UNESP - UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE ARARAQUARA Araraquara 2013 Orientadora: Profª. Drª. Lourdes dos Santos-Pinto Tese apresentada ao programa de Pós- Graduação em Ciências Odontológicas - Área de Odontopediatria, da Faculdade de Odontologia de Araraquara, da Universidade Estadual Paulista, para obtenção do título de Doutor em Ciências Odontológicas. FABIANO JEREMIAS AVALIAÇÃO GENÉTICA DA HIPOMINERALIZAÇÃO MOLAR-INCISIVO Ficha catalográfica elaborada pela Bibliotecária Marley C. Chiusoli Montagnoli, CRB-8/5646 Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação da Faculdade de Odontologia de Araraquara / UNESP Jeremias, Fabiano Avaliação genética da hipomineralização molar-incisivo / Fabiano Jeremias.-- Araraquara: [s.n.], 2013. 101 f. ; 30 cm. Tese (Doutorado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Odontologia Orientadora: Profa. Dra. Lourdes Aparecida Martins dos Santos-Pinto 1. Esmalte dentário 2. Amelogênese 3. Cárie dentária 4. Polimorfismo genético Título FABIANO JEREMIAS COMISSÃO JULGADORA TESE PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR Presidente e Orientador: Profª. Drª. Lourdes dos Santos-Pinto 2º Examinador: Profª. Drª. Raquel Mantuanéli Scarel-Caminaga 3º Examinador: Profª. Drª. Andréa Gonçalves 4º Examinador: Prof. Dr. Robson Frederico Cunha 5º Examinador: Profª. Drª. Hérica Adad Ricci Donato Araraquara, 18 de julho de 2013. AVALIAÇÃO GENÉTICA DA HIPOMINERALIZAÇÃO MOLAR-INCISIVO DADOS CURRICULARES FABIANO JEREMIAS Nascimento: 27/01/1982 – São Sebastião do Paraíso / MG Filiação: João Batista Jeremias e Irene Cândida Honório Jeremias FORMAÇÃO ACADÊMICA 2001-2007: Curso de Graduação Faculdade de Odontologia de Araraquara Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho 2008-2010: Curso de Pós-Graduação em Ciências Odontológicas, Área de Concentração em Odontopediatria, nível Mestrado, Faculdade de Odontologia de Araraquara - UNESP 2010-2013: Curso de Pós-Graduação em Ciências Odontológicas, Área de Concentração em Odontopediatria, nível Doutorado, Faculdade de Odontologia de Araraquara - UNESP ASSOCIAÇÕES Associação Paulista de Cirurgiões-Dentistas - APCD Sociedade Brasileira de Pesquisa em Odontologia - SBPqO International Association for Dental Research - IADR DEDICATÓRIAS “Cada um que passa em nossa vida, passa sozinho, pois cada pessoa é única e nenhuma substitui a outra. Cada um que passa em nossa vida passa sozinho, mas quando parte, nunca vai só nem nos deixa a sós. Leva um pouco de nós, deixa um pouco de si mesmo”. [ Kalil Gibran ] Dedico este trabalho ... Primeiramente a Deus, pela vida, pelos meus familiares e amigos. Pela Luz que se faz presente em meu caminho e por toda Sabedoria que me permitiu tomar decisões acertadas. Agradeço pela presença incondicional em minha vida, que tanto me sustentou nos momentos de incertezas. Agradeço por colocar tantas pessoas boas em meu caminho. Agradeço pela família linda que tenho e por todas as oportunidades que tem me dado. Agradeço, sobretudo, pela oportunidade deestar nesse mundo aprendendo e ajudando ao próximo. A minha querida esposa Flavia Volpato, Pelo incentivo constante para seguir a carreira acadêmica. Por todo suporte que me possibilitou superar diversas dificuldades, sendo sempre minha eterna incentivadora. Agradeço pelas palavras positivas que sempre me faz crer que eu posso ir além. Agradeço por cuidar tão bem do nosso pequeno Lucas, especialmente durante o meu estágio de doutorado sanduíche no exterior. MUITO OBRIGADO !!! AMO VOCÊ !!! Agradeço pelo amor, dedicação e por se fazer sempre presente. Ao meu querido filho Lucas, um verdadeiro presente de Deus, que enche a casa de alegria e que me faz seguir em frente de cabeça erguida, buscando um futuro melhor para todos nós. Meu filho querido... Agradeço pelo seu sorriso contagiante, pelo seu olhar expressivo, pelo seu abraço apertado, pelos seus gestos de carinho, pelas horas de brincadeira. Você tornou a minha vida mais leve e cheia de luz..... Muito obrigado por ser meu filho !!! Aos meus queridos pais João Batista e Irene Cândida, Dedico esta Tese de Doutorado a vocês, que são tudo emminha vida. Agradeço pelo exemplo de caráter, dignidade, honestidade e humildade. Minha felicidade não se realizaria sem a participaçãode vocês. Obrigado por acreditarem em mim, sempre me apoiando para que eupudesse atingir meus objetivos. Aos meus irmãos Tatiane e Alexandre, Agradeço pelo amor fraterno, pela torcida, pela amizade e união, mesmo que à distância. Ao sobrinho-afilhado Fábio, Pelo olhar terno, pelos gestos carinhosos, pela sinceridade peculiar e pelo orgulho que sempre demonstrou em ter um “tio dentista”. Aos meus queridos avósVita e Amadeu, Por todos ensinamentos, pelo amor incondicional, pelos abraços fortes, pelas palavras doces que tanto me alimentaram, e pelas orações, que sempre me dão forças para superar qualquer obstáculo. A todos os meus familiares (Tios, Tias, Primos e Primas) que sempre estiveram ao meu lado, vibrando com todas as minhas conquistas e me aconselhando nos momentos difíceis. Aos queridos amigos (de fora da Universidade), em especial Carlos, Hérica, Laine, Daniela Spirandeli, Régis, Margareth, Felipe, Juliana Derceli, D. Ju, Simone Mastrantonio, Simone Gallão, Elenir, D. Ivone, obrigado pelo apoio fraterno, compreensãonos momentos difíceis e pelos ensinamentos oferecidos. Agradecimento especial aos amigos Juliana Feltrin, Diego Girotto Bussaneli e Manuel Restrepo por me apoiarem durante a formatação desta tese de doutorado. Aos amigos da família, em especial Iolanda, Leila, Magda, Marilisa e Vilma, meus sinceros agradecimentos pelo apoio durante toda minha vida. Ao Grupo de Estudos da Hipomineralização Molar-Incisivo (Profª. Drª. Lourdes dos Santos-Pinto, Profª. Drª. Rita de Cássia Loiola Cordeiro, Profª. Drª. Angela Cristina Cilense Zuanon, Camila Maria Bullio Fragelli, Juliana Feltrin de Souza, Marco Aurélio Benini Paschoal, Manuel Restrepo). Agradeço pelo incentivo mútuo, e pela partilha de experiências pessoais e profissionais, em busca de um objetivo comum. A vocês Jú, Camila, Manuel e Marco muito obrigado pelo companheirismo e trabalho em equipe. Agradeço imensamente pela amizade. Ao Ricardo (aluno de graduação), Agradeço imensamente por você se dispor a trabalhar comigo neste estudo, dentro outros. Você sempre me surpreende com sua responsabilidade e interesse.... e isto fez com que se estabelecesse uma relação de confiança e amizade entre nós. Agradeço imensamente pela colaboração em todas as etapas desta pesquisa. Desejo um futuro próspero a você e acredite... você o terá. Muito obrigado !!! A Profª. Drª. Fernanda Lopez Rosell, Pelo incentivo para seguir a carreira acadêmica. Agradeço pela amizade, pelos aconselhamentos, por acreditar em meu potencial, pelo exemplo de simplicidade e valorização da vida. Ao Prof. Dr. Hélio Ferraz Porciúncula (meu primeiro orientador), exemplo de Ser Humano, agradeço pelas palavras sábias, pela paciência, pelos ensinamentos e pelo exemplo de dedicação à arte de ensinar. Tais elementos foram essenciais para que eu me apaixonasse pela carreira acadêmica. Muito obrigado pelo apoio, respeito e incentivo. A Profª. Drª. Raquel Mantuanéli Scarel-Caminaga, Agradeço imensamente por todo apoio que me dispensa, pelos aconselhamentos, pela torcida e pela paciência em ensinar novas técnicas. Me sinto feliz e seguro trabalhando com a senhora. Parabenizo-lhe pelo caráter e humildade. Que sua vida seja ainda mais abençoada com a vinda do Miguel. Muito obrigado por acreditar em meu potencial e me apoiar, incondicionalmente, em todas as etapas deste estudo. A minha orientadora Profª. Drª. Lourdes dos Santos-Pinto, Sou muito feliz em tê-la como orientadora !!! Exemplo de dignidade, humanismo e generosidade. Agradeço pela amizade, pelo convívio sincero e harmônico, por incentivar o meu aprimoramento, pela paciência e humildade. Agradeço pela partilha de experiências pessoais e profissionais. Agradeço pelas palavras de incentivo e por sempre me propiciar meios para que eu cresça cada vez mais. São estes os fatores que tornam o meu trabalho muito mais prazeroso. Agradeço pela atenção, pela valiosa orientação e confiança em meu trabalho. A você Profª. Tuka, meu profundo respeito e admiração. AGRADECIMENTOS ESPECIAIS “A gratidão tem três formas: um sentimento no coração, uma expressão em palavras e uma dádiva em retorno”. [ George Herbert ] A Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP, na pessoa de seu Magnífico Reitor Prof. Dr. Julio Cezar Durigan e Vice-Reitora, Profa. Dra. Marilza Vieira Cunha Rudge. A Faculdade de Odontologia de Araraquara – FOAr, da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho – UNESP, na pessoa de sua Diretora, Profª. Drª. Andreia Affonso Barreto Montandon e sua vice- Diretora, Profª. Drª. Elaine Maria Sgavioli Massucato. Ao Departamento de Clínica Infantil da Faculdade de Odontologia de Araraquara – FOAr, representado pelo chefe, Prof. Dr. Fábio Cesar Braga de Abreu e Lima e pela Vice-Chefe, Profa. Dra. Lídia Parsekian Martins. Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Odontológicas coordenado pelo Prof. Dr. Osmir Batista de Oliveira Junior (coordenador) e pela Profª. Drª. Lídia Parsekian Martins (vice-coordenadora). Aos professores da Disciplina de Odontopediatria, Profª. Drª. Lourdes dos Santos-Pinto, Profª. Drª. Rita de Cássia Loiola Cordeiro, Profª. Drª. Angela Cristina Cilense Zuanon, Prof. Dr. Cyneu Aguiar Pansani, Profª. Drª. Josimeri Hebling Costa, Profª. Drª. Elisa Maria Aparecida Giro, Prof. Dr. Fábio César Braga de Abreu e Lima, Profª. Drª. Fernanda Lourenção Brighenti, pelos ensinamentos, atenção e companheirismo. Aos professores da Disciplina de Ortodontia, Prof. Dr. Ary dos Santos-Pinto, Prof. Dr. Dirceu Barnabé Ravelli, Prof. Dr. João Roberto Gonçalves, Profª. Drª. Lídia Parsekian Martins, Prof. Dr. Luiz Gonzaga Gandini Junior e Prof. Dr. Maurício Tatsuei Sakima. Aos meus ex-orientadores e sempre amigos Prof. Dr.Hélio Ferraz Porciúncula, Prof. Dr. Marcelo Gonçalves, Profª. Drª. Elaine Maria Sgavioli Massucato, Profª. Drª. Mirian Aparecida Onofre, Prof. Dr. Aylton Valsecki Junior, Profª. Drª. Fernanda Lopez Rosell, Prof. Dr. Silvio Rocha Corrêa da Silva, Prof. Dr. Valfrido Antonio Pereira Filho, que fizeram de uma simples orientação acadêmica, uma grande e importante amizade. Ao meu ex-co-orientador e sempre amigo Prof. Dr. José Silvio Govone (UNESP-Campus Rio Claro), agradeço pela paciência, ensinamento, humildade e respeito que sempre dispensou a mim durante toda nossa trajetória de trabalho no mestrado. Aos demais professores da FOAr-UNESP, em especial, Profª. Drª. Andrea Gonçalves, Profª. Drª. Fernanda Lopez Rosell, Prof. Dr. Aylton Valsecki Junior, Prof. Dr. Silvio Rocha Corrêa da Silva, Profa. Dra. Elaine Tagliaferro, Prof. Dr. Ary dos Santos-Pinto, Profª. Drª Elaine Maria Sagavioli Massucato, por acreditarem em meu potencial, suporte fundamental para o meu crescimento pessoal e profissional. Aos funcionários do Departamento de Clínica Infantil, Antonio Parciaseppe Cabrini, Dulce Helena de Oliveira, Sônia Maria Tircailo, Odete Amaral, Marcia Elena Carvalho Held, Cristina Ferreira Affonso, Pedro César Alves, Diego Cardoso Pendenza, Regina Aparecida Favarin e Tânia Ap. Moreira dos Santos, por oferecerem suporte para a adequada realização das atividades clínicas e científicas. Aos funcionários da Biblioteca, em especial Ceres Maria Carvalho Galvão de Freitas e Marley Cristina Chiusoli Montagnoli, pelo respeito e apoio na formatação da tese. Aos funcionários da Seção de Pós-graduação, Mara Candida Munhoz do Amaral e José Alexandre Garcia, por toda presteza, atenção, paciência e amizade. Aos demais funcionários da FOAr-UNESP, em especial, Edneide, Arlete (aposentada), Nilce (aposentada), Mara, Eleine, Vera, Fernanda, Silvia, Keila, Marinho, Marcos, Maria José, Maria do Rosário (aposentada), Regina Lúcia, Cristina, Malú, Elizete, Gláucia, Marcelo, Ronaldo, Pedro, Luís, Nice, Guiomar (aposentada), Noêmia, Nunes, Marcos, Aurelúcia, Ângela, Fátima e Olga,pela atenção e carinho a mim dedicados desde o período da graduação. Aos queridos amigos do curso de Doutorado, Débora, Juliana, Marco, Letícia, Marcia e Marília, pela amizade, e pelo convívio agradável ao longo de todo esse período. Aos colegas do curso de pós-graduação em Ciências Odontológicas - Área Odontopediatria, pelas experiências compartilhadas e pelo incentivo. Aos colegas do curso de pós-graduação em Ciências Odontológicas - Área Ortodontia, em especial Sandra, Kélei e Dani pela amizade, respeito e apoio recíprocos. Aos amigos do laboratório de Genética Humana (FOAr-UNESP), em especial, Sâmia, Livia, Suzane, Rafael, Giovana, Sâmara, Guilherme e Profaª. Drª. Ticiane, agradeço pela generosidade em me esclarecerem algumas questões relacionadas ao laboratório e até mesmo às técnicas. Agradeço pelo convívio harmônico, palavras de amizade e incentivo, e respeito mútuo. Muito obrigado por me acolherem no laboratório. Aos queridos avós araraquarenses, D. Lica e Sr. Anízio, que me acolheram em sua casa quando cheguei à Araraquara para cursar a Odontologia. Transmitiram-me carinho e segurança, num momento de transição que vivia, num misto de incertezas e inseguranças de uma vida nova. Agradeço por nos mantermos ainda tão próximos. A família Volpato que sempre vibrou com minhas conquistas, incentivando sempre o meu crescimento profissional. Aos voluntários da pesquisa, que permitiram a realizaçãodo estudo..., meus sinceros agradecimentos por possibilitarem a concretização desta investigação. A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pelo apoio financeiro (FAPESP 2011/13636-5) fundamental para a realização e divulgação de todo este estudo. A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela bolsa concedida para realização de estudos no Brasil e pela bolsa concedida para realização de doutorado sanduíche na Universidade de Pittsburgh-EUA (PDSE-6936/11-3). A Profª. Drª. Claudia V. Maurer-Morelli e ao Dr. Rodrigo Secolin (Pós-Doc), da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade de Campinas (UNICAMP), que colaboram com os estudos genéticos do grupo HMI. Agradeço imensamente pela generosidade na partilha de conhecimento e por todo suporte que tem me dispensado. Ao Prof. Dr. Alexandre Rezende Vieira, meu orientador estrangeiro (Universidade de Pittsburgh-EUA) durante o meu estágio de doutorado Sanduíche (PDSE), que me recebeu em seu laboratório com muita generosidade. Agradeço imensamente por esta oportunidade. A Profª. Drª. Erika Calvano Kucler (Universidade de Pittsburgh- EUA), que contribuiu diretamente para a concretização da análise realizada no exterior. Muito obrigado pela paciência e generosidade. Aos funcionários da Universidade de Pittsburgh-EUA, Sarah, Kathelen e Meghe, pela atenção e respeito com que sempre me dirigiram. Aos amigos que fiz em Pittsburgh-EUA, pelo convívio harmônico, e pela troca de experiências culturais, pessoais e profissionais, mesmo que em curto período de tempo. Aos professores e alunos da FOAR-UNESP que me avisavam quando era diagnosticado algum paciente com Hipomineralização de Molar- Incisivo nas clínicas de graduação e pós-graduação. A todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização deste trabalho. ......................................................................................... “... Não perca a fé. Estou convencido de que a única coisa que me fez continuar foi que eu amava o que eu fazia. Você precisa encontrar o que você ama. E isso vale para o seu trabalho e para seus amores. Seu trabalho irá tomar uma grande parte da sua vida e o único meio de ficar satisfeito é fazer o que você acredita ser um grande trabalho. E o único meio de se fazer um grande trabalho é amando o que você faz. Caso você ainda não tenha encontrado [o que gosta de fazer], continue procurando. Não pare. Do mesmo modo como todos os problemas do coração, você saberá quando encontrar. E, como em qualquer relacionamento longo, só fica melhor e melhor ao longo dos anos. Por isso, continue procurando até encontrar, não pare!” ““Cada sonho que você deixa para trás é um pedaço do seu futuro que deixa de existir !!!” Steve Jobs ......................................................................................... RESUMO Jeremias F. Avaliação genética da hipomineralização molar-incisivo [Tese de Doutorado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2013. Resumo Distúrbios genéticos durante o desenvolvimento dentário influenciam na variação do número e formada dentição. Este é o primeiro estudo a avaliar se a variação genética nos genes da formação do esmalte dentário está associada com a Hipomineralização Molar-Incisivo (HMI), levando também em consideração, a experiência de cárie. Amostras de DNA de 71 casos (com HMI) e 89 controles (não afetados) de Araraquara/SP (Brasil) foram analisadas. Onze marcadores em cinco genes [ameloblastina (AMBN), amelogenina (AMELX), enamelina (ENAM), tuftelina (TUFT1), e proteína 11 interagindo com tuftelina (TFIP11)] foram genotipados pelo método TaqMan. O teste Qui-quadrado foi utilizado para comparar as frequências alélicas e genotípicas entre os grupos caso e controle. A experiência de cárie no grupo HMI também foi avaliada para a associação com a variação genética nos genes da formação do esmalte. Os marcadores rs3796704 (ENAM), rs4694075 (AMBN); rs5997096/rs134136 (TFIP11), foram associados com a HMI (p<0.05). Associações dos marcadores rs5997096/rs134136(TFIP11), rs12640848/rs3796704 (ENAM) e rs17878486 (AMELX) (p<0.05) com a cárie dentária foram observadas. O presente estudo sugere possibilidade de associação entre o esmalte hipomineralizado e variação genética nos genes da formação do esmalte dentário. Palavras-chave: esmalte dentário; amelogênese; cárie dentária; polimorfismo genético ABSTRACT Jeremias F. Genetic evaluation of the molar-Incisor hypomineralization. [Tese de Doutorado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2013. Abstract Genetic disturbances during dental development influence variation of number and shape of the dentition. This is the first study that tested if genetic variation in enamel formation genes is associated with molar-incisor hypomineralization (MIH), also taking into consideration caries experience. DNA samples from 71 cases with MIH and 89 unaffected controls from Araraquara/SP (Brazil) were studied. Eleven markers in five genes [ameloblastin (AMBN), amelogenin (AMELX), enamelin (ENAM), tuftelin (TUFT1), and tuftelin-interacting protein 11 (TFIP11)] were genotyped by the TaqMan method. Chi-square was used to compare allele and genotype frequencies between cases with MIH and controls. Distinct caries experience within the MIH group was also tested for association with genetic variation in enamel formation genes. The markers, rs3796704 (ENAM), rs4694075 (AMBN); rs5997096/rs134136 (TFIP11), were associated with MIH (p<0.05). Associations between rs5997096/rs134136 (TFIP11), rs12640848/rs3796704 (ENAM) e rs17878486 (AMELX) (p<0.05) markers could be seen with caries. This study suggests a possible association between hypomineralized enamel and genetic variation in the genes of the enamel formation. Key Words: dental enamel; amelogenesis; dental caries; genetic polymorphism SUMÁRIO SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO...................................................................................26 2 PROPOSIÇÃO ..................................................................................30 3 REVISÃO DE LITERATURA..............................................................32 4 CASUÍSTICA E MÉTODOS...............................................................46 5 RESULTADO.....................................................................................61 6 DISCUSSÃO......................................................................................68 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS...............................................................76 8 REFERÊNCIAS .................................................................................79 