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Acta Biol6gica Colombiano, Vol. 9 No.2, 2004 13 PALATOGENESIS Y HENDIDURAS PALATINAS: IMPLICACION DE TGF~3 Y BMPs Palatogenesis and cleft palate: TGF~3 and BMPs involvement CAROLINA E. PARADA, FRANCY BAYONA. Facultad de Odontologfa, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogota. Presentado en agosto 25 de 2003, aceprado en febrero 5 de 2004 RESUMEN Las hendiduras orofaciales son las malformaciones craneofaciales mas frecuentes y menos entendidas, se han propuesto diversos modos de herencia, sobre 10 cual 10 mas aceptado es la influencia de agentes arnbientales y geneticos. Con respecto a los mecanismos de desarrollo asociados con la palatogenesis normal es claro que las in- teracciones entre epicelio y mesenquirna son las mas importantes pero existen fac- tores extrfnsecos que influyen considerablemente. Se han establecido dos grupos de genes involucrados en la regulacion de dichas interacciones: facto res de transcripci6n (Homeobox) y genes implicados en vias de senalizacion (facto res de crecimiento). De estos ultimos se ha heche enfasis en el factor de crecimiento tranformante beta-S (TGF~3) y las protefnas morfogeneticas oseas (BMPs) par las funeiones que ejercen durante la palatogenesis relacionadas con adhesion epitelial y transforrnacion epite- lio-mesenquimal en el caso del primero y con proliferacion mesenquimal por parte de la BMP-4. Palabras clave: palatogenesis, paladar hendido, hendiduras orofaciales, genes de de- sarrollo, TGF~3, BMPs. ABSTRACT Orafacial clefts are the most frequent craneofacial malformations but the least understood; hereditary and environmental agents have been associated. Epithelia and mesenchymal interactions are important developmental mechanisms associated with normal palatogenesis as well as other extrinsic factors. Two groups of genes have been implicated in these interactions: transcription factors (homeobox) and signalling associated genes. Among the last ones, transformant growth factor beta-3 (TGF~3) and bone morphogenetic proteins (BMPs) have been emphasysed because their relation with epithelia adhesion and epithelia-mesenchyma transformation and BMP- 4 on mesenchymal proliferation. Key words: palatogenesis, cleft palate, orofaeial clefts, developmental genes, TGF~3, BMPs.

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Acta Biol6gicaColombiano, Vol. 9 No.2, 2004 13

PALATOGENESIS Y HENDIDURAS PALATINAS:IMPLICACION DE TGF~3 Y BMPs

Palatogenesis and cleft palate: TGF~3 and BMPs involvement

CAROLINA E. PARADA, FRANCY BAYONA.

Facultad de Odontologfa, Universidad Nacional de Colombia,Sede Bogota.

Presentado en agosto 25 de 2003, aceprado en febrero 5 de 2004

RESUMENLas hendiduras orofaciales son las malformaciones craneofaciales mas frecuentesy menos entendidas, se han propuesto diversos modos de herencia, sobre 10 cual 10mas aceptado es la influencia de agentes arnbientales y geneticos. Con respecto a losmecanismos de desarrollo asociados con la palatogenesis normal es claro que las in-teracciones entre epicelio y mesenquirna son las mas importantes pero existen fac-tores extrfnsecos que influyen considerablemente. Se han establecido dos grupos degenes involucrados en la regulacion de dichas interacciones: facto res de transcripci6n(Homeobox) y genes implicados en vias de senalizacion (facto res de crecimiento). Deestos ultimos se ha heche enfasis en el factor de crecimiento tranformante beta-S(TGF~3) y las protefnas morfogeneticas oseas (BMPs) par las funeiones que ejercendurante la palatogenesis relacionadas con adhesion epitelial y transforrnacion epite-lio-mesenquimal en el caso del primero y con proliferacion mesenquimal por partede la BMP-4.

Palabras clave: palatogenesis, paladar hendido, hendiduras orofaciales, genes de de-sarrollo, TGF~3, BMPs.

