la dentinogenese part 2 Flashcards
STRUCTURE DE LA DENTINE HUMAINE
PROLONGEMENTS ODONTOBLASTIQUES
A travers la prédentine :
➢ Le prolongement odontoblastique traverse la prédentine
➢ Une ramification du prolongement s’étend dans la prédentine
STRUCTURE DE LA DENTINE HUMAINE
TUBULES DENTINAIRES
• Nombreux : plusieurs dizaines de milliers
• Alignés à peu près parallèlement les uns par rapport aux autres
• Parcourent la dentine depuis la couche odontoblastique en direction de la jonction dentine-émail
• Présentent des prolongements odontoblastiques :
o 1 prolongement dans chacun des tubules • Grande perméabilité :
o La forte densité tubulaire confère à la dentine une grande porosité et donc une grande perméabilité notamment vis-à-vis des bactéries qui pénètrent dans la dentine lors des infections carieuses
o Augmentée par la présence des tubules secondaires, pour la plupart anastomosés avec les tubules voisins, autour des ramifications des prolongements principaux
RELATIONS DES ODONTOBLASTES AVEC LES CELLULES SOUS-ODONTOBLASTIQUES
5 types cellules
Durant toute la vie de la dent, les odontoblastes sont en relation étroite avec 5 types de cellules de la région sous-odontoblastique
Les fibroblastes pulpaires :
➢ Présentent des contacts directs avec les odontoblastes, par l’intermédiaire de jonctions communicantes et de jonctions serrées
Les cellules endothéliales de capillaires sanguins
➢ Apportent l’oxygène et les nutriments nécessaires à leur métabolisme de base et à la synthèse
de la dentine
Les cellules immunitaires pulpaires
➢ Notamment des cellules dendritiques présentatrices d’antigènes
➢ Assurent la protection de la pulpe face aux bactéries buccales, qui pénètrent dans la dent lors du
processus carieux
Les fibres nerveuses pulpaires
➢ Se terminent pour la plupart dans la région sous-odontoblastique ; certaines fibres nerveuses s’insinuent entre les odontoblastes pour pénétrer dans les tubules sur une courte distance
➢ Interviennent dans la douleur ressentie en cas d’agression sur la dentine, notamment stimulées par le froid
Les cellules souches mésenchymateuses
III. REGULATION DE LA DIFFERENCIATION ODONTOBLASTIQUE
La différenciation odontoblastique :
➢ Est un phénomène hautement régulé
➢ D’abord été étudiée au niveau tissulaire, puis au niveau moléculaire
REGULATION DE LA DIFFERENCIATION ODONTOBLASTIQUE
etude tissulaire
Expérience :
Dissociation enzymatique de germes dentaires de premières molaires de souris :
➢ Séparer l’organe de l’émail de la papille ectomésenchymateuse en dégradant la membrane basale
➢ Cultiver in vitro chacun des deux tissus séparément Résultats :
La différenciation odontoblastique est induite par l’épithélium dentaire interne et contrôlée par la membrane basale interposée entre les 2 tissus
REGULATION DE LA DIFFERENCIATION ODONTOBLASTIQUE
etude moleculaire
Expérience :
Culture de papilles ectomésenchymateuses de premières molaires de souris, en présence de molécules spécifiques Résultats :
La fibronectine et le facteur de croissance TGF-β1 jouent un rôle dans l’induction de la différenciation odontoblastique
REGULATION PAR LE TGF-B1
Le TGF-β1 est un facteur de croissance multifonctionnel
TGF- β1 dans la différenciation odontoblastique
Il est produit en quantité importante par les cellules de l’épithélium dentaire interne, juste avant et pendant la polarisation odontoblastique
Stocké après sécrétion par l’épithélium, dans les fibrilles d’ancrage de la membrane basale enrichies en fibronectine
Ses récepteurs membranaires sont exprimés fortement à la surface des cellules ectomésenchymateuses périphériques avant et au moment de leur polarisation
Association fibronectine / TGF- β1