9 APÊNDICE........................................................................................95 10 ANEXOS ..........................................................................................98 1 INTRODUÇÃO 1 INTRODUÇÃO O esmalte dentário é o tecido mais mineralizado do corpo humano, sendo caracterizado por um processo de desenvolvimento altamente complexo26. Estudos têm demonstrado que as células responsáveis pela formação do esmalte, os ameloblastos, são extremamente sensíveis60,74. Caso ocorra sensibilização durante a fase secretória da amelogênese, uma redução na espessura do esmalte pode ser originada, resultando no defeito de esmalte conhecido como hipoplasia. Contudo, se estas células forem afetadas na fase tardia da mineralização ou maturação do esmalte, um defeito na translucidez deste tecido pode ser induzido, caracterizando uma hipomineralização70,80. Um exemplo desta alteração é a Hipomineralização Molar-Incisivo (HMI), defeito qualitativo, que tem despertado interesse de clínicos e pesquisadores de todo o mundo. O primeiro relato desta condição foi na Suécia no final dos anos 7044. Em 2001 foi referenciada como HMI, com a definição de “uma hipomineralização de origem sistêmica que afeta um ou mais primeiros molares permanentes com ou sem envolvimento dos incisivos permanentes”90. A HMI pode ser diferenciada da fluorose dental, que é caracterizada por opacidades difusas que afetam os dentes simetricamente88. O diagnóstico diferencial com a amelogênese imperfeita (AI) é fundamentado na distribuição das opacidades; enquanto na HMI raramente os molares são afetados na mesma intensidade; na AI, toda a 28 dentição ou grupo dentário é afetado, com envolvimento genético comprovado93. O esmalte poroso da HMI pode fraturar-se com facilidade, principalmente sob influência de forças mastigatórias, deixando a dentina desprotegida e favorecendo o desenvolvimento de lesão cariosa, evidenciando a associação deste defeito com a cárie dentária1,4,13,37,40,48,54,63,89. As crianças com HMI podem apresentar sensibilidade dentária intensa mediante variações de temperatura90 em decorrência da inflamação crônica da polpa, diretamente relacionada à maior inervação da região subodontoblástica sob a área hipomineralizada65, fatores estes que dificultam a ação anestésica e subseqüentemente, o manejo da criança9,39. Além disso, estas crianças apresentam uma probabilidade 10,5 vezes maior de retornar ao consultório para retratamento odontológico comparado às sem a alteração, devido a deficiênciade mineral da estrutura dentária que desfavorece a adesão de materiais restauradores45. Não há dados conclusivos com relação à etiologia da HMI52. Considerando que todo o processo de formação do esmalte dentário está sob controle genético73, é razoável a hipótese de que variações genéticas podem estar associadas a alterações na amelogênese. Neste contexto, é válido ressaltar que mutações genéticas têm sido associadas a diferentes 29 tipos de amelogênese imperfeita34. Além disso, a susceptibilidade à cárie também tem sido associada com variação genética18,58,61,71,72,75,82,85,86. Portanto, o presente estudo hipotetiza que a variação em genes envolvidos na formação do esmalte contribui para o aumento da experiência de HMI em humanos. 30 2 PROPOSIÇÃO 31 2 PROPOSIÇÃO 1 Objetivo Geral: Investigar possíveis polimorfismos nos genes [ameloblastina (AMBN), amelogenina (AMELX), enamelina (ENAM), tuftelina (TUFT1), e proteína 11 interagindo com tuftelina (TFIP11)] relacionados à fase de maturação da amelogênese na população de Araraquara/SP; além de analisar a possível associação genética com a cárie dentária em indivíduos portadores da Hipomineralização Molar-Incisivo (HMI). 2 Hipóteses testadas: 1. Não existem alterações nos genes candidatos relacionadas ao processo de maturação do esmalte dentário em indivíduos com a HMI; 2. Variações nos genes envolvidos na formação do esmalte dentário não contribuem para o aumento da susceptibilidade à cárie. 32 3 REVISÃO DE LITERATURA 33 3 REVISÃO DE LITERATURA ASPECTOS EPIDEMIOLÓGICOS E CLÍNICOS Primeiros molares permanentes e incisivos permanentes com hipomineralização de esmalte idiopática foram reconhecidos pela primeira vez na Suécia na década de 1970 (Koch et al.44, 1987). Essa condição já foi referida como “primeiros molares permanentes hipomineralizados”, “hipomineralização idiopática do esmalte”, “hipomineralização não fluorótica” e “cheese molars”, por diversos autores (Koch et al.44, 1987; Leppäniemi et al.48, 2001; Weerheijm et al.90, 2001; Weerheijm88, 2004) devido à ausência de dados conclusivos relativos aos seus fatores etiológicos. Em 2001, Weerheijm et al.90 (2001) sugeriram o termo “Molar Incisor Hypomineralization” (MIH), definindo como uma hipomineralização de origem sistêmica, envolvendo 1 a 4 primeiros molares permanentes, normalmente associados com incisivos permanentes afetados. Essa descrição enfatizao fato de que os primeiros molares permanentes estão sempre envolvidos quando ocorre a Hipomineralização Molar-Incisivo (HMI), sendo que geralmente esses dentes são acompanhados de manchas demarcadas nos incisivos. Por outro lado, manchas somente nos incisivos permanentes podem indicar defeitos de outras origens, 34 como injúria traumática ou infecção periapical nos incisivos decíduos, que não são relacionados com a referida condição (Cho et al.13, 2008). Existem estudos que apontam a existência de hipomineralização em outros dentes (Elfrink et al.22, 2008; Elfrink et al.23, 2012), fato este que sugere uma ampliação na definição de HMI. Elfrink et al.22, (2012), concluíram que a hipomineralização em segundos molares decíduos está relacionada a um risco aumentado de HMI na dentição permanente. A mineralização destes dentes decíduos acontece praticamente ao mesmo tempo em que os primeiros molares permanentes, entretanto é mais acelerada (Elfrink et al.23, 2012). Independentemente do dente afetado, o fato é que durante anos é possível que estas hipomineralizações estivessem mascaradas pela cárie dentária, e com o declínio desta doença nas últimas décadas (Narvai et al.56, 2000; Celeste et al.11, 2007), este defeito de esmalte ficou muito mais evidente, se tornando um dos grandes desafios para clínicos e pesquisadores. A prevalência da HMI varia no mundo entre 2,4 a 40,2% (Jälevik38, 2010). Dados brasileiros apontam variação entre 12,3% a 40,2% (Soviero et al.78, 2009; da Costa-Silva et al.16, 2010; Jeremias et al.37, 2013). Estudos recentes em países da América Latina apontam registros de 15,9% (Biondi et al.7, 2011) e 6,5% (Biondi et al.8, 2012). Clinicamente, os defeitos de esmalte desta condição podem variar desde opacidades leves com coloração branca, amarela ou marrom até comprometimento severo do esmalte com perda estrutural súbita quando da irrupção dentária 35 (Weerheijm87, 2003). A severidade do defeito é muito variável, sendo o grau de porosidade do esmalte dentário um dos fatores determinantes do nível de desintegração tecidual (Weerheijm et al.90, 2001). Na tentativa de reduzir a falta de padronização observada nos estudos epidemiológicos, em 2003 foram estabelecidos os critérios para diagnóstico desta alteração de esmalte, sendo a HMI dividida em três escores de severidade: leve, moderado e severo (Weerheijm et al.89, 2003). Em 2010, entretanto, esta classificação foi limitada a apenas dois escores: leve e severo. Em outras palavras, se o dente apresenta apenas manchas é considerado leve, mas se apresentar perdas estruturais ou restaurações atípicas é codificado como severo (Lygidakis et al.49, 2010). O esmalte poroso da HMI pode romper-se com facilidade, principalmente sob influência de forças mastigatórias. Na presença de fratura do esmalte, o quadro clínico pode se assemelhar a uma hipoplasia do esmalte (defeito quantitativo durante a fase de secreção de esmalte). Entretanto, na HMI, as margens da área afetada são irregulares, enquanto que na hipoplasia são regulares e arredondadas. As lesões demarcadas na HMI podem ser distinguidas das manchas difusas, típicas de fluorose (Weerheijm88, 2004). Defeitos de esmalte (hipomineralização/hipoplasia) que acometem grupos de dentes ou a dentição completa e que tem origem genética associada caracterizam a amelogênese imperfeita, diferenciando da HMI (Weerheijm et al.89, 2003; William et al.93, 2006). 36 Apesar de ser um defeito assimétrico, quando uma lesão severa existe em um elemento dentário, é comum que o contralateral também esteja afetado (Alaluusua et al.2, 1996; Weerheijm87, 2003). O risco de os incisivos estarem alterados parece ser proporcional ao número de molares acometidos, sendo que raramente apresentam perda de estrutura (Koch et al.44, 1987; Jälevik et al.40, 2001; Jeremias et al.37, 2013). A alta porosidade da superfície afetada favorece a adesão do biofilme e também o influxo de bactérias da saliva e placa em direção à polpa, resultando em sinais de inflamação (Rodd et al.65, 2007). A hipersensibilidade dentária intensa é um dos maiores problemas, sendo frequente mediante variações de temperatura (Weerheijm et al.90, 2001). O mais provável é que seja decorrente da inflamação crônica da polpa, diretamente relacionada à maior inervação da região subodontoblástica sob a área hipomineralizada (Rodd et al.66, 2007), fatores estes que dificultam a ação anestésica e subseqüentemente, o manejo da criança (Jälevik, Klingberg41, 2002; Preusser et al.63, 2007). A dentina quando desprotegida favorece o desenvolvimento de lesão cariosa (Jälevik et al.40, 2001; Weerheijm87, 2003), evidenciando a associação da presença destes defeitos com a cárie dentária (Leppäniemi et al.48, 2001; Balmer et al.4, 2005; Preusser et al.63, 2007; Cho et al.13, 2008). A idade dos pacientes apresentarem estes problemas é mais frequente entre 6 e 9 anos de idade. Muitos deles se submetem a extensivos tratamentos dentários, especialmente nos casos severos de 37 HMI. Desta maneira, crianças com o referido diagnóstico apresentam uma probabilidade 10,5 vezes maior de retornar ao consultório para atendimento