ABSTRACTOrafacial clefts are the most frequent craneofacial malformations but the leastunderstood; hereditary and environmental agents have been associated. Epithelia andmesenchymal interactions are important developmental mechanisms associated withnormal palatogenesis as well as other extrinsic factors. Two groups of genes have beenimplicated in these interactions: transcription factors (homeobox) and signallingassociated genes. Among the last ones, transformant growth factor beta-3 (TGF~3)and bone morphogenetic proteins (BMPs) have been emphasysed because theirrelation with epithelia adhesion and epithelia-mesenchyma transformation and BMP-4 on mesenchymal proliferation.

Key words: palatogenesis, cleft palate, orofaeial clefts, developmental genes, TGF~3,BMPs.

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INTRODUCCl6N

Las hendiduras arafaciales, especfflcarnenre el labia yla paladar hendida (LPH) y elpaladar hendido aislado (PH), son las malformaciones mas comunes del complejocraneofacial y el segundo defecto de nacimiento mas frecuente despues del Slndromede Down. Las causas conocidas de un poco mas de un tercio de los defectos delnacimiento induyen: des6rdenes monogenicos, anormalidades cromos6micas yexpo-sici6n a agentes arnbientales nocivos, sin embargo, la etiologfa de LPH y PH aun noha sido establecida a pesar de que se han encontrado algunos facto res de suscep-tibilidad (Murray, 2002). Las hendiduras pueden ser clasificadas segun su manifes-tacion clfnica como compJetas 0 incompletas, uni 0 bilaterales y sindr6micas 0 nosindr6micas. Se ha reportado que 50 a 70% de los casos hacen parte del grupo no sin-dr6mico. Sin embargo, rarnbien se han encontrado aproximadamenre 400 sfndrornesque presentan como malformaci6n mayor LPH 0 PH. Estas entidades desencadenanproblemas en la alimentaci6n, respiraci6n, habla, audici6n, desarrollo de la denticiony estetica, entre otros, edemas de gran des repercusiones a nivel psicol6gico y socio-econ6mico (Christensen, 1999; Schutte y Murray, 1999). En los esrudios lIevados acabo en las ultimas decadas se ha observado una distribuci6n poblacional carac-terfstica que se conserva en las distintas razas, 10 cual fundamenta en parte la irnpor-tan cia de la carga genetica. En caucasicos, 1 de 1.000 nacidos vivos presenta LPH. Enla poblaci6n mongolo ide 2,5 de 1.000 nacidos vivos esran afectados por esta enridad,mientras en natives americanos 3,6 por 1.000 nacidos vivos la presenran y en po-blacion afroamericana es de 0,3 por 1.000, siendo esta la cifra mas baja. La preva-lencia de PH es mas consrante en poblaciones siendo de 2,5 por 1.000 nacidos vivossanas (Schutte y Murray, 1999).

Los estudios en gemelos han sido una alternativa para conocer los mecanismos deherencia del LPH. Se ha observado una frecuencia cercana a un par de gemelos sanospor 100 nacimientos individuales sanos mientras que gemelos can LPH 0 PH nacencon una frecuencia de 1 por 40.000 nacimientos individuales. Estas investigacioneshan permitido concluir que la prevalencia de hendiduras es men or en gemelos mono-cigotos que en la poblecion general yen gemelos dicigotos. Adicionalmente, se hanIlevado a cabo estudios con gemelos basados en ratas de concordancia. Se han repor-tado ratas hasta de 66% en gemelos monocigotos afectados por paladar hendido enpoblaci6n danesa, significando un componente genetico mas fuerte que el ambientalsin descartar este ultimo. Otro metodo de estudio consiste en la evaluaci6n de larecurrencia de la entidad en familias donde ha habido un afectado.

Basandose en el modele de Falconer sobre enfermedades multifactoriales, algunosautores han dado, en terminos de porcenraje el riesgo de recurrencia para sus po-blaciones, pero en general se sabe que el riesgo de recurrencia, para familiares deprimer grade del probando es la rafz cuadrada del desorden en la poblaci6n. Porejemplo, para poblaci6n caucasica es de 3,3% en LPH y para PH de 2% aproxima-damente. La severidad de la hendidura tam bien puede ser considerada como unpredictor significativo de recurrencia, los famiJiares de pacientes con hendiduras bila-

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terales presentan mayor riesgo que los cas os unilaterales, independientemente delsexo del afeccado y del compromiso del paladar. EI patr6n de herencia tambien hasido objeto de estudio y puede incluir varies model os: multifactorial, autos6mico do-minante, autos6mico reeesivo 0 ligado aX. Actualrnente hay una tendencia generala pensar en un modelo mixto u oligogenico, en el cual existen algunos genes mayo-res, cuyas funciones estan modificadas par otros facto res genencos y ambienrales(Wyszynski, 1996; Christensen, 1999; Schutte y Murray 1999; Murray, 2002).

