Descoperirile genetice explică anomaliile dentare și pierderea evolutivă a dinților
Variante rare ale unui gen implicat în dezvoltarea timpurie au fost asociate cu o serie de diferențe dentare la oameni, inclusiv dinți lipsă, forme neobișnuite ale dinților și dinți prezenți la naștere.
Prin studiul modificărilor aceluiași gen la șoareci și pui de găină, cercetătorii au descoperit indicii despre cum au evoluat diferențele în numărul și forma dinților între specii, inclusiv modul în care păsările ar fi putut pierde dinții.
Studiul, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a fost realizat de o echipă internațională de cercetători, inclusiv oameni de știință de la King’s College London. O varietate de modificări în numărul, forma și dimensiunea dinților la 24 de pacienți au fost legate de modificări ale unui gen numit C2CD3. Pierderea C2CD3 la șoareci putea imita multe dintre aceste schimbări dentare, subliniind modul în care acest gen ajută la controlul dezvoltării dinților în diferite specii.
Profesorul Abigail Tucker de la King’s College London a declarat: „Acest articol a fost un efort de echipă grozav, combinând analiza pacienților cu defecte dentare cu o înțelegere a mecanismelor care duc la aceste defecte la șoareci. A fost interesant să vedem că, asemeni pacienților, șoarecii aveau atât dinți suplimentari, cât și lipsă în diferite părți ale maxilarului.”
„Această cercetare ne va ajuta să înțelegem de ce apar defectele dentare, contribuind la perfecționarea tratamentelor pentru acei pacienți cu probleme dentare complexe.”
C2CD3 ajută la construirea unor structuri mici din interiorul celulelor numite cilia primare, care acționează ca niște antene, permițând celulelor să primească și să proceseze semnale care ghidează dezvoltarea. Cercetătorii au descoperit că perturbarea acestui gen a alterat activitatea unei căi de semnalizare cheie în dezvoltare, numită Sonic hedgehog (SHH), care ajută la determinarea locului unde se formează dinții și modul în care se dezvoltă.
La șoarecii cu C2CD3 perturbat, activitatea SHH a crescut în anumite părți ale maxilarului superior, dar a scăzut în maxilarul inferior. Aceasta oferă o posibilă explicație pentru modul în care modificările aceluiași gen pot conduce la rezultate diferite, inclusiv dinți suplimentari în unele locații și dinți lipsă în altele.
Cercetarea oferă, de asemenea, indicii despre istoria evolutivă a dinților. Deși păsările nu au dinți în mod natural, cercetătorii au găsit structuri asemănătoare dinților în embrionii mutantului talpid2 de găină, care poartă o variantă a C2CD3. Acești embrioni pot dezvolta structuri asemănătoare dinților, făcându-i un model util pentru investigarea modului în care procesele biologice implicate în formarea dinților funcționează. Embrionii au arătat o activitate SHH crescută atât în maxilarul superior, cât și în cel inferior, sugerând că modificarea acestui sistem de semnalizare în dezvoltare poate influența capacitatea de a forma dinți.
Descoperirile sugerează că păsările au pierdut dinții în evoluție nu pentru că ar fi pierdut întreaga mașinărie biologică necesară pentru a-i crește, ci pentru că procesele de dezvoltare care formează dinții au fost dezactivate sau suprimate.
Cercetătorii afirmă că studiul dezvăluie modul în care C2CD3 ajută la reglarea formării dinților între specii de vertebrate, oferind noi perspective asupra proceselor biologice din spatele anomaliilor dentare rare și evoluției dinților.
Profesorul Abigail Tucker a adăugat: „Am reușit să arătăm că o schimbare în funcția C2CD3 ar putea avea efecte atât de stimulare, cât și de reprimare a formării dinților, în funcție de poziția din maxilar. Astfel, un singur gen ar putea controla rezultate dentare foarte diferite. Aceste descoperiri ne ajută să înțelegem ce controlează diferențele dinților noștri, oferind, în același timp, o privire asupra modului în care dezvoltarea dinților s-a schimbat de-a lungul evoluției vertebratelor.”