odontológico comparado às sem a alteração (Jälevik, Klingberg41, 2002; Kotsanos et al.45, 2005; Jälevik, Klingberg39, 2012). Em um estudo mais recente, observou-se que crianças acometidas retornaram ao consultório três vezes mais devido a dor e seis vezes mais devido a queixas de sensibilidade (Ghanim et al.30, 2012). Histologicamente, apenas parte do esmalte afetado é hipomineralizado, mas nunca o esmalte como um todo. Existem áreas normais, especialmente na região cervical do dente; embora as razões ainda permaneçam desconhecidas. Um dos grandes desafios é que materiais restauradores não se aderem (adesivamente) ao tecido hipomineralizado, sendo comum perdas precoces de restaurações e/ou fraturas das bordas das restaurações (Kotsanos et al.45, 2005). Reconhecer clinicamente essa condição, identificar as suas causas e estabelecer o seu diagnóstico diferencial é fundamental para a condução clínica do paciente afetado. Desta maneira, o conhecimento epidemiológico e etiopatogênico da doença é um importante indicador para definição de ações de promoção de saúde bucal. Diante do exposto, as crianças em risco devem ser monitoradas cuidadosamente durante o período de irrupção dos seus primeiros molares permanentes. Ao se planejar o tratamento, deve-se considerar o prognóstico em longo prazo destes dentes, sendo este decidido junto aos familiares, pois o mesmo 38 pode variar desde uma terapia remineralizadora até exodontia acompanhada de tracionamento ortodôntico (Lygidakis49, 2010; Gandhi et al.28, 2012; Jälevik, Klingberg39, 2012; Mastroberardino et al.53, 2012). A HMI deve ser considerada não como uma entidade completamente nova de uma doença, mas sim uma condição melhor diagnosticada como utra doença cada vez menos prevalente, a cárie dentária. ASPECTOS ETIOLÓGICOS A formação do esmalte é dividida em três fases principais. Na fase secretora, os ameloblastos secretam grandes quantidades de proteínas da matriz do esmalte no qual longas fitas finas de mineral do esmalte, principalmente hidroxiapatita, formam-se rapidamente. Os cristais de esmalte crescem principalmente em comprimento e a camada de esmalte cresce em espessura. O estágio de maturação se inicia quando a espessura do esmalte é completada, e os ameloblastos secretórios transformam-se, por meio de uma fase de transição curta, em ameloblastos maduros responsáveis pela degradação da matriz do esmalte, seguido de mineralização. Na mineralização final, a camada de esmalte endurece devido ao aumento dos cristais em largura e 39 espessura, o que resulta em um tecido mineralizado, que contém mais de 95%, em peso, de minerais (Alaluusua1, 2010). Os primeiros molares permanentes começam a se desenvolver durante o quarto mês de gestação. As quatro cúspides se unem próximo dos seis meses de vida, e durante o primeiro ano é completada a deposição de matriz de esmalte no terço oclusal da coroa, e assim, a maturação é iniciada (Suga81, 1989; Alaluusua1, 2010). O período mais crítico para defeitos no esmalte de primeiros molares e incisivos permanentes é o primeiro ano de vida, que coincide com o inicio da maturação do esmalte (Alaluusua1, 2010). Entretanto, como a maturação do esmalte dos primeiros molares permanentes se estende por anos, a hipomineralização pode se desenvolver até os 3 anos de idade. Alguns achados sugerem que a presença de defeitos de desenvolvimento de esmalte é maior em áreas onde o esmalte é espesso (Needleman et al.57, 1991; Jälevik et al.43, 2001), sugerindo que essas áreas demandam maior atividade metabólica dos ameloblastos produzindo esmalte rápido, se tornando ao mesmo tempo, vulneráveis a qualquer insulto. Segundo Needleman et al.57 (1991), um distúrbio metabólico severo pode afetar todos os dentes e superfícies, enquanto que se moderado pode afetar a atividade dos ameloblastos mais ativos ou acelerar a maturação do esmalte. Alguns ameloblastos podem se recuperar frente ao insulto, mas acabam atuando de maneira deficiente. Geneticamente, um insulto isolado geralmente não é suficiente para o 40 desenvolvimento de um determinado fenótipo, entretanto dois ou mais insultos podem levar a uma mutação em um alelo funcional anterior e, consequentemente, a um fenótipo bem conhecido (Dimaras et al.20, 2012). O fato é que apenas dados limitados estão disponíveis para descrever a magnitude do fenômeno (HMI), caracterizando a necessidade crescente de evidências para identificação dos diferentes fatores que sensibilizam os ameloblastos desde o período pré-natal até os três primeiros anos de vida da criança (Alaluusua et al.2, 1996; Weerheijm et al.90, 2001; Beentjes et al.6, 2002; Preusser et al.63, 2007; Whatling, Fearne92, 2008; Laisi et al.47, 2009). Os fatores associados com a HMI incluem condições sistêmicas e ambientais. Crianças com problemas respiratórios, complicações pré- natais, baixo peso ao nascimento, desordens metabólicas de cálcio e fosfato e doenças de infância acompanhadas de febre alta (Alaluusua1, 2010) nos três primeiros anos de vida têm risco aumentado de apresentar a condição. Certos poluentes ambientais, como a dioxina e o furano, também podem aumentar o risco de se desenvolver a HMI via leite materno, o uso de mordedores, chupetas e mamadeiras de plástico também são fatores associados. A ingestão de antibióticos também foi apontada como possível fator etiológico, entretanto, não é fácil definir se a alteração foi causada pela doença ou pelo tratamento, havendo diversas controversas na literatura (Jälevik et al.43, 2001; Tapias-Ledesma et al.83, 41 2003; Hong et al.35, 2005; Whatling, Fearne92, 2008; Crombie et al.14, 2009; Laisi et al.47, 2009; Phipps62, 2012). A combinação de antibióticos com fluoreto de sódio ainda pode potencializar o efeito nocivo na formação do esmalte (Sahlberg et al.67, 2013). Há algumas evidências para vincular a desnutrição infantil a um aumento da prevalência de defeitos do esmalte, mas ainda é necessária investigação para confirmar qualquer relação direta. Mais recentemente, fatores como estresse psicológico materno, exposição freqüente a exames de ultra-som durante o último trimestre de gestação foram reportados (Ghanim et al.29, 2013). Em um estudo recente do Brasil (Souza et al.77, 2012), os autores observaram uma associação mais frequente de HMI com distúrbios durante a gravidez e/ou infância (3 anos de vida), em crianças de áreas rurais comparado as de áreas urbanas. Em contrapartida, outro estudo observou que residir próximo de áreas industriais aumenta o risco de se apresentar defeitos de esmalte, especiamente os difusos (Arrow3, 2009). Os resultados muito contraditórios em relação aos fatores ambientais, assim chamados, não oferecem segurança absoluta quanto à etiologia. Nenhuma das patologias associadas até então, é nova ou ainda desconhecida. Por exemplo, quase todas as crianças passam pela experiência de patologias sistêmicas, acompanhadas de um ou mais episódios de febre, infecções do trato respiratório, otite média, asma, ou distúrbio metabólico. Além disso, muitas são tratadas com antibióticos. Muito provavelmente, são amamentadas, no mínimo, até seis meses de 42 vida. Parece provável que a susceptibilidade genética possa desempenhar um papel importante na etiologia desta HMI (Alaluusua1, 2010; Jeremias et al.37, 2013). Neste contexto, como explicar dentes (molares e incisivos permanentes) que se desenvolvem tão próximos, cronologicamente e ao mesmo tempo são afetados de maneira tão distinta. Do ponto de vista puramente biológico, estão mais relacionados a regulação temporoespacial (alteração genes envolvidos na amelogênese) do que a qualquer outra associação etiológica. Sem considerar possível modulação epigenética (controle sobre a genética), continua inexplicável como uma causa sistêmica isolada possa atuar de maneira tão seletiva (Frazier-Bowers et al.27, 2010). Na prática clínica, é muito comum observar familiares que apresentam a HMI e correlação desta com experiência de cárie dentária. Whatling, Fearne92 (2008) relataram que históricos de defeitos de esmalte na família estiveram mais relacionados a crianças com HMI. Contudo, ainda não existem dados conclusivos quanto à etiologia da HMI (Alaluusua1, 2010). Ao mesmo tempo, a literatura ainda não apresenta resposta a uma das grandes questões relacionadas a esta condição: seria a HMI uma doença autossômica recessiva ou uma forma desconhecida de amelogênese imperfeita? Considerando que todo o processo de amelogênese está sob controle genético (Simmer, Hu73, 2001), entende- se que a identificação de genes envolvidos em doenças humanas tem importante papel na compreensão da fisiopatologia da doença, além de 43 propiciar novos conhecimentos sobre mecanismos biológicos normais. A susceptibilidade a cárie dentária também está relacionada à variação genética, segundo evidências que buscam fornecer novas estratégias para resolução desta doença (Slayton et al.75, 2005; Deeley et al.18, 2008; Patir et al.61, 2008; Vieira et al.85, 2008; Vieira et al.84, 2011). Apesar de algumas publicações discutirem uma possível predisposição genética para HMI (Jälevik, Norén42, 2000; Lygidakis et al.51, 2008; Whatling, Fearne92, 2008; Alaluusua1, 2010; Elfrink et al.23, 2012; Jeremias et al.37, 2013), até o momento não há relato na literatura de estudos desta associação. Nas pesquisas que tratam de etiologia, não há registro de nenhuma distinção entre gêmeos monos ou dizigóticos, os pais não costumam ser examinados para detectar quaisquer sinais de hipomineralização em seus dentes, e o comprometimento dos dentes afetados usualmente não é pontuado. Desta maneira, nenhuma relação familiar pode ser afirmada. Em 2010, um documento de orientação sobre HMI foi publicado (Lygidakis et al.52, 2010), sendo fortemente recomendada a investigação de gêmeos de maneira detalhada. No estudo de Jälevik, Norén42 (2000) há relatos de irmãos com molares afetados e mancha branca nos incisivos permanentes, mas nenhum registro foi realizado emoutro membro da família. Outro estudo apenas questionou as mães sobre seus dentes, mas não verificou se