Mise en culture de papilles ectomésenchymateuses de premières molaires de souris en présence de TGF-β1 et de fibronectine :
➢ Le TGF-β1 associé à la fibronectine et placé au contact des papilles induit la différenciation odontoblastique
Conclusion
regulation par le TGF- β1
Le TGF-β1 produit par l’épithélium dentaire interne s’associe à la fibronectine des fibrilles d’ancrage
Reconnu par ses récepteurs spécifiques présents à la surface des préodontoblastes
Provoque en association avec la fibronectine, la polarisation puis l’activation fonctionnelle de la cellule
REGULATION PAR LA FIBRONECTINE
La fibronectine est une glycoprotéine impliquée dans l’adhésion des cellules à la matrice extracellulaire
mise en evidence fibronectine
Par immunomarquage en microscopie électronique : ➢ Via un anticorps spécifique anti-fibronectine
Au niveau des fibrilles d’ancrage de la membrane basale :
➢ Fortement marquées au moment de la polarisation odontoblastique
Rôle de l’association fibronectine- récepteur dans la polarisation odontoblastique
La fibronectine entoure complètement les cellules ectomésenchymateuses périphériques et s’accumule progressivement dans les fibrilles d’ancrage, lorsque ces cellules se rapprochent de la membrane basale
Parallèlement, un récepteur de la fibronectine (165 kDa) apparaît dans la membrane plasmique des cellules ectomésenchymateuses proches de la membrane basale
La fibronectine et son récepteur vont interagir lorsque les cellules arrivent au contact des fibrilles d’ancrage
Cette interaction permet l’accrochage des cellules aux fibrilles et déclenche le phénomène de polarisation
Confirmation des résultats par la culture de germes dentaires en présence d’un anticorps qui empêche la liaison de la fibronectine à son récepteur :
➢ L’accrochage des cellules aux fibrilles d’ancrage n’a pas lieu et la polarisation odontoblastique est inhibée
REGULATION PAR LA FIBRONECTINE
sans l’association
Incapacité de la fibronectine à induire SEULE la polarisation odontoblastique
Culture de cellules de papilles ectomésenchymateuses dentaires de souris sur une surface recouverte d’un tapis de fibronectine
➢ Les cellules de papille ectomésenchymateuse ne polarisent pas
REGULATION PAR LA FIBRONECTINE
Conclusion
La fibronectine est nécessaire, mais pas suffisante :
➢ Probable que la différenciation odontoblastique nécessite l’association de la fibronectine
avec d’autres composants présents dans les fibrilles d’ancrage de la membrane basale
REGULATION PAR L’EPITHELIUM DENTAIRE INTERNE ET LA MEMBRANE BASALE
expe 1
Dissociation d’un germe dentaire de première molaire de souris prélevé au début du stade de la cloche par une enzyme : la trypsine, qui détruit la membrane basale
Mise en culture :
➢ De la papille ectomésenchymateuse seule
➢ De la papille ectomésenchymateuse réassociée avec un organe de l’émail
REGULATION PAR L’EPITHELIUM DENTAIRE INTERNE ET LA MEMBRANE BASALE
resultats 1
Culture de la papille ectomésenchymateuse seule :
➢ Les cellules périphériques de la papille ne se différencient pas en odontoblastes,
quelle que soit la durée de la culture
Culture de la Papille ectomésenchymateuse réassociée avec un organe de l’émail :
➢ Se forme une nouvelle membrane basale entre l’épithélium et l’ectomésenchyme, et les cellules périphériques de la papille se différencient en odontoblastes ; cette différenciation n’a lieu qu’après que la nouvelle membrane basale ait été formée (en son absence, la différenciation ne se produit pas)
REGULATION PAR L’EPITHELIUM DENTAIRE INTERNE ET LA MEMBRANE BASALE
exp 2
La trypsine est remplacée par l’EDTA (acide ethylène diamine tétracétique : chélateur du calcium) qui ne détruit pas la membrane basale :