Todos estos estudios presentan varias desvencajas inherentes a la enfermedad y quegeneran errores en los resultados. Sin embargo, las hendiduras orofaciales son muyestudiadas desde el punta de vista epidemiol6gico ya que son de facil diagn6stico, sesabe en que semana de la gestaci6n exactarnenre ocurre el evento desencadenante,no hay mucha variaei6n en las clasificaciones y es poco probable olvidar otros casasen la familia (por el trauma y tipo de trararniento que genera). Ademas de la epide-miologfa genetica, la biologfa molecular tambien ha avanzado en e! estudio de lashendiduras en labio y paladar. Se han candidarizado varios genes en el ser humanogracias a los esrudios realizados en raton y pallo; sin embargo, no se ha logrado en-contrar una fenocopia de LPH en ani males, que es la hendidura mas frecuente en elhombre. La mayorfa de los ratones mutantes presentan PH y en pallo se ha encon-trado pico hendido pero en ellos no es posible el estudio de la palatogenesis (Ashiqueeta!., 2002), por esta razon esta revision se enfocara en el desarrollo unicamenre delpaladar y en los genes implicados en este.

PALATOGENESIS

EIpaladar se divide, desde su formacion en estadios tempranos del desarrollo prenatal,en paladar primario y secundario. EI primario constituye la premaxila y el secundarioesta formado por los procesos palatines del hueso maxilar. EI desarrollo normal delpaladar depende de la proliferaci6n y erecimiento de los procesos faciales formados porla migraei6n, proliferacion y diferenciaci6n de celulas de la cresta neural a ectome-senquima. EI paladar primario procede del proceso fi-ontonasal y forrnara estructurasque induyen: dorso nasal, punta nasal, columnela, filtrum, los 4 incisivos superiores ysu correspondiente proceso alveolar. EI pafadar primario posteriormente se fusionaracan los eomponentes del paladar secundario para lograr la esrructura palatina com-pleta. EI desarrollo del paladar secundario inicia con un crecimiento vertical de cadaproceso maxilar bilateral aproximadamente al inicio de la octava semana de vidaintrauterine (v.i.u). Las extensiones forrnaran dos procesos palatinos posicionados verti-calmente a cada lade de la lengua. Estos procesos estan constituidos por un centro decelulas mesenquimales y matriz extracelular entre elias que esta eubierto por una capade celulas epiteliales indiferenciadas, de dos 0 tres estratos de espesor y una laminabasal entre el epitelio y el mesenquima. AI final de la 8a. semana de v.i.u, estos procesospalatinos verticales se elevan a una posici6n horizontal arriba del dorso lingual. Estemovimiento es rapido y ocurre en minutos u horas (Kjaer etal., 1999).

Existen algunos faetores extrrnsecos e intrrnsecos impficados en fa elevaci6n de losprocesos palatinos, entre los primeros se encuentra: contracei6n lingual en respuesta

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a esnmulos neurales dados por la deglucion, crecirniento mandibular en direccionsagital, levantamiento de la cabeza, enderezamiento de la base de craneo yaumentode la altura de la cavidad oronasal. Los factores intrfnsecos incluyen: fuerzas hidros-taticas producidas por la rnatriz extracelular, especialmente por la densa red formadapar moleculas de acido hialuronico que ejerce presion osrnotica e hidrata los pro-cesos palatinos; carnbios morfologicos (elongacion 0 concraccion del citoplasma)tanto en celulas mesenquimales como epiteliales, aumento en la actividad mitoticadel mesenquirna e incremento en la vascularizaci6n (Sun et al., 2000; Brown y Sandy,2002). EI crecimiento continuo de los procesos palatines hace que aJ ser elevados, susbordes mediates se pangan en contacto. Posteriormente, las glicoprotelnas de la su-perficie celular y los desmosomas pramueven la adhesion, simultaneamente las pro-yecciones epiteliales farmadas a partir los bordes mediales se extienden a craves delsitia de fusion. En cuanto al lugar exacto donde empieza la union existe un desa-cuerdo ya que algunos autores como Larsen refieren que la fusion se inicia en un pun-to ventral y continua dorsalmente; otros 10 ubican en una region medial con unaextension simultanea en sentido ventral y dorsal (Kjaer et al., 1999). Despues del con-tacto y la fusi6n del epitelio correspondiente a cada uno de los procesos, 10 cualestablece el engrosamiento epitelial medial ocurren procesos de degeneracionepitelial que permiten el establecimiento de una continuidad mesenquimal y la forma-ci6n del paladar secundario como tal. En terminos generales se han propuesto tresmecanismos que explican la desaparicion de ese epitelio: las celulas epireliales puedensufrir una transforrnacion en mesenquima, puede haber una migraci6n de estas celu-las hacia los extremos oral y nasal, 0 se puede presentar muerte celular programada(Sun et al., 2000). La forrnacion exitosa del paladar depende de la interaccion de losfacto res extrlnsecos e intnnsecos y de la regulaci6n correcta de las interacciones entreepirelio y mesenquime.