apresentava dentes afetados (Lygidakis et al.50, 2008). Enquanto nenhum registro dentário de vários membros da família da criança afetada é 44 tomado, a fim de se caracterizar a linhagem, a hipótese de que alguns genes possam estar envolvidos na HMI permanece apenas especulativa. O principal problema quando se examina pais das crianças afetadas pela HMI é avaliar se os dentes índice (molares e incisivos permanentes) apresentam sinais do defeito. O fato é que pertencem a uma geração que apresenta muitas restaurações, embora, não se compare a geração antecessora. Qualquer diagnóstico retrospectivo com relação a sinais de HMI nos pais pode ser sobreposto por suas restaurações e, na maioria das vezes não podem ser claramente distinguidos se estes são devido à cárie ou ao defeito de esmalte. Quando não há clinicamente nenhuma opacidade associada ao dente restaurado, o que se pode presumir é que qualquer restauração com formas atípicas pode estar associada a hipomineralização. Desta maneira, apenas o dente anterior (incisivo permanente) permanece como um preditor mais confiável, quando o clínico se depara com uma situação duvidosa. Entretanto, é válido enfatizar que apenas em alguns casos, os incisivos também são afetados. Desta maneira, são necessários estudos epidemiológicos prospectivos em longo prazo que utilizem protocolos clínicos claramente definidos, além de índices, que incluam de maneira abrangente, a coleta de informações ambientais e genéticas (Crombie et al.14, 2009). Neste contexto, o teste de genes candidatos é uma estratégia bastante eficiente e rápida para avaliação da relação genótipo-fenótipo. 45 Um método bastante usado para testar genes candidatos é o estudo de associação, visando determinar se uma variação em um gene está associada a doença. Para se avaliar genes candidatos, os Polimorfismos de Nucleotídeos Únicos (SNP, do inglês Single NucleotidePolimorphisms) são bastante úteis. SNPs são variações na seqüência de DNA freqüentes entre indivíduos e por isso mesmo, com grande potencial de uso como marcador genético para a localização de genes causadores de doenças (Goldstein, Cavalleri33, 2005). É preciso investigar se existe susceptibilidade genética na HMI. Neste contexto, o presente estudo procurou avaliar o processo de maturação de esmalte dentário, por meio da investigação genética de alguns genes envolvidos nessa fase complexa da amelogênese. Além disso, avaliou a associação genotípica de alguns genes responsáveis pela formação do esmalte com a cárie dentária. Acredita-se que esclarecimentos com relação a biologia molecular sejam fundamentais para o melhor entendimento dessa condição que tanto tem desafiado os clínicos de todo o mundo. 46 4 CASUÍSTICA E MÉTODOS 47 4 CASUÍSTICA E MÉTODOS Amostragem A amostra deste estudo foi composta por 71 indivíduos diagnosticados com a HMI (caso) e 89 indivíduos não afetados (controle), segundo os critérios da Academia Européia de Odontopediatria (Weerheijm et al.89, 2003) (Anexo 1). A amostra foi composta por crianças e adultos. O estudo teve início após assinatura do Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (Apêndices 1A e 1B), mediante aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Odontologia de Araraquara-UNESP (protocolo #45/10) (Anexo 2). Foram excluídos indivíduos que apresentavam qualquer outro tipo de defeito de esmalte associado, além de evidência de síndromes e uso de aparelho ortodôntico fixo. No cálculo amostral, realizado para avaliar o poder estatístico do estudo, foram considerados: 1. Parâmetros da população a ser investigada; 2. estrutura familiar e 3. parâmetros relacionados ao poder estatístico. A fim de se avaliar o poder (1 - β) de detectar associação genética com a presente amostra, foi utilizado o programa TDT POWER CALCULATOR (Chen e Deng12, 2001), utilizando um grau de significância αcorrigido = 0,002 ajustado para múltiplos testes, por meio de correção de Bonferroni (Drăghici21, 2003) e uma prevalência da doença de 12,3% na população (Jeremias et al.37, 2013). Foi constatado que a utilização do 48 número amostral previsto produziria resultados com poder estatístico para detectar associação entre os genes investigados e a doença (1 - β>80%). Exame clínico A calibração dos examinadores (2) foi realizada de acordo com a metodologia do levantamento de Saúde Bucal-Brasil, realizado pelo Ministério da Saúde Bucal (Brasil10, 2001). Em primeiro lugar, o calibrador apresentou aos examinadores os critérios para a detecção de HMI, mostrando imagens de várias situações para serem observadas no exame clínico, discutindo cada uma destas situações. Esta sessão durou entre uma a duas horas. Em seguida, o calibrador e examinadores examinaram 10 a 20 sujeitos e discutiram cada caso. A concordância inter e intra-examinador foi avaliada em um segundo exame clínico em 10% da amostra, após duas semanas, com um kappa de 1,0. Odiagnóstico da HMI foi realizado segundo os critérios da EAPD (Associação Européia de Odontopediatria) (Weerheijm et al.89, 2003) (Anexo 1) (Figuras 1-3). Foram consideradas apenas opacidades demarcadas maiores que 2.0 mm de diâmetro (FDI25, 1992). Os casos foram definidos como sujeitos com o fenótipo de HMI, enquanto que os controles foram definidos como os indivíduos sem evidência da HMI (incluindo nenhuma evidência de fluorose). 49 FONTE: (Jeremias et al., 2013). Figura 1 - Opacidades demarcadas em incisivos permanentes (A) e primeiros molares permanentes (B). Figura 2 - Perda estrutural associada a opacidades demarcadas em incisivos permanentes (A) e primeiros molares permanentes (B). Figura 3 - Restaurações atípicas em incisivos permanentes (A) e primeiros molares permanentes (B). 50 Os exames clínicos foram realizados com a utilização de luz artificial e espelho bucal. Além disso, dados de experiência de cárie (CPOD) foram registrados seguindo os critérios estabelecidos pela Organização Mundial da Saúde. Em resumo, as lesões visíveis na dentina, bem como lesões ativas visíveis no esmalte (manchas brancas) e restaurações insatisfatórias com tecido cariado foram pontuadas como cariado. Uma sonda exploradora foi usada cuidadosamente para avaliar a lisura das superfícies dos dentes. Gaze foi usada para secar e limpar os dentes previamente ao exame. Lesões de manchas brancas foram distinguidas de defeitos de desenvolvimento do esmalte simplesmente por razões clínicas baseadas na associação das lesões com áreas de placa madura e localização sobre o dente (supra-gengival, associada a ligeira inflamação na gengiva ou até a tecido gengival saudável), além do aspecto da lesão semelhante a giz branco, quando seca (Seow70, 1997). Nenhuma radiografia foi avaliada. As características demográficas (idade e gênero) dos indivíduos incluídos neste estudo são apresentadas na Tabela 1. 51 Coleta de material biológico e extração de DNA Após assinado o termo de consentimento livre e esclarecido, (Apêndice 1A e 1B) foi solicitado a cada indivíduo que realizasse dois bochechos com solução de glicose a 3%, autoclavada, por 2 min, com intervalo de 5 minutos cada. Familiares de crianças afetadas também foram convidados a participar do estudo. Tal procedimento foi realizado na Clínica de Pós-Graduação em Odontopediatria da FOAr-UNESP (Figura 4). Os tubos contendo o bochecho foram mantidos resfriados (em caixa de isopor com gelo) do local da coleta até a chegada ao Laboratório de Genética Molecular da Instituição. Cada tubo foi centrifugado a 2000rpm por 10 min para separar o pellet de células que se despregam da mucosa oral do sobrenadante (saliva+glicose 3%)(Scarel et al.69, 2000) Tabela 1 - Características demográficas da população estudada (adultos e crianças), representadas pela média da idade e gênero. (n=160) HMI (caso) n=71 sem HMI (controle) n=89 p Média da idade em anos 13 38 0.00001 Gênero Masculino Feminino 37 34 38 51 0.24 52 (Figura 5). A este pellet de células foi adicionado uma solução Tampão (TrisHCl 10mM, EDTA 0,1 M, SDS 0,5% - pH 8.0), sendo armazenado em freezer (–80°C) até a finalização das coletas de todos os indivíduos. Figura 4 - Coleta de fluxo salivar, após bochecho com solução glicosilada a 3%, por 2 minutos. Figura 5 - Concentração do pellet de células na parte inferior do tubo, após centrifugação, e previamente a adição de solução tampão. 53 A etapa seguinte foi a de extração do DNA com o kit Purelink Genomic DNA (K182002) (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, EUA) (Figura 6) a partir do pellet de células, seguindo as recomendações do fabricante. Inicialmente procedeu-se a lise das células com 2 μl de proteinase K e 520 μl de solução tampão (Purelink Genomic Lysis/Binding Buffer) (após descongelamento da amostra), seguida pela agitação dos microtubos no vórtex e banho-maria a 55ºC. Após esta etapa era realizada uma centrifugação rápida para coletar possível amostra contida na tampa do microtubo. O próximo passo consistia na divisão do conteúdo lisado em 2 microtubos e adição de 260 μl de etanol puro 96- 100% a cada um deles. O DNA então se precipitava (Figura 7), o conteúdo era agitado no vórtex (10 segundos) até se obter uma solução homogênea. E a partir de então, o conteúdo era filtrado em alíquotas de 390 μl de solução (em um tubo que contém filtro afinidade por DNA) após centrifugado a 10.000 g (*rcf) por 1 minuto a 25°C. Terminada a filtragem, o DNA era purificado com 500 μl de solução tampão (Wash Buffer 1), centrifugado a temperatura ambiente a 10.000 g (*rcf) por 1 minuto, sendo descartado o volume filtrado e adicionado 500 μl da solução tampão Wash Buffer 2, sendo o microtubo agora centrifugado a 20.817 g (*rcf), por 3 minutos, a 25ºC. O volume filtrado era novamente descartado. A etapa seguinte foi a eluição do DNA dos tubos de filtragem com adição de 54 50 μl de solução tampão (Elution Buffer) e posterior centrifugação a 20.817 g (*rcf) por 1 minuto, a temperatura ambiente. O microtubo com DNA purificado era então mantido em microtubo de 1,5 ml. Após todo este processo, o DNA genômico foi avaliado com relação a concentração (ng/μl) e pureza (260/280nm; 260/230nm) no aparelho NanoVue™ Plus Spectrophotometer (GE Healthcare Life Sciences, EUA) (Figura 8). Figura 6 - Kit de Extração/ Purificação de DNA utilizado neste estudo. 