Dentinogenèse

• Dentinogenèse


  Processus de formation de la dentine

  
• Il est conseillé d'étudier la dentinogenèse avant l'amélogenèse

  
• Différenciation des odontoblastes


  1. Situation des cellules ectomésenchymateuses, indifférenciées

  2. Formation des pré-odontoblastes

  3. Formation des odontoblastes

  4. Formation d'un prolongement au pôle apical

  5. Ramifications du prolongement odontoblastique

  6. Formation de la toile terminale (terminal web)

  7. Formation de la couche odontoblastique

  8. Relations odontoblastes/cellules sous-odontoblastiques
• Odontoblastes


  • Cellules mésenchymateuses, issues des crêtes neurales
  • Synthétisent et sécrètent une matrice organique non minéralisée, la prédentine
• Dentine


  Tissu minéralisé, situé entre l'émail et la pulpe dentaire au niveau de la couronne, et entre le cément et la pulpe dentaire au niveau de la racine

  
• La dentine est composée de 70% de minéral (cristaux d'hydroxyapatite carbonatée), 20% de matière organique (collagène de type I) et 10% d'eau

  
• Le degré de minéralisation de la dentine est comparable à celui de l'os, mais inférieur à celui de l'émail et supérieur à celui du cément

  
• Régulation de la différenciation des odontoblastes


  1. Expérience 1 : Dissociation/réassociation sur des germes dentaires

  2. Expérience 2 : Identification des éléments de l'EDI et de la membrane basale impliqués

  
• Composition et maturation de la matrice dentinaire

  • Les collagènes
  • Les protéines non-collagéniques (SIBLINGs : DSPP, DPP, DSP, DGP)
  • Les protéoglycanes
  • Rôle de Msx2
• Minéralisation de la matrice dentinaire

  1. Processus de minéralisation

  2. Structure d'une vésicule matricielle

  3. Formation et devenir des cristaux d'hydroxyapatite

  
• Différenciation odontoblastique


  1. Dissociation enzymatique du germe de molaire

  2. Séparation des parties épithéliale et mésenchymateuse

  3. Réassociation avec un organe de l'émail

  4. Formation d'une nouvelle membrane basale

  5. Différenciation des cellules mésenchymateuses en odontoblastes
• Fibronectine


  Protéine richement exprimée dans les fibrilles d'ancrage de la membrane basale
• Cellule ectomésenchymateuse entre en contact avec les fibrilles d'ancrage

  Récepteurs à la fibronectine détectent la fibronectine matricielle, déclenchant la polarisation et la différenciation odontoblastique
• La fibronectine, à elle-seule, ne suffit pas à induire la différenciation odontoblastique
• TGF-β1


  Facteur de croissance produit par les cellules de l'EDI et accumulé dans les fibrilles d'ancrage de la membrane basale
• Molécules impliquées dans la différenciation odontoblastique

  • Fibronectine
  • TGF-β1
• Prédentine


  Partie organique (30%) de la matrice dentinaire, sécrétée par les odontoblastes

  
• Dentine


  Partie minérale (70%) de la matrice dentinaire, composée de cristaux d'hydroxyapatite carbonatée

  
• Composants de la partie organique de la dentine

  • Collagène de type I
  • Glycoprotéines non-collagéniques
  • Autres types de collagènes
  • Protéoglycanes
  • Métalloprotéases matricielles
  • Facteurs de croissance
  • Protéines de l'émail
  • Protéines sériques
  • Phospholipides

  
• Sécrétion de la prédentine par les odontoblastes


  1. Sécrétion de collagènes et protéoglycanes à la base du prolongement odontoblastique

  2. Sécrétion de glycoprotéines impliquées dans la minéralisation à l'extrémité du prolongement
• Maturation et minéralisation de la prédentine

  1. Éloignement des corps cellulaires des odontoblastes de la membrane basale

  2. Allongement du tubule dentinaire

  3. Disparition des fibrilles d'ancrage de la membrane basale

  4. Progression du front de minéralisation vers le corps cellulaire
• Collagène I


  Forme classique (85%): 2 chaînes α1[I] + 1 chaîne α2[I]

  Forme trimérique (15%): 3 chaînes α1[I]
• Réseaux de fibres de collagène

  • Créent une armature de la matrice dentinaire

  Apportent une résistance de la dentine aux chocs masticatoires

  
• SIBLINGs


  Principales glycoprotéines sécrétées par les odontoblastes, responsables de la régulation de la minéralisation
• SIBLINGs

  • Celles qui favorisent la minéralisation: DSPP, BSP, DMP1

  Celles qui régulent négativement la minéralisation: MEPE, Ostéopontine
• DSPP


  Protéine chimère sécrétée dans la matrice dentinaire et rapidement clivée en 3 protéines: DSP, DGP, DPP
• Phosphoprotéine dentinaire (DPP)


  Protéine active, côté C-terminal de la DSPP
• 1er clivage

  1. Clivage de la DSPP par une protéase (inconnue) à proximité de la membrane plasmique, juste avant la sécrétion de DSPP

  2. Génère une protéine active, la DPP, et une protéine chimère DSP-DGP
• 2ème clivage

  1. Clivage de la chimère DSP-DGP par la protéase MMP20 (métalloprotéase matricielle) sécrétée par les odontoblastes à proximité de la membrane plasmique

  2. Sépare la DSP de la DGP permettant leur activation

  3. Rapidement, ces deux protéines sont dégradées par les protéases MMP2 et MMP20 et les produits de cette dégradation sont réabsorbés par les odontoblastes pour être recyclés
• Une partie de la DSP peut être détectée dans les tubules dentinaires, car pas dégradée. Le reste est clivé/dégradé

  
• Phosphoprotéine dentinaire (DPP)


  • Représente 50% des protéines non-collagéniques de la matrice dentinaire
  • Protéine de 140 kDa sécrétée près du front de minéralisation, où elle se lie au collagène I de façon covalente
  • Très acide : 85% de ses acides aminés sont l'acide aspartique (D) et la phosphosérine (S), organisés sous forme de dipeptides DS ou tripeptides DSS
  • Leurs nombreuses