GENES IMPLICADOS EN DESARROLLO PALATINO

Las Interacciones epitelio-mesenquimales involucradas en la fcrrnacion de paladar,piel, diente, glandulas. entre otros organos, son reguladas por dos grupos grandes degenes (Thesleff, 1998; Jernvall y Thesleff, 2000). EI primero de ellos esta confor-mado por factores de transcripcion tam bien Ilamados genes maestros entre los cualeslos Homeobox son los mas importantes y se han estudiado can mucho interes desdesu descubrimiento en 1983 en Drosophila melanogaster. Estos genes se han conservadoevolutivamente 10 cual se evidencia en su similitud en secuencia e inclusa en funcion endiferentes especies. En el ser humano y otras mam(feros, como el raton, existen 38 genesdentro de cuatra clusters, cad a uno ubicado en distinto cromosoma. La mayor(a de losgenes involucrados en desarrollo craneofacial no se encuentran en los clusters pero po~seen el homeodominio que es la region que se unira al promotor de los genes blancopara regular su transcripci6n ya sea activandola 0 inhibiendola (Thesleff, 1998).

En desarrollo palatino son importantes: HOXA-2 cuya funcion principal es especificarel destino de las celulas de la cresta neural del rombomero cuatro que consricuiran elmesenquima del primer arco farfngeo del cual se forman los procesos maxilares y elpaladar; el raton mutante para este gen presenta PH producto de una insercion

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alterada de los musculos de la lengua (Barrow y Capecchi, 1999). MSX1 al igual quePAX9, LHXB Y DLX2 se han asociado con regulaci6n de los procesos de prolifera-cion mesenquimal en paladar e igualmente se observa PH en los ratones knockoutMSX1+(Satokata y Maas, 1994), LHX8·;·(Zhao et a!., 1999) y PAX9/· (Peters, et al.,1998). RUNX2, que es regulado por MSX1, esta comprometido en la diferenciaci6nde osteoblastos en todo el organismo y tiene una funcion especial en desarrollo dentaly palatino (D'Souza etal., 1999). Adicionalmente, MSX1 y PAX9 poseen una funci6nmuy importante en la regulaci6n de la expresi6n de algunos miembros de la super-familia del Factor de Crecimiento Tranformante Beta (TGF~) que son de particularinreres en esta revision.

EI segundo grupo de genes se ha descrito como aquellos comprometidos en vfas desenalizacion debido a que la comunicaci6n intercelular 0 inducci6n embri6nica cons-tituye un mecanismo central por el cual tam bien se regula la palatogenesis. Incluidosen este grupo estan los facto res de crecimiento que actuan como sefiales moleculares,algunos de los cuales regulan la expresi6n de genes Homeobox. Las familias masestudiadas han side: Hedgehog, protefnas morfogeneticas 6seas (BMPs), otros miem-bros de la superfamilia de facto res de crecimiento transform antes ~ (TGF~), activin-~ y su receptor, receptores exy y del acido retinofco y componentes de la via de lasendotelinas (Thesleff, 1998).