55 Figura 7 - Aspecto de “nuvem” do DNA extraído, previamente a etapas finais de purificação. Figura 8 - Posicionamento da alíquota de DNA (2 μl) no espectrofotômetro para avaliar a qualidade do ácido nucléico (A); leitura do DNA mostrada no visor (B). A B 56 Após leitura no referido dispositivo, o microtubo contendo DNA genômico purificado foi armazenado a -80°C até o momento da genotipagem. Seleção e Genotipagem dos SNPs Para a seleção dos SNPs foi consultada a página do International HapMap Project (www.hapmap.org), que consiste em um consórcio de vários países para o desenvolvimento de um mapa com os padrões de variações na seqüência de DNA. Nesse banco de dados estão disponíveis informações sobre os SNPs nos genes de interesse, sendo 11 os SNPs que foram selecionados como marcadores investigados neste estudo (Tabela 2). Eles foram selecionados utilizando o software SNPbrowserTM, versão 4.0, que ilustra um painel de cromossomos humanos representando a localização de mais de 150.000 SNPs validados nos blocos haplotípicos e respectivos SNP tags para cada população avaliada no Projeto HapMap (The International HapMap Consortium). Foram priorizados SNPs baseados nos modelos de desequilíbrio de ligação (De La Vega et al.17, 2005). 57 Tabela 2 - Marcadores dos genes candidatos estudados. Os polimorfismos foram investigados por meio de reações de PCR (Polimerase Chain Reaction) em Tempo Real (Figura 9), utilizando o sistema de genotipagem TaqMan® (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, EUA)(Ranade et al.64, 2001), que emprega uma sonda específica para cada alelo, marcada com fluoróforos diferentes. Desta forma, um indivíduo homozigoto para um alelo tem a emissão de somente um comprimento de onda (referente à sonda que se anelou no gene alvo), enquanto para um indivíduo heterozigoto há a emissão de ambos os fluoróforos das duas sondas empregadas para detecção do polimorfismo. Gene Locus SNP Ameloblastina (AMBN) 4q21 rs496502 rs4694075 Amelogenina (AMELX) Xp22.31–p22.1 rs17878486 rs946252 Enamelina (ENAM) 4q13.3 rs3796704 rs12640848 Tuftelina (TUFT1) 1q21 rs3790506 rs2337360 rs4970957 Interação proteína 11 com Tuftelina (TFIP11) 22q12.1 rs134136 rs5997096 58 Para todos os testes TaqMan, a amplificação do DNA foi realizada em volume de 3,0μl contendo 1.0 μl de 2,0 ng/μl de DNA e 2,0 μl de primers e Master Mix TaqMan. As amplificações foram realizadas no equipamento de PCR GeneAmp® System 9700 (Perkin Elmer Applied Biosystems, Foster City, Califórnia, EUA), sendo os sinais fluorescentes detectados no sistema HT 7900 (Applied Biosystems, Foster City,Califórnia, EUA). Presença do DNA genômico de Streptococcus mutans Para gerar dados sobre colonização de Streptoccocus mutans nos indivíduos que apresentaram cárie, foi extraído amostras de DNA da saliva humana para verificar cópias de DNA genômico de bactérias. PCR em tempo real foi realizado por meio da utilização do ABI PRISM 7900HT Fast Real-Time PCR System (Applied Biosystems, Foster City, Califórnia, EUA). Cada tubo de reação continha 10 μl de mistura de reação, incluindo tampão X SYBR Green, 0,025 U/μl de polimerase de DNA AmpliTaqGold, 0,01 U/μl de AmpErase UNG (uracil N-glicosilase), 1,2 mM de cada uma das dNTPs, 3 mMMgCl2 (SYBR Green PCRCore Reagents, Applied Biosystems, Foster City, Califórnia, EUA), 2 μl de DNA humano extraído de amostras de saliva e 0,8 mM de cada primer específico para S. mutans (5'AGCCATGCGCAATCAACAGGTT3' e 5'CGCAACGCGAACATCTTGATCAG3'). A especificidade destes primers já havia sido testada anteriormente (Yano et al.95, 2002) e o DNA genômico do S. mutans (Streptococcus mutans 59 ATCC®25175) foi incluído em todas as reações como controle positivo e curvas padrão de DNA foram geradas. As condições cíclicas foram de 2 minutos a 50° C para uracil N-glicosilase (este tratamento previne contaminação cruzada por digestão de fragmentos contendo uracila gerados antes do ensaio de PCR), 10 minutos a 95°C para a ativação de AmpliTaqGold, 40 ciclos de 15 segundos a 95°C para desnaturação e 1 minuto a 68°C para o aquecimento e extensão. Valores do ciclo limiar (Ct) acima de zero foram considerados positivos para a infecção por S. mutans com base no sucesso da amplificação da sequência alvo. Esses valores foram correlacionados com os escores de CPOD, considerando alfa de 0,05 como estatisticamente significante. Figura 9 - Aparelho de PCR em tempo real, utilizado na genotipagem. 60 Análise Estatística Os testes qui-quadrado e t de Student foram aplicados para comparar frequências de gênero e idade e para testar os desvios nas distribuições alélicas e genotípicas entre os grupos. Desvios de Hardy- Weinberg também foram examinados usando o teste qui-quadrado (em ambos os grupos). Comparações das frequências de alelo e genótipo entre os casos e controles foram realizadas levando-se em consideração a detecção da HMI, assim como a sua severidade (leve e grave). Nos casos leves há opacidades demarcadas de esmalte sem quebra do esmalte. Em casos graves, existem opacidades de esmalte demarcadas com perdas estruturais, cárie, hipersensibilidade espontânea e forte preocupação estética (Lygidakis et al.52, 2010). O risco associado com alelos ou genótipos individuais foi calculado como a razão de chances (OR) com intervalo de confiança de 95% (IC). O nível de probabilidade de p<0.05 foi considerado como indicativo de significância estatística para a análise do marcador e para a análise de cada um dos marcadores com base na severidade da HMI. Finalmente, foi realizada regressão logística para testar a associação entre variação genética e experiência de cárie, ajustando a análise por colonização de Streptococcus mutans e HMI. O ajuste da análise do grau de HMI é importante uma vez que dados anteriores sugerem que a HMI está associada com maior experiência de cárie nesta população (Jeremias et al.37, 2013) 61 5 RESULTADO 62 5 RESULTADO Todos os genótipos estavam em equilíbrio de Hardy-Weinberg. As Tabelas 3 e 4 resumem os resultados das comparações de frequência de alelo e de genótipo entre os grupos (caso e controle). Considerando-se a comparação entre o número total de casos (HMI) e controles (não MIH), foram encontrados resultados limítrofes para rs3796704 ENAM (p = 0.02 para a frequência alélica, e p = 0.06 para a frequência genotípica). Assim, sugere-se que os indivíduos portadores do alelo A estejam protegidos contra o desenvolvimento da HMI (OR = 0.42, 95% lC = 0.20-0.47) (Tabela 3). Ao se considerara severidade da condição na análise (Tabela 4), observou-se diferença estatisticamente significativa na frequência do alelo para o marcador rs4694075 AMBN (p = 0.003; OR = 0.46, 95% IC = 0.26-0.80), com o alelo T, sugerindo um papel protetor. O marcador rs3796704 ENAM também esteve associado com a severidade da condição (OR = 0.28, 95% IC = 0.06-1.0); uma vez que o alelo G foi mais frequente no subgrupo severo (p = 0.03) em comparação com o subgrupo controle. Houve uma diferença significativa na distribuição dos genótipos referente ao polimorfismo rs5997096 do gene TFIP11 entre os casos severos de HMI (p = 0.01). Por outro lado, os genótipos do marcador rs134136 também do gene TFIP11 foram significantes nos casos com diagnóstico leve (p = 0.02). 63 Tabela 3 - Comparações das frequências de alelos e genótipos entre os grupos caso e controle. Marcadores Alelos (%) p OR (95% I.C.) Genótipos (%) p TUFT1 rs2337360 A G AA AG GG HMI 52(36.6) 90(63.4) 0.11 1.48 (0.89-2.47) 9(12.7) 34(47.9) 28(39.4) 0.23 Sem HMI 46(28.5) 118(71.5) 5(6.1) 36(43.9) 41(50.0) rs4970957 A G AA AG GG HMI 108(76.1) 34(23.9) 0.87 0.95 (0.60-1.80) 44(62.0) 20(28.2) 7(9.9) 0.50 Sem HMI 134(75.3) 44(24.7) 51(57.3) 32(36.0) 6(6.7) rs3790506 A G AA AG GG HMI 41(28.8) 101(71.2) 0.86 0.95 (0.57-1.60) 5(7.0) 31(43.7) 35(49.3) 0.54 Sem HMI 53(29.7) 125(70.3) 10(11.2) 33(37.1) 46(51.7) AMBN rs4694075 C T CC CT TT HMI 71(42.2) 73(57.8) 0.06 0.65 (0.60-1.51) 16(22.5) 39(54.9) 17(22.5) 0.78 Sem HMI 90(52.8) 88(47.2) 23(25.8) 44(49.4) 22(24.7) rs496502 T G GG GT TT HMI 31(23.1) 99(76.9) 0.65 1.13 (0.65-2.09) 38(58.5) 23(35.4) 4(6.2) 0.80 Sem HMI 37(21.0) 139(79.0) 56(63.6) 27(30.7) 5(5.7) ENAM rs12640848 A G AA AG GG HMI 60(42.3) 82(57.7) 0.92 1.02 (0.41-1.04) 9(12.7) 42(59.2) 20(28.2) 0.05 Sem HMI 93(50.6) 83(49.4) 25(28.4) 43(48.9) 20(22.7) rs3796704 A G AA AG GG HMI 11(8.0) 121(92.0) 0.02 0.42 (0.20-0.47) 0(0) 11(16.7) 55(83.3) 0.06 Sem HMI 29(17.0) 141(83.0) 5(5.9) 19(22.4) 61(71.8) TFIP11 rs5997096 C T CC CT TT HMI 54(40.3) 80(59.7) 0.60 0.88 (0.55-1.43) 9(13.4) 36(53.7) 22(32.8) 0.34 Sem HMI 77(43.2) 101(56.8) 19(21.3) 39(43.8) 31(34.8) rs134136 T C CC CT TT HMI 60(42.2) 82(57.8) 0.14 1.40 (0.87-2.27) 26(36.6) 30(42.3) 15(21.1) 0.38 Sem HMI 61(34.2) 117(65.8) 42(47.2) 33(37.1) 14(15.7) AMELX rs946252 T C CC CT TT HMI 23(12.6) 117(87.4) 0.46 1.38 (0.71-2.74) 52(74.3) 13(18.6) 5(7.1) 0.60 Sem HMI 22(9.4) 156(90.6) 72(80.9) 12(13.5) 5(5.6) rs17878486 C T CC CT TT HMI 29(19.2) 113(80.8) 0.11 1.86 (0.57-1.83) 10(14.1) 9(12.7) 52(73.2) 0.44 Sem HMI 35(11.3) 139(83.7) 9(10.3) 17(19.5) 61(70.1) Nota: OR (95% I.C.)