➢ Séparation de l’épithélium et de l’ectomésenchyme au niveau de la lamina lucida (entre l’épithélium dentaire interne et la lamina densa)
➢ La lamina densa et les fibrilles d’ancrage restent accrochées à la papille ectomésenchymateuse
REGULATION PAR L’EPITHELIUM DENTAIRE INTERNE ET LA MEMBRANE BASALE
resultats 2
Culture de de la papille ectomésenchymateuse en l’absence d’épithélium (mais en présence de la membrane basale) :
➢ Les cellules périphériques s’accrochent aux fibrilles d’ancrage et se différencient en odontoblastes
REGULATION PAR L’EPITHELIUM DENTAIRE INTERNE ET LA MEMBRANE BASALE
conclu
L’organe de l’émail et la membrane basale sont tous deux nécessaires à la différenciation odontoblastique des cellules périphériques de la papille ectomésenchymateuse
L’information en provenance de l’organe de l’émail est stockée dans la membrane basale
➢ Une fois l’information arrivée dans les fibrilles d’ancrage, l’épithélium n’est plus nécessaire
COMPOSITION
DE LA MATRICE DENTAIRE (prédentine)
Essentiellement :
➢ Collagène de type I = 85% de la matrice dentinaire
En quantité relativement importante : Glycoprotéines non collagéniques impliquées dans la minéralisation : ➢ SIBLINGS
➢ Protéines Gla
➢ Glycoprotéines acides
En faible quantité : ➢ Autres types de collagènes : V et VI ➢ Protéoglycanes ➢ Métalloprotéases matricielles ➢ Facteurs de croissance ➢ Autres composants (protéines de l'émail, protéines sériques, phospholipides)
site de sécrétion des constituants de la prédentine
A la base du prolongement et à proximité du corps cellulaire :
➢ Sont sécrétés les collagènes et la plupart des protéoglycanes
A l’extrémité du prolongement et à proximité des fibrilles d’ancrage :
➢ Sont sécrétées majoritairement les glycoprotéines qui régulent le processus de minéralisation de la prédentine
➢ Puis, au fur et à mesure de la synthèse de la prédentine et du déplacement du front de minéralisation vers le centre de la pulpe, ce site de sécrétion va se déplacer le long du prolongement pour rester à proximité du front de minéralisation
maturation de la prédentine
Une fois sécrétée, la prédentine subit une maturation qui comprend principalement :
➢ La structuration du réseau collagénique
➢ La dégradation de glycoprotéines et de protéoglycanes : par des enzymes également sécrétés
par les odontoblastes
Augmentation progressive du diamètre des fibres de collagène de type I dans la prédentine située autour des prolongements odontoblastiques
PREDENTINE ET COLLAGENE DE TYPE I 1ere couche localisation fibre collagene 1 role
localisation : Entre les fibrilles d’ancrage de la membrane basale
fibre collagene 1 : Petites tailles
Parallèle aux fibrilles d’ancrage
role : Renforcer la cohésion entre la dentine et la première couche d’émail
PREDENTINE ET COLLAGENE DE TYPE I autre localisation fibre collagene 1 role
localisation : Autour des prolongements
fibre collagene 1 : Gros diamètre Perpendiculaire aux fibrilles
role : Élasticité = amortir les chocs que subit la dentine lors de la mastication
COLLAGENE DE TYPE I
forme
Classique :
➢ La plus abondante : environ 85%
➢ Hétérotrimérique : associe 2 chaînes α1(I) et 1 chaîne α2(I)
Trimère :
➢ Relativement abondante : environ 15% ➢ Homotrimérique : associe 3 chaînes α1(I)
COLLAGENE DE TYPE I
roles
Principal
→Constituer l’armature de la matrice dentinaire :
➢ Formée par un réseau de fibres de collagène de gros diamètre→les molécules de
procollagène sécrétées par les odontoblastes s’associent progressivement dans l’espace
prédentinaire pour former des fibrilles, puis des fibres (diamètre pouvant aller jusqu’à 200 nm)
➢ Stabilisée par de nombreuses liaisons croisées covalentes qui s’établissent entre les fibres sous l’action de la lysyloxydase (enzyme sécrétée par les odontoblastes dans la prédentine)
o L’épaisseur de la prédentine correspond au temps nécessaire à la formation et à la stabilisation de ce réseau collagénique
Secondaire
→Constituer le support du minéral dentinaire
➢ Formé essentiellement par des cristaux d’hydroxyapatite carbonatée
Production
collagene 1
Dans le germe dentaire
Il y a une forte production de collagène de type I par les odontoblastes dans un germe dentaire de molaire en développement
Le gène codant pour la chaîne α1 du collagène de type I est exprimé :
➢ Dans les odontoblastes nouvellement différenciés (dans la région de la future cuspide)
➢ Dans les ostéoblastes qui forment l’os alvéolaire (autour du germe dentaire) Le gène codant pour la chaîne α1 du collagène de type I n’est pas exprimé
➢ Par les cellules épithéliales (cellules non marquées)
Production
collagene 1
Dans les odontoblastes secreteurs
La localisation immunohistochimique du collagène de type I montre un fort marquage ➢ De la prédentine
➢ Du compartiment supranucléaire odontoblastique, qui contient les organites
dans lesquels sont produites les molécules de collagène
collagene V
Représente 3% du collagène synthétisé
Est sécrété par les odontoblastes
Est localisé principalement en association avec les fibres de collagène de type I
collagene VI
Est sécrété en faible quantité par les odontoblastes
Est localisé à proximité du corps cellulaire odontoblastique
PROTEINES NON COLLAGENIQUES
quantite
production
quantite : Les protéines non-collagéniques sont nombreuses
Les plus abondantes sont celles de la famille des SIBLINGs (Small Integrin‐Binding LIgand, N‐ linked Glycoproteins)
production : Par les odontoblastes
PROTEINES NON COLLAGENIQUES
Rôle dans la minéralisation prédentine
La minéralisation de la prédentine débute au niveau des fibres de collagène de type I Toutefois, les fibres de collagène de type I ne l’induisent pas directement :
➢ La minéralisation est initiée par des protéines non collagéniques
➢ Ces protéines se fixent sur les fibres de collagène, et organisent le dépôt de l’hydroxyapatite
à l’intérieur et à la surface de ces fibres
PROTEINES NON COLLAGENIQUES : LES SIBLINGS
- La sialophosphoprotéine dentinaire (la plus importante)
- La phosphoprotéine matricielle dentinaire-1
- La sialoprotéine osseuse
- L’ostéopontine
- La phosphoglycoprotéine extracellulaire matricielle
PROTEINES NON COLLAGENIQUES
role siblings
- La sialophosphoprotéine dentinaire (la plus importante) : Promoteur de la minéralisation de la matrice dentinaire
- La phosphoprotéine matricielle dentinaire-1
: Promoteur de la minéralisation de la matrice dentinaire - La sialoprotéine osseuse : Promoteur de la minéralisation de la matrice dentinaire
- L’ostéopontine : Inhibiteur de la minéralisation de la matrice dentinaire
- La phosphoglycoprotéine extracellulaire matricielle :
Inhibiteur de la minéralisation de la matrice dentinaire
SIBLINGS : Au moins 7 caractéristiques communes
• Sont présentes principalement dans l’os et la dentine (mais en quantités différentes)
• Sont sécrétées durant la formation et la minéralisation de ces 2 tissus
• Possèdent une séquence adhésive RGD (arginine-glycine-acide aspartique) → ce qui leur
permet de se lier à la membrane cellulaire sur des récepteurs de type intégrines
• Permettent de transmettre un signal en activant des voies de signalisation intracellulaires
• Sont phosphorylées → ce qui leur donne un caractère acide
• Sont glycosylées
• Leurs gènes, dont l’organisation est similaire, sont regroupés sur le bras long du
chromosome 4 dans la région q21
