Nel 2007, solo quattro anni dopo il completamento del Progetto genoma umano, la rivista Science annunciò che l'epigenetica era la "svolta dell'anno". La rivista Time l'ha classificata seconda tra le prime dieci scoperte del 2009. Il codice genetico (cioè il nostro DNA) contiene tutte le informazioni per produrre gli elementi di cui abbiamo bisogno per funzionare, il nostro codice epigenetico determina quando e dove sono espressi i geni nel codice genetico. Senza il codice epigenetico, il codice genetico è come un'orchestra senza direttore.
Sebbene ora ci sia una notevole quantità di ricerche pubblicate sull'epigenetica in medicina e biologia, l'epigenetica nella ricerca odontoiatrica è agli inizi, tuttavia sta diventando sempre più rilevante a causa del ruolo che svolge nell'espressione genica durante lo sviluppo e quindi influenzando la potenziale suscettibilità alle malattie orali.
Il campo dell'epigenetica interroga i meccanismi molecolari che collegano il codice genetico e l'ambiente, e il gli stessi meccanismi molecolari sono indicati come meccanismi epigenetici
MicroRNA e meccanismi infiammatori orali
I meccanismi molecolari epigenetici principalmente studiati in campo odontoiatrico sono la produzione di miRNA, la metilazione del DNA e la modificazione degli istoni.
I microRNA (miRNA) sono brevi sequenze di RNA non codificanti (ncRNA) composti da diciassette/venticinque nucleotidi. I miRNA regolano negativamente l'espressione genica principalmente degradando l'mRNA bersaglio o inibendo l’espressione genica delle proteine. Sono cruciali nella regolazione dello sviluppo, proliferazione, differenziazione, apoptosi e risposta a diversi segnali extracellularie fattori di stress ambientale. Le vie del microRNA regolano l’espressione genica inducendo il degrado e/o la repressione traslazionale degli mRNA target. Si ritiene che oltre il 40% di tutti i geni umani sia sotto la regolazione dei miRNA. Probabilmente, i miRNA sono fondamentali nel mantenimento della pluripotenza e dell'indifferenziazione delle cellule staminali adulte; infatti, diversi miRNA sembrano modulare significativamente la differenziazione dei precursori mesenchimali nelle cellule di osteoblasti, regolando l’attività dei fattori di trascrizione.
Recentemente, molti studi hanno mostrato l'espressione alterata di miRNA in varie patologie, tanto da poter essere utilizzati, per esempio, come biomarcatori delle malattie ossee.
Tuttavia, non risultano particolari segnalazioni riguardanti espressione di miRNA correlata alla parodontite. In questo contesto, un gruppo di ricercatori (Lee YH1, Na HS, Jeong SY, Jeong SH, Park HR, Chung J.) ha tuttavia pubblicato nel 2011 uno studio (Biocell, Comparison of inflammatory microRNA expression in healthy and periodontitis tissues) che mira a confrontare i miRNA espressi in modo differenziato nei tessuti della parodontite sani e cronici e a determinare i miRNA strettamente associati alla parodontite cronica.
Per scoprire i miRNA indotti in modo differenziato nei tessuti sani e cronici della parodontite, sono state utilizzate sonde di Dna (frammenti di Dna di sequenza nota) e l'espressione dei miRNA è stata confermata dalla PCR (polymerase chain reaction) in tempo reale. Secondo le analisi di campioni così ottenuti di sequenze di miRNA, sei geni di miRNA erano “sovraespressi” in una misura ben superiore (8 volte di più) rispetto alla gengiva sana. Tra questi miRNA, sono stati selezionati otto miRNA che sono noti per essere strettamente correlati all'infiammazione. In sintesi, questo studio indica che un certo numero di miRNA espressi nella parodontite gengivale possono svolgere un ruolo chiave nella parodontite cronica.Ecco un esempio pratico in base al quale si hanno implicazioni dell'epigenetica per il futuro della clinica odontoiatrica, tra cui una "medicina personalizzata" come approccio alla gestione delle malattie orali più comuni.
A parte la ricerca sul cancro di testa e collo, la ricerca epigenetica in odontoiatria riguarda principalmente la parodontologia e l’ortodonzia
Ortodonzia funzionale o epigenetica?
Un altro interessante studio che riguarda l’epigenetica in area dentale è stato pubblicato su Australian Dental Journal nel 2014 (Epigenetics: a new frontier in dentistry,
SD Williams, TE Hughes,CJ Adler,AH Brook,GC Townsend). Si tratta di una metanalisi che ragiona, tra l’altro, in termini di sviluppo dentale, ove potrebbe essere possibile intervenire precocemente per prevenire l'ipodonzia e una serie di anomalie dentali.
In questo lavoro si osserva che le principali differenze nelle teorie riguardanti la crescita craniofacciale si riferiscono alla posizione in cui si pensa che il controllo genetico sia espresso. Per esempio, se l'osso è considerato un determinante primario di crescita craniofacciale, è implicito quel controllo genetico è espresso a livello dell'osso. Se la cartilagine è considerata il determinante principale, quindi il controllo genetico è espresso a livello della cartilagine. Se la matrice dei tessuti molli in cui si trovano “incorporati” gli elementi scheletrici è considerata il determinante principale dell'osso, si assume che il controllo genetico risieda al di fuori del sistema scheletrico. È questo indiretto controllo genetico che viene chiamato "epigenetico" nella letteratura ortodontica, ove le alterazioni ossee si verificano in risposta a segnali provenienti da altri tessuti, cioè controlli epigenetici.
Il concetto di "ortodonzia epigenetica" è spesso equiparato alla ben nota ortodonzia funzionale e si è sviluppato da questa visione più ampia di epigenetica dentale.
Nel breve periodo e nella pratica clinica, l'epigenetica potrebbe essere usata come strumento affidabile di screening per una serie di anomalie dentali, tra cui i difetti ereditari dello smalto, nonché un mezzo per valutare la suscettibilità di un individuo alla carie dentale e alla malattia parodontale.
Ci aspettano tempi entusiasmanti!
Riferimenti bibliografici
SD Williams, TE Hughes,CJ Adler,A H Brook, GC Townsend, Epigenetics: a new frontier in dentistry, Australian Dental Journal 2014; 59:(1 Suppl): 23–33
Lee YH 1 , Na HS, Jeong SY, Jeong SH, Park HR, Chung J., Comparison of inflammatory microRNA expression in healthy and periodontitis tissues, Biocell. 2011 Aug;35(2):43-9.