= Odds ratio (95% intervalo de confiança) 64 Tabela 4 - Comparações das frequências de alelos e genótipos com relação a severidade da HMI na população estudada. Alelos (%) p OR (95% IC) Genótipos (%) p TUFT1 rs2337360 A G AA AG GG Sem HMI 46(28.1) 118(71.9) Referência 5(6.1) 36(43.9) 41(50.0) Referência Leve 30(35.7) 54(64.3) 0.21 1.43(0.78-2.59) 6(14.3) 18(42.9) 18(42.9) 0.30 Severo 22(37.9) 36(62.1) 0.16 1.57(0.8-3.08) 3(10.3) 16(55.2) 10(34.5) 0.33 rs4970957 A G AA AG GG Sem HMI 134(75.3) 44(24.7) Referência 51(57.3) 32(36.0) 6(6.7) Referência Leve 66(78.6) 18(21.4) 0.56 1.2(0.62-2.35) 28(66.7) 10(23.8) 4(9.5) 0.36 Severo 42(72.4) 16(27.6) 0.66 0.86(0.42-1.78) 16(55.2) 10(34.5) 3(10.3) 0.82 rs3790506 A G AA AG GG Sem HMI 53(29.8) 125(70.2) Referência 10(11.2) 33(37.1) 46(51.7) Referência Leve 25(29.8) 59(70.2) 0.99 1.0(0.54-1.83) 2(4.8) 21(50.0) 19(45.2) 0.25 Severo 16(27.6) 42(72.4) 0.75 0.9(0.44-1.82) 3(10.3) 10(34.5) 16(55.2) 0.95 AMBN rs4694075 C T CC CT TT Sem HMI 90(50.6) 88(49.4) Referência 23(25.8) 44(49.4) 22(24.7) Referência Leve 30(31.9) 64(68.1) 0.003 0.46(0.26-0.80) 10(23.8) 20(47.6) 12(28.6) 0.89 Severo 31(53.4) 27(46.6) 0.70 1.12(0.59-2.12) 6(20.7) 19(65.5) 4(13.8) 0.29 rs496502 G T GG GT TT Sem HMI 139(78.9) 37(21.1) Referência 56(63.6) 27(30.7) 5(5.7) Referência Leve 52(68.4) 24(31.6) 0.07 0.58(0.3-1.1) 18(47.4) 16(42.1) 4(10.5) 0.21 Severo 51(87.9) 7(12.1) 0.13 1.94(0.77-5.11) 22(75.9) 7(24.1) 0(0) 0.29 ENAM rs12640848 A G AA AG GG Sem HMI 93(52.8) 83(47.2) Referência 25(28.4) 43(48.9) 20(22.7) Referência Leve 34(40.5) 50(59.5) 0.06 0.61(0.35-1.06) 5(11.9) 24(57.1) 13(31.0) 0.10 Severo 26(44.8) 32(55.2) 0.29 0.73(0.38-1.37) 4(13.8) 18(62.1) 7(24.1) 0.27 rs3796704 A G AA AG GG Sem HMI 29(17.1) 141(82.9) Referência 5(5.9) 19(22.4) 61(71.8) Referência Leve 8(10.0) 72(90.0) 0.14 0.54(0.21-1.32) 0(0) 8(20.0) 32(80.0) 0.26 Severo 3(5.4) 53(94.6) 0.03 0.28(0.06-1.0) 0(0) 3(10.7) 25(89.3) 0.14 TFIP11 rs5997096 C T CC CT TT Sem HMI 77(43.3) 101(56.7) Referência 19(21.3) 39(43.8) 31(34.8) Referência Leve 35(44.9) 43(55.1) 0.81 1.07(0.6-1.89) 9(23.1) 17(43.6) 13(33.3) 0.97 Severo 19(33.9) 37(66.1) 0.21 0.67(0.34-1.32) 0(0) 19(67.9) 9(32.1) 0.01 rs134136 C T CC CT TT Sem HMI 117(65.7) 61(34.3) Referência 42(47.2) 33(37.1) 14(15.7) Referência Leve 50(59.5) 34(40.5) 0.33 0.77(0.43-1.36) 17(40.5) 16(38.1) 9(21.4) 0.02 Severo 32(55.2) 26(44.8) 0.15 0.64(0.34-1.22) 9(31.0) 14(48.3) 6(20.7) 0.31 AMELX rs946252 C T CC CT TT Sem HMI 156(87.6) 22(12.4) Referência 72(80.9) 12(13.5) 5(5.6) Referência Leve 65(79.3) 17(20.7) 0.08 0.54(0.25-1.14) 27(65.9) 11(26.8) 3(7.3) 0.15 Severo 52(89.7) 6(10.3) 0.68 1.22(0.44-3.57) 25(86.2) 2(6.9) 2(6.9) 0.63 rs17878486 C T CC CT TT Sem HMI 35(20.1) 139(79.9) Referência 9(10.3) 17(19.5) 61(70.1) Referência Leve 20(23.8) 64(76.2) 0.50 1.24(0.63-2.42) 7(16.7) 6(14.3) 29(69.0) 0.51 Severo 9(15.5) 49(84.5) 0.44 0.73(0.3-1.72) 3(10.3) 3(10.3) 23(79.3) 0.52 Nota: OR (95% I.C.)= Odds ratio (95% intervalo de confiança) 65 Com relação a experiência de cárie dentária, a média do índice CPOD foi de 5,04 ± 3,12. No entanto, não foi observada qualquer diferença no nível de colonização do Streptococcus mutans, pois também se observou cópias detectáveis de DNA genômico de S. mutans em indivíduos livres de cárie. A Tabela 5 mostra as frequências de alelos e genótipos dos polimorfismos investigados nos pacientes com HMI relacionando com a experiência de cárie (baixa: CPOD ≤ 3; alta: CPOD ≥ 4). Associações sugestivas foram encontradas para três marcadores: rs134136 TFIP11(p=0.01; OR = 1.78, 95% IC = 1.08-2.94 para frequência alélica) e rs17878486 para o gene AMELX (p=0.03, OR = 0.53, 95% IC = 0.29-0.98 para a frequência alélica e p = 0.03 para a frequência genotípica). A Tabela 6 resume os resultados da análise de regressão ajustada (para idade, S. mutans e condição da HMI) e teste de modelos. Nas análises de regressão, observou-se associação dos fatores ajustados com a cárie para o polimorfismo rs5997096 do gene TFIP11 (para o genótipo CT: OR = 0.34; 95% IC = 0.13-0.88) e para o polimorfismo rs17878486 do gene AMELX (para CT: OR = 5.38, 95% IC = 1.38-20.98; para TT: OR = 3.91, 95% IC = 1.21-12.55), independente da condição de HMI ou cópias de DNA genômico de S. mutans (detectados por PCR em tempo real). Ao se considerar os testes de modelos específicos nas análises, também se observou associação do gene ENAM com a cárie dentária. 66 Tabela 5 - Comparações das frequências de alelos e genótipos com relação aexperiência de cárie no grupo com HMI. Alelos (%) p OR (95% IC) Genótipos (%) p TUFT1 rs2337360 A G AA AG GG Baixa 49(31.4) 107(65.6) 0.81 1.06(0.64-1.76) 6(7.7) 37(47.4) 35(44.9) 0.79 Alta 49(32.7) 101(67.3) 8(10.7) 33(44.0) 34(45.3) rs4970957 A G AA AG GG Baixa 124(75.6) 40(24.4) 0.99 1.00(0.58-1.72) 50(61.0) 24(29.3) 8(9.8) 0.56 Alta 118(75.6) 38(24.4) 45(57.7) 28(35.9) 5(6.4) rs3790506 A G AA AG GG Baixa 51(31.1) 113(68.9) 0.49 0.84(0.51-1.4) 8(9.8) 35(42.7) 39(47.6) 0.72 Alta 43(27.6) 113(72.4) 7(9.0) 29(37.2) 42(53.8) AMBN rs4694075 C T CC CT TT Baixa 79(48.2) 85(51.8) 0.43 1.19(0.75-1.89) 16(19.5) 47(57.3) 19(23.2) 0.27 Alta 82(52.6) 74(47.4) 23(29.5) 36(46.2) 19(24.4) rs496502 T G GG GT TT Baixa 121(76.6) 37(23.4) 0.52 1.19(0.67-2.12) 48(60.8) 25(31.6) 6(7.6) 0.62 Alta 121(79.6) 31(20.4) 48(63.2) 25(32.9) 3(3.9) ENAM rs12640848 A G AA AG GG Baixa 83(50.7) 81(49.3) 0.78 1.07(0.66-1.73) 21(25.6) 41(50.0) 20(24.4) 0.40 Alta 70(52.2) 64(47.3) 13(16.9) 44(57.1) 20(26.0) rs3796704 A G AA AG GG Baixa 21(13.6) 133(86.4) 0.76 0.9(0.44-1.85) 1(1.3) 19(24.7) 57(74.0) 0.13 Alta 19(12.5) 133(87.5) 4(5.3) 11(14.5) 61(80.3) TFIP11 rs5997096 C T CC CT TT Baixa 61(38.1) 99(61.9) 0.16 1.39(0.86-2.23) 9(11.3) 43(53.8) 28(35.0) 0.07 Alta 70(46.1) 82(53.9) 19(25.0) 32(42.1) 25(32.9) rs134136 T C CC CT TT Baixa 68(50.7) 66(49.3) 0.01 1.78(1.08-2.94) 30(36.6) 38(46.3) 14(17.1) 0.17 Alta 101(64.8) 55(36.2) 38(48.7) 25(32.1) 15(19.2) AMELX rs946252 T C CC CT TT Baixa 139(85.8) 23(14.2) 0.89 1.00 (0.53-1.89) 63(77.8) 13(16.0) 5(6.2) 0.99 Alta 134(85.9) 22(14.1) 61(78.2) 12(15.4) 5(6.4) rs17878486 C T CC CT TT Baixa 41(25.0) 123(75.0) 0.03 0.53(0.29-0.98) 15(18.3) 11(13.4) 56(68.3) 0.03 Alta 23(15.1) 129(84.9) 4(5.3) 15(19.7) 57(75.0) Nota: OR (95% I.C.)= Odds ratio; 95% intervalo de confiança 67 Tabela 6 - Análise de regressão da associação entre cárie e variação genética ajustada para HMI e presença de Streptococcus mutans e teste de modelos. Gene/Marcador Genótipos Análise Multivariada* Teste/modelo Genótipos P P OR (95% I.C.) AMELX rs946252 CC Referência Referência Genótipo CC/CT/TT 0.72 CT 0.88 0.93 (0.39-2.22) Modelo Dominante CC+CTvsTT 0.51 TT 0.97 1.02 (0.28-3.73) Modelo Recessivo CCvsCT+TT 0.70 rs17878486 CC Referência Referência Genótipo CC/CT/TT 0.04 CT 0.01 5.38(1.38-20.98) Modelo Dominante CC+CTvsTT 0.35 TT 0.02 3.91(1.21-12.55) Modelo Recessivo CCvsCT+TT 0.01 TFIP11 rs5997096 CC Referência Referência Genótipo CC/CT/TT 0.07 CT 0.03 0.34(0.13-0.88) Modelo Dominante CC+CTvsTT 0.78 TT 0.07 0.41(0.41-1.09) Modelo Recessivo CCvsCT+TT 0.02 rs134136 CC Referência Referência Genótipo CC/CT/TT 0.38 CT 0.07 0.52(0.26-1.05) Modelo Dominante CC+CTvsTT 0.37 TT 0.69 0.84(0.35-2.01) Modelo Recessivo CCvsCT+TT 0.17 AMBN rs4694075 CC Referência Referência Genótipo CC/CT/TT 0.78 CT 0.11 0.53(0.25-1.16) Modelo Dominante CC+CTvsTT 0.63 TT 0.42 0.69(0.28-1.70) Modelo Recessivo CCvsCT+TT 0.75 rs496502 GG Referência Referência Genótipo GG/GT/TT 0.80 GT 0.17 0.60(0.29-1.20) Modelo Dominante GG+GTvsTT 0.51 TT 0.85 0.86(0.19-3.88) Modelo Recessivo GGvsGT+TT 0.82 ENAM rs12640848 AA Referência Referência Genótipo AA/AG/GG 0.05 AG 0.19 1.73(0.76-3.96) Modelo Dominante AA+AGvsGG 0.01 GG 0.32 1.6(0.62-4.11) Modelo Recessivo AAvsAG+GG 0.43 rs3796704 AA Referência Referência Genótipo AA/AG/GG 0.01 AG 0.10 1.15(0.01-1.50) Modelo Dominante AA+AGvsGG 0.02 GG 0.25 0.27(0.02-2.58) Modelo Recessivo AAvsAG+GG <0.00001 TUFT1 rs3790506 AA Referência Referência Genótipo AA/AG/GG 0.54 AG 0.87 0.91(0.29-2.84) Modelo Dominante AA+AGvsGG 0.76 GG 0.78 1.17(0.38-3.59) Modelo Recessivo AAvsAG+GG 0.36 rs233736 AA Referência Referência Genótipo AA/AG/GG 0.23 AG 0.49 0.66(0.2-2.12) Modelo Dominante AA+AGvsGG 0.19 GG 0.57 0.71(0.22-2.32) Modelo Recessivo AAvsAG+GG 0.15 rs4970957 AA Referência Referência Genótipo AA/AG/GG 0.50 AG 0.45 1.02(0.53-1.95) Modelo Dominante AA+AGvsGG 0.54 GG 0.50 0.27(0.66-2.57) Modelo Recessivo AAvsAG+GG 0.47 68 6 DISCUSSÃO 69 6 DISCUSSÃO Este é o primeiro estudo a avaliar a possível associação entre HMI e variações em genes relacionados à formação do esmalte. Um importante ponto de discussão é que ainda existe debate no contexto da HMI ser verdadeiramente reconhecível como uma condição distinta. Defeitos de esmalte restritos a incisivos e molares podem ser considerados puramente ambientais em sua origem (isto é, infecção) ou confundidos com casos de amelogênese imperfeita, particularmente no caso de crianças jovens em que os únicos dentes permanentes irrompidos são os incisivos e molares. Mutações em AMELX e ENAM, dois genes marcadores que foram incluídos neste estudo, podem originar a amelogênese imperfeita. A maioria dos casos de amelogênese imperfeita decorre de mutações em ENAM, que pode ser herdada como autossômica dominante ou recessiva. Cerca de 5% dos casos são formas recessivas ligadas ao cromossomo X, associadas a mutações em AMELX (Stephanopoulos et al.79, 2005). Enquanto a inativação desses genes acarreta a amelogênese imperfeita, as suas variantes hipomórficas (isto é, SNPs comuns na população) podem desempenhar um papel na formação do esmaltee levar a formas moderadas de defeitos que afetam apenas partes das dentições e são menos severas. Além disso, a limitação relacionada a idade dos sujeitos pode afetar o diagnóstico de indivíduos mais velhos. Em indivíduos adultos, defeitos de desenvolvimento de 70 esmalte podem ter sido mascarados por restaurações e agentes remineralizantes. Desta maneira, a precisão do diagnóstico da presença/ausência de defeitos de esmalte pode ser questionada. A consequência desse viés é incluir controles com defeitos de esmalte não detectados, o que implicaria em ausência de associações verdadeiras. Se, por um lado, tal fato é uma preocupação, por outro lado, pode sugerir que as associações encontradas neste estudo são, de fato, decorrentes de relações biológicas verdadeiras, uma vez que as diferenças entre os casos e controles foram suficientemente significativas para superar a chance de alguns controles terem sido erroneamente classificados como tal. A aparência morfológica do ameloblastos difere em cada fase sucessiva do desenvolvimento do esmalte (pré-secretóra, secretora, de transição e maturação), com alterações correspondentes na expressão de vários genes (Nanci et al.55, 1998; Hu et al.36, 2001; Paine et al.59, 2001; Stephanopoulos