TGF~sLos TGF~s son polipeptidos que actuan hormonalmente de forma autocrina 0 para-crina para controlar diversos mecanismos de desarrollo aunque tambien parecencontribuir con el crecimiento de tumores (Lee y Nowak, 2001). TGF~l, ~2 Y~3 poseenuna homologla en secuencia de casi el 80%, sin embargo, la homologta funcionalen desarrollo palatine no es tan alta. La expresi6n de TGF~3 se localiza en el epitelio dellfmite medial justo antes de la fusion del paladar secundario. Posteriormente, el genexpresado en esa region es el TGF~1 mientras que el TGF~2 se lirnita a las celulas me-senquimales (Fitzpatrick et al., 1990). Los mutantes generados para TGF~1 no presen-tan entre sus caracterlsticas paladar hendido 10 que sugiere que no tiene una funci6nesencial en la palatogenesis, por otro lado, aquellos ratones con disrupcion del genTGF~2 tienen una frecuencia muy baja de paladar hendido (23%) y presentan multiplesmalformaciones congenitas (Dunker y Krieglstein, 2000). En conclusion, estos mutantesno son buenos model os en el estudio de las hendiduras orofaciales mientras que losmutantes para TGF~3 y MSXl si 10 son. Adicionalmente, hendiduras palatinas observa-das en otros mutantes son el efecto de alteraciones de otras estructuras craneofaciales,tales el caso de los mutantes activin-~'I', TgMSX2, HOXA-2-'-, entre otros.

Patogenesis del paladar hendido en mutantes TGF~3;· y funci6n del gen en lapalatogensis normal. En 1995 se gener6 el mutante para el gen TGF~3 en eI cual eIexon seis fue reemplazadQ por el gen de resistencia a la neomicina. Los individuosheterocigotos no presentan cambios fenotfpicos aparentes mientras que los homo-cigotos poseen PH y muerte perinatal par ausencia de succi6n. Se ha afirmado que eldefecto en el paladar resulta de una alteracion en la adhesion del epitelio del Ifmite

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medial de los procesos palatines por una disminuci6n en la filopodia epitelial cuyoobjetivo principal es aurnentar la superficie de contacto entre procesos, y adernas, porla alreracion de la posterior degeneraci6n del engrosamiento epitelial cuando este seforma. En estes ratones no se observ6 ninguna malformaci6n craneofacial adicional10 cual descarta la posibilidad de una hendidura secundaria, aunque si se ha asociadocon un retraso en el desarrollo pulmonar. En estudios de cultivo de procesos palatinosse han mostrado resultados similares confirmando que el mecanismo que subyace ala hendidura es una falla en la fusion que puede ser rescatada parcialmente in vitro poradici6n de la protema a procesos palatines no fusion ados, estas investigaciones hanpermitido sugerir que fa dosis necesaria de la protefna es realmente baja y que eumplesu funei6n en pocas horas, 10 eual es coherente con estudios morfol6gicos anteriores.(Tayaetal., 1999, Ciu etal., 2002)

Con respecto a los mecanismos alterados, I~ filopodia y la lamelipcdia, pueden serinducidas por GTPasas pequefias como edc42, Rae3 y Rho, las cuales a su vez son re-guladas por el TGF~3 (Kaartinen et al., 2002). Tambien se ha sugerido que la presen-cia de desmosomas y rnoleculas de adhesi6n celular, las euales promueven la interca-laci6n de las celulas, en las zonas de filopodia, colabora inmensamente en la fusi6npalatina. En los mutantes TGF~3-1-se ha observado auseneia de glieosaminoglieanosy gficoproremas que pueden actuar como rnoleculas de adhesion en epitelio (Tayaet aI., 1999). En otros sistemas se ha mostrado que el TGF~3 induce la smtesis deperlecan y acido hialur6nico. Recienternente, se ha demostrado que la presencia decondroitm sulfato es esencial para la adhesi6n y que solamente se expresa inme-diatamente antes de este estadfo por estimulaci6n por parte del TGF~3 (Gate et al.,2002). Este tam bien modula, en el epitelio, el equilibrio entre rnetaloproteinasasde la matriz extraeelular y sus inhibidores que conrrola el turnover de proteoglicanosen los sistemas biol6gicos. De forma interesante, la metaloproteinasa 3 (MMP3) Ysuinhibidor TIMP3 se eneuentran presentes en epitelio antes de la adhesion sugiriendosu compromise en el proeeso, el TGF~3 controla la actividad de estas dos protefnasen el engrosamiento epitelial de la linea media, mientras que activa la expresi6n deMMP13 en fibroblastos e inhibe la de los TIMPs (Blavier etal., 2001).

Otro de los eventos que pareee estar afeetado en los mutantes es la degeneraei6nepitelial. Hay una disminuei6n de la transformaci6n epitelio-mesenquimal y de lamigraci6n epitelial que usual mente forma triangulos de eelulas sobre las superficiesorates y nas.ales de los procesos y permite el contacto del mesenquima, esto indicaque existe una alteraci6n en la actividad migratoria y motogenica de las celulas en losmutantes. Adicionalmente, se ha observado que la aetivaci6n de la vfa RhoA/Rho-quinasa por parte del TGF~3 es necesaria para la transdifereneiaci6n de epitelio amesenquima pero no suficiente para la misma (Kaartinen et al., 2002). La transfor-maci6n esta dada por generaci6n de estres sobre las fibras y reorganizaci6n del eito-esqueleto de actina que promueve el fenotipo mesenquimal. En otros estudios se pro-pone que la inhibici6n de E-cadherina y Sindeeano-1 por el TGF~3 se traduce en inhi-bici6n del fenotipo epitelial (Erfani et af., 2002). Por ultimo, eabe resaltar un estudioreciente en el eual el TGF~3 promueve la reparaci6n quirurgiea de labio hendido en

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fetos de raton sin dejar cicatriz. Los autores proponen que la funci6n del TGF~3 en estecaso se relaciona con un incremento en la disponibilidad de celulas mesenquimales enla regi6n de la cirugfa. Tal aumenro en el numero de celulas puede estar dado por pro-liferaci6n 0 migraci6n celular, estos procesos estan asociados con la expresi6n de losgenes de ciclina-D1 Y tenascina-C, respectivamente y dependen de la expresi6n locali-zada de TGF~3 (Kohama et 01., 2002). En estudios en humanos se ha encontrado aso-ciacion entre TGF~3 y hendiduras orofaciales en la mayorfa de poblaciones estudiadas10 cual no ha ocurrido con el TGF~, otro de los genes candidates en la etiopatogeniade las hendiduras (Mitchell et al., 2001; Marazita etal., 2002).

Otros miembros de la superfamilia: BMPs. Las BMPs juegan un papel muy importanceen diversos procesos de crecimiemo celular y diferericiacion desde los estadlos mastempranos de la embriogenesis. tal vez por eso la mayorfa de mutantes generados noson viables y el analisis de su fenonpo es bastante complicado. Las primeras prorefnasde esta familia se aislaron de hueso por su capacidad para inducir formaci6n oseaect6pica. Se han reportado alteraciones en el marco de lecrura de BMP-5 asociadas canuna malformacion esquelerica denominada short ear y de BMP-2 relacionadas con defec-tos en la forma de las articulaciones. La BMP-4 se ha esrudiado profundamente en laodontogenesis y se ha demostrado una funci6n primordial en la regulaci6n de las inte-raeeiones epitelio-mesenquimales. arras estudios demuestran la influericia de estasprorefnas en la difereneiaci6n de las celulas de la eresra neural y de la medula 6seahemaropoyetica y en desarrollo de ririon, ojo, areas branquiales, primordios faciales,tubo neural, etc., (Shore et 01.,1998; Tucker et 01.,1998; Monsoro-Burq y Douarin,2001). La expresi6n temporal y espacial de las BMPs sug,eren una aetividad importantedurante la formaci6n de los proeesos palatinos (Lu et al., 2000).

Las celulas dispersas del mesenquima de los procesos muestran sen ales positives deexpresi6n de BMP-4, la eual se encarga de la regulaei6n de los genes de la familia MSXy PAX as! como de su propia expresi6n tanto en dienre como en paladar. En diente,su relaci6n antagonista con e! Factor de Crecimiento Fibroblistieo 8 (FGF8) deter-mina los sitios de iniciaci6n dental y la identidad de los grupos de dienres: ineisivos ymolares. Cuando el mesenquima de los procesos palatinos se eondensa, la expresi6nde BMP-4 se torna leve. Sin embargo, en estad{os posteriores cuando inieia la diferen-ciaci6n del mesenquima a osteoblastos tanto BMP-4 como -2 y -5 aumeman susniveles de expresi6n considerablemente (Lu et al., 2000). En algunos esrudios se haobservado que la exposiei6n de los procesos palatinos al ieido retin6ieo resulta enuna reducci6n de las eoncentraciones de BMP-2, -4 Y -5, en otros se ha sugerido quedeberra existir un aumento de la BMP-7, ya que esta se asocia con procesos de muertecelular programada en el epitelio de la linea media, causanre de la formaci6n de unahendidura que caracteriza ala exposiei6n a dicho acido (Cuervo etal., 2002).

