direcção ao maxilar: formam tanto a dentina dura no interior como o cemento que reveste a superfície.

O novo trabalho vem preencher esta lacuna. O projecto foi liderado por Mizuki Nagata, professora auxiliar no Instituto de Ciência de Tóquio, em colaboração com equipas da Califórnia e do Texas.

Para o fazer, a equipa de Nagata recorreu a ratos geneticamente modificados e introduziu um marcador fluorescente para seguir uma população específica de células que produz um sinal químico chamado CXCL12. Assim que a formação da raiz começou, essas células marcadas passaram a brilhar ao microscópio.

Um sinal à espera

Logo após o nascimento, o gérmen dentário contém pouca CXCL12. Por volta do terceiro dia de vida, quando a raiz começa a avançar para baixo, surge na ponta um novo conjunto de células produtoras de CXCL12.

Ao mesmo tempo, os níveis de oxigénio nessa zona diminuem, e o ambiente de baixo oxigénio parece empurrar essas células recém-aparecidas para a acção. Trabalhos anteriores já tinham sugerido que existia ali uma população celular, mas não conseguiram separá-la de forma nítida das células vizinhas.

Seguir o percurso das células

O rastreamento de linhagem permite marcar uma célula num momento específico e observar, semanas mais tarde, no que se transformaram as suas descendentes. Quando a equipa de Nagata aplicou esta abordagem, as células marcadas espalharam-se pela raiz em crescimento e amadureceram em dois tipos celulares distintos.

Uma parte tornou-se odontoblastos, responsáveis por depositar a dentina dura que constitui a maior parte da raiz. A outra parte diferenciou-se em cementoblastos, as células que produzem o cemento no exterior.

Ou seja, uma única população de partida a desempenhar duas funções. Essa dupla capacidade era suspeitada há anos, mas nunca tinha sido observada directamente durante o desenvolvimento normal da raiz.

Quando os dentes precisam de reparação

De seguida, a equipa perfurou pequenos orifícios nos ossos do maxilar de ratos adultos para imitar uma lesão. As mesmas células marcadas por CXCL12 - que, em condições habituais, nunca se tornam osso - assumiram subitamente um papel diferente.

Elas migraram para a zona ferida e ajudaram a formar novo osso alveolar, em paralelo com o seu trabalho habitual de construir a raiz. Sem a lesão, voltam a “ignorar” totalmente a formação de osso.

Este grau de flexibilidade é pouco comum. Estas células não ficam presas a um único programa de desenvolvimento: lêem os sinais do ambiente e ajustam o seu destino em conformidade.

Activar as células CXCL12

O que é que determina qual a tarefa que estas células vão assumir? A resposta parece residir numa via química chamada Wnt, que o organismo utiliza ao longo do desenvolvimento para orientar as células para identidades específicas.

A equipa testou a importância da Wnt criando ratos em que as células CXCL12 não conseguiam responder a essa via. Sem esse sinal, as células não conseguiam construir raízes.

Os efeitos de desligar a Wnt foram marcantes: raízes curtas e atrofiadas, dentina fina. Muitas células acabaram por optar por um destino semelhante ao de fibroblastos, desviando-se para tecido conjuntivo em vez de formarem as estruturas duras de que o dente precisava.

As coroas pareciam normais; as raízes, não. Um fármaco chamado galunisertib, já estudado em ensaios clínicos oncológicos, impediu que essas células desviantes enveredassem por esse destino de tipo fibroblástico. Isto sugere uma forma de redireccionar células quando o seu percurso se desvia.

Rumo ao recrescimento natural

Antes deste artigo, ninguém tinha identificado, em animais vivos, a população exacta que constrói simultaneamente a raiz e o seu revestimento de cemento. Também não tinha sido demonstrado que um único fármaco poderia reorientar essas células quando o seu destino se desregula.

Dentes perdidos em adultos não voltam a crescer. As opções actuais para os substituir são implantes dentários e pontes, ambas dispendiosas e longe de perfeitas. Um mapa mais claro das células que constroem raízes abre novas vias.

No futuro, dentistas poderão explorar a regeneração dentária a partir de tecido da própria papila apical do doente. E doentes com doença periodontal - que destrói os tecidos em torno da raiz - poderão vir a beneficiar de tratamentos que reconstruam o osso e o ligamento à volta de um dente existente.

As mesmas células continuam a contribuir para a polpa dentária ao longo da vida adulta. Isso levanta novas questões sobre como poderão ajudar a reparar dentes feridos ou inflamados em adultos, e não apenas a construir dentes novos em crianças.

Estas células deixaram de ser anónimas, e a papila apical passou de “caixa negra” a diagrama funcional sobre o qual os investigadores podem apoiar ideias de tratamento.

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