et al.79, 2005). Durante a progressão dos estágios iniciais até o estágio mais tardio da maturação do esmalte, um processo dinâmico ocorre no tecido em desenvolvimento, envolvendo alterações celulares, bioquímicas, genéticas e epigenéticas. São observadas altas taxas de aquisição mineral, associado a flutuações no pH extracelular, além de reabsorção de proteínas do esmalte extracelulares.Durante a fase de maturação, os ameloblastos deixam de ser alongados, finos, e com organização altamente polarizada (característica da fase de 71 secreção), para assumirem uma morfologia colunar baixa e larga. Estes resultados indicam que os ameloblastos são submetidos a alterações moleculares durante a fase de maturação da amelogênese (Bartlett et al.5, 2006). A literatura especula que o defeito observado no esmalte da HMI ocorra devido a sensibilização dos ameloblastos durante a fase de maturação do esmalte dentário (Weerheijm87, 2003). O presente estudo sugere possibilidade de associação entre o esmalte hipomineralizado e variação genética nos genes da formação do esmalte. Foi possível notar que algumas variações indicaram uma tendência de associação com a susceptibilidade à HMI, enquanto outras mostraram uma tendência na direção oposta, o que sugere um efeito protetor contra o seu desenvolvimento. Curiosamente, nenhuma associação relacionada ao desenvolvimento da HMI foi encontrada no que diz respeito ao AMELX, um gene essencial que segrega a proteína principal do esmalte, a amelogenina, durante a fase de secreção da amelogênese. Isto pode sugerir que o defeito do esmalte na HMI parece não estar diretamente relacionado com a função da amelogenina durante a fase de secreção. Os genes Amelx, Enam, e Ambn apresentam níveis reduzidos de expressão no estágio de maturação da amelogênese, segundo relatado em estudo com modelo animal (Bartlett et al.5, 2006). No entanto, essas mudanças são mais sutis para Ambn. Este achado está de acordo com relatos de que Ambn é expresso durante a fase de 72 maturação (Winter, Brook94, 1975). Apesar de nenhuma alteração morfológica grave ter sido descrita entre o início e o final da maturação do órgão do esmalte, uma série de alterações ultraestruturais (padrão de vacuolização e conteúdo lisossômico) ocorrem. Além disso, atividades fisiológicas, tais como as que podem decorrer de variações de pH e as diferenças nas taxas de aquisição mineral entre estas duas fases (Smith76, 1998; Lacruz et al.46, 2011), estão provavelmente relacionadas com alterações na regulação gênica (Smith76, 1998). Foi possível observar, nesta investigação, uma tendência de associação de variação em ENAM (Tabelas 3 e 4) e AMBN (Tabela 4) com HMI, o que pode sugerir que a variação na regulação deste gene é um mecanismo que conduz ao defeito. A tuftelina desempenha um papel importante durante o desenvolvimento e mineralização do esmalte, mas sua função exata ainda é incerta. É também expressa em vários tecidos moles não mineralizados, sugerindo que tenha uma função universal e/ou um papel multifuncional (Salama et al.68, 1990). A proteína 11 que interage com a tuftelina (TFIP11) foi a primeira identificada em uma varredura específica, como sendo uma proteína capaz de tal interação. A expressão ubíqua de TFIP11 sugere que possa ter outras funções em tecidos não dentários (Deutsch et al.19, 2002). Foram observadas evidências de uma possível associação entre variação genética da TFIP11 e HMI (Tabela 4), 73 sugerindo que este gene esteja potencialmente envolvido na sua predisposição. Neste estudo também foi avaliada a associação de marcadores genéticos de genes da formação do esmalte com cárie dentária e presença de HMI. Uma vez que não havia radiografias para revisão, há a possibilidade de que algumas lesões de cárie não tenham sido devidamente detectadas clinicamente. No entanto, esta é uma limitação para a amostra inteira e não há motivos para acreditar que casos e controles tenham sido diferentemente afetados. Casos de HMI tiveram a experiência de cárie dentária sugestivamente associada a variações em AMELX, ENAM, e TFIP11 (Tabelas 5 e 6). A associação entre AMELX, ENAM e cárie também tem sido relatada em esmalte livre de hipomineralização (Deeley et al.18, 2008; Patir et al.61, 2008; Shimizu et al.72, 2012). É fato que as alterações genéticas conduzem a uma função anormal da proteína e reduzem a quantidade de proteína que gera certo grau de desorganização dos prismas de esmalte, aumentando a susceptibilidade individual a cárie (Shimizu et al.72, 2012). A associação com TFIP11 é intrigante, uma vez que as tentativas anteriores para detectar esta associação falharam (Slayton et al.75, 2005; Deeley et al.18, 2008; Patir et al.61, 2008). ATFIP11 já foi associada a estágios iniciais da desmineralização do esmalte e remineralização mediada por fluoreto (Shimizu et al.72, 2012), o que 74 sugere que as análises genéticas de cárie devem considerar a descrição mais pormenorizada do estado da doença. O presente estudo tem algumas limitações óbvias. Casos e controles não eram perfeitamente pareados. Havia um pouco mais mulheres que homens entre os casos (embora esta diferença não fosse estatisticamente significativa). A experiência de cárie (CPOD) tendenciou a aumentar com a idade, no entanto, não se acredita que a diferença de idade entre os casos e controles afetaram os resultados, uma vez que os controles eram mais velhos do que os casos. Algumas características populacionais também podem ter passado despercebidas, considerando que a população de Araraquara/SP é totalmente miscigenada; uma vez que brasileiros são uma das populações mais heterogêneas do mundo, resultantes de cruzamentos interétnicos entre europeus (principalmente portugueses e italianos), africanos (trazidos como escravos) e índios nativos (Wen et al.91, 2005). Em linhas gerais, foi apresentada uma nova visão sobre o desenvolvimento de defeitos de esmalte hipomineralizados. Considerando que o período de maturação do esmalte dentário, comumente afetado na condição estudada (primeiros molares permanentes e incisivos permanentes), corresponda ao último trimestre gestacional até o terceiro ano de vida da criança, é possível que a variação genética possa de alguma forma interagir com fatores ambientais. Mais estudos de associação envolvendo núcleos familiares são necessários para avaliar 75 essa interação potencial, bem como identificar padrões de penetrância da HMI, considerando ainda os fatores epigenéticos (moduladores de gene). 76 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS 77 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS Diversos outros fatores, além dos ambientais devem ser considerados na busca da etiopatogenia da HMI. É fato que o ambiente é capaz de modular o estado epigenético e por sua vez modificar a expressão do gene, sem alterar as sequências de DNA (Godfrey et al.32, 2007; Czyz et al.15, 2012). Entretanto, a questão sem resposta aqui é, será que as mudanças ambientais ao longo das últimas décadas têm sido tão poderosas para produzir um novo fenótipo dentário com uma prevalência relativamente alta. O fator ambiental na HMI parece ser perturbador, mas um dado fenótipo também pode se adaptar a esse tipo de insulto. Uma adaptação assim é denominada plasticidade. As evidências de distúrbios sistêmicos é fato comum, entretanto não se pode desconsiderar este raciocínio por completo, pois é provado que alguns genes podem ser sensíveis a fatores ambientais, uma vez que sua atividade é dependente da sua programação epigenética (Gluckman et al.31, 2008). Os sinais que se acumulam numa célula diferenciada diferem das células pluripotentes, sendo também distintas daquelas de outras linhagens de células diferenciadas. Esta é a primeira explicação porque apenas os ameloblastos ou alguns dos ameloblastos parecem ser afetados. Fearne et al.24 (2004) descreveram que a maioria dos defeitos de desenvolvimento afeta a espessura total do esmalte, mas poucos defeitos se restringem ao esmalte mais internamente. Isto conduz à 78 existência de algumas células em dentes com HMI possuírem o potencial de recuperação após qualquer insulto, eventualmente, apenas na parte interna do esmalte. Estas marcas são dinâmicas: um gene pode ser metilado em um tecido, mas não metilado em outro. Este é o primeiro estudo a apresentar evidências de que variações genéticas (em ENAM, AMBN e TFIP11) podem contribuir para o desenvolvimento da hipomineralização dentária, além de favorecerem a susceptibilidade a cárie na presença da HMI (em AMELX, TFIP11 e ENAM). Entretanto, as associações apresentadas são inerentes a população investigada, particularmente. Extrapolações para outras populações ou etnias só podem ser feitas mediante novas pesquisas. Faz-se necessário analisar possível interação com o ambiente, envolvendo mais genes nos procedimentos de análise, além de maiores populações de estudo. A condição, aqui analisada, tem um grande impacto sobre as crianças afetadas, seus familiares e sociedade, devendo ainda considerar as peculiaridades nas necessidades de tratamento odontológico. É fundamental sensibilizar outras profissões frente a este problema mundial, pois apenas asoma de conhecimentos, de nível básico e clínico, trará respostas para este defeito de esmalte que tanto desafia a prática clínica em Odontologia. 79 8 REFERÊNCIAS 80 8 REFERÊNCIAS* 1. Alaluusua S. Aetiology of molar-incisor hypomineralisation. A systematic review. Eur Arch Paediatr Dent. 2010;11(2):53-8. 2. Alaluusua S, Lukinmaa PL, Koskimies M, Pirinen S, Hölttä P, Kallio M, et al. Developmental dental defects associated with long breast feeding. Eur J Oral Sci. 1996;104(5-6):493-7. 3. Arrow P. Risk factors in the occurrence of enamel defects of the first permanent molars among schoolchildren in western Australia. Community Dent Oral Epidemiol. 2009;37(5):405-15. 4. Balmer RC, Laskey D, Mahoney E, Toumba KJ. Prevalence of enamel defects and mih in non-fluoridated and fluoridated communities. Eur J Paediatr Dent. 2005;6(4):209-12. 5. 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