Los transcritos de BMP-4 se han encomrado tanto en epitelio como en mesenqui-ma del paladar 10 que sugiere que es una molecula de sePializaci6n entre estos dos teji-dos en la palatogenesis. La BMP-4, ademas, tiene la capacidad de inducir la expresi6nde BMP-2 y -5, las euales poseen funciones diferEntes durante el desarrollo (Cuervo

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20 Revision - Palatogenesis y hendiduras palatinas: implicaci6n de TGF{33 y BMPs. Parada, Bayona.

et al., 2002). A diferencia del TGF~3 la funci6n de la BMP-4 es mas complicada deesrablecer ya que depende de la regulaci6n que ejerce sobre el gen MSX1. Este genHomeobox se expresa en varies 6rganos en vertebrados, particularmente en los sitios decontacto entre epitelio y rnesenquirna. Los ratones mutantes MSX1-/'exhiben letalidadneonatal y anormalidades que incluyen paladar hendido y agenesia dental completa{Satokata y Maas, 1994). En human os, se ha encontrado que mutaciones en MSX1estan asociadas con paladar hendido aislado no sindr6mico y agenesia dental selectivetam bien denominada hipodoncia, 10 cual es consiscente con el fenotipo observado enratones (van der Boogard etal., 2000). En los animales mutantes, los procesos palatinosse elevan normalmente pero fallan en el contacro y nunca se fusionan. MSX1 es re·querido para la expresi6n de BMP-2 y -4 en el mesenquima del paladar y de SHH enepitelio ya que en los murantes el patr6n de expresion de estes genes esra com ple-tarnente modificado. La causa del defecto esta dada por una disrninucion substancialde la proliferacion mesenquimal que no permite el acercamiento de los procesospalatinos. En un estudio reciente, en el que se utilize un transgen de BMP-4 en losmutantes MSX1-/-para expresar dicha BMP ectopicarnente en el mesenquirna palatine,donde deberfa estar en condiciones normales, se produjo fusi6n normal de los procesosy disminuyc casi el 100% la cantidad de casos que sufrieron muerte perinatal. Asociadocon la fusion normal se restauro el patron de expresion de SHH y BMP-2 en epitelio ymesenquima, respectivamente, aSI como la praliferaci6n mesenquimal. Esto significaque la BMP-4 resulta ser la molecule mas importance en la via de MSX1 y actua corrientearriba de SHH y BMP-2 regulando el desarrollo palatino (Zhang et al., 2002). Se hademostrado que SHH es esencial en el crecimienro de los primordios faciales en polioy su expresion en epitelio de la linea media de los procesos activa la BMP-2 en mesen-quima y esta, a su vez, regula la proliferaci6n celular (Zhang et aI., 2002).

PERSPECfIVASEsta revision ha establecido la irnportancia de miembros de la superfamilia del Factorde Crecimiento Tranformante Beta durante la palarcgenesis y en la pacogenia de lashendiduras orales. Si se aplicara el modelo mixto de herencia tanto TGF~3 comoBMP-4 podrlan ser considerados principales. EI hecho de que el TGF~3 atraviese lasmembranas fetales (Kohama et 01., 2002) Y del conocimiento actual sobre las fun-ciones especfficas de este y de las BMPs en desarrollo palatino tarnbien los hace bue-os candidates para ser utilizados en tratamientos tempranos, in utero, de PH y otrashendiduras orofaciales. EI objetivo ahora, debe ser establecer herramientas diagnosti-cas moleculares que permitan hacer una determinacion temprana de la entidad ysobre todo del mecanismo de desarrollo alterado que, desafortunadamente, no es elmismo en todos los paciences.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos el apoyo de la Facultad de Odontologta, Universidad Nacional deColombia, Sede Bogota.

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BIBLIOGRAFfA

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