Un canal iónico llamado TRPC5 actúa como sensor molecular del frío en los dientes y podría servir como nueva diana farmacológica para tratar los dolores de muelas.
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| En los dientes, las células sensoras del frío llamadas odontoblastos (en verde) utilizan un canal iónico llamado TRPC5 para detectar los descensos de temperatura. La molécula podría servir de nueva diana para los fármacos que bloquean la hipersensibilidad de la dentina al frío. Imagen: L. Bernal et al./Science Advances 2021 |
Para las personas con caries, tomar una bebida fría puede ser una agonía.
Ahora, un equipo internacional de científicos han descubierto cómo los dientes perciben el frío y han señalado los actores moleculares y celulares implicados. Tanto en los ratones como en los humanos, las células dentales llamadas odontoblastos contienen proteínas sensibles al frío que detectan los descensos de temperatura, según lo publicado en la revista científica Science Advances. Las señales de estas células pueden desencadenar una sacudida de dolor en el cerebro.
El trabajo ofrece una explicación de cómo un antiguo remedio casero alivia el dolor de muelas. El principal ingrediente del aceite de clavo, utilizado desde hace siglos en odontología, contiene una sustancia química que bloquea la proteína "sensor de frío", explica la electrofisióloga Katharina Zimmermann, que dirigió el trabajo en la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nürnberg (Alemania).
El desarrollo de fármacos dirigidos a este sensor de forma aún más específica podría eliminar la sensibilidad dental al frío, afirma Zimmermann. "Una vez que se tiene una molécula a la que dirigirse, existe la posibilidad de un tratamiento".
Un canal misterioso
Los dientes se deterioran cuando las películas de bacterias y el ácido corroen el esmalte, la cubierta dura y blanquecina de los dientes. A medida que el esmalte se erosiona, se forman unas fosas llamadas caries. Alrededor de 2.400 millones de personas -un tercio de la población mundial- tienen caries sin tratar en los dientes permanentes, lo que puede provocar un intenso dolor, incluida una extrema sensibilidad al frío.
Nadie sabe realmente cómo los dientes perciben el frío, aunque los científicos han propuesto una teoría principal. Los diminutos canales del interior de los dientes contienen un líquido que se mueve cuando cambia la temperatura. De alguna manera, los nervios pueden percibir la dirección de este movimiento, que señala si un diente está caliente o frío, han sugerido algunos investigadores.
"No podemos descartar esta teoría", pero no había ninguna prueba directa de ello, dice David Clapham, neurobiólogo del Campus de Investigación Janelia del HHMI. El movimiento de fluidos en los dientes -y la biología dental en general- es difícil de estudiar. Los científicos tienen que cortar el esmalte -la sustancia más dura del cuerpo humano- y otra capa dura llamada dentina, todo ello sin pulverizar la pulpa blanda del diente ni los vasos sanguíneos y nervios que contiene. A veces, todo el diente "se cae en pedazos", dice Zimmermann.
Zimmermann, Clapham y sus colegas no se propusieron estudiar los dientes. Su trabajo se centró principalmente en los canales iónicos, poros de las membranas celulares que actúan como puertas moleculares. Tras detectar una señal -un mensaje químico o un cambio de temperatura, por ejemplo-, los canales se cierran o se abren de par en par y dejan que los iones entren en la célula. Esto crea un pulso eléctrico que va de una célula a otra. Es una forma rápida de enviar información, crucial en el cerebro, el corazón y otros tejidos.
Hace unos quince años, cuando Zimmermann trabajaba en el laboratorio de Clapham, el equipo descubrió que un canal iónico llamado TRPC5 era muy sensible al frío. Pero el equipo no sabía en qué parte del cuerpo entraba en juego la capacidad de TRPC5 para detectar el frío. Descubrieron que no era la piel. Los ratones que carecían del canal iónico podían seguir sintiendo el frío, informó el equipo en 2011 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Después de eso, "llegamos a un callejón sin salida", dice Zimmermann. El equipo estaba sentado un día en el almuerzo discutiendo el problema cuando finalmente se les ocurrió la idea. "David dijo: 'Bueno, ¿qué otros tejidos del cuerpo perciben el frío? recuerda Zimmermann. La respuesta fue los dientes.
Células de odontoblastos
Los odontoblastos que contienen el canal iónico TRPC5 (verde) rellenan la zona entre la pulpa y la dentina en un molar de ratón. Las largas extensiones de las células llenan los finos canales de la dentina que se extienden hacia el esmalte. Imagen: L. Bernal et al./Science Advances 2021 |
Todo el diente
El TRPC5 sí reside en los dientes, y más aún en los que tienen caries, según descubrió el coautor del estudio Jochen Lennerz, patólogo del Hospital General de Massachusetts, tras examinar especímenes de adultos humanos.
Un novedoso montaje experimental en ratones convenció a los investigadores de que el TRPC5 funciona efectivamente como sensor de frío. En lugar de abrir un diente y examinar únicamente sus células en una placa, el equipo de Zimmermann observó todo el sistema: mandíbula, dientes y nervios dentales. El equipo registró la actividad neuronal cuando una solución helada tocó el diente. En los ratones normales, este contacto con el frío desencadenó una actividad nerviosa que indicaba que el diente percibía el frío. No fue así en los ratones que carecían de TRPC5 o en los dientes tratados con una sustancia química que bloqueaba el canal iónico. Esta fue una pista clave para saber que el canal iónico podía detectar el frío, afirma Zimmermann. Otro canal iónico estudiado por el equipo, el TRPA1, también parece desempeñar un papel.
El equipo localizó la ubicación de TRPC5 en un tipo de célula específica, el odontoblasto, que reside entre la pulpa y la dentina. Cuando alguien con un diente expuesto a la dentina muerde un helado, por ejemplo, esas células repletas de TRPC5 captan la sensación de frío y una señal de "¡ay!" llega al cerebro.
Esa sensación aguda no se ha estudiado tan extensamente como otras áreas de la ciencia, dice Clapham. Puede que el dolor de dientes no se considere un tema de moda, dice, "pero es importante y afecta a mucha gente".
Zimmermann señala que el viaje del equipo hacia este descubrimiento duró más de una década. Averiguar la función de determinadas moléculas y células es difícil, dice. "Y una buena investigación puede llevar mucho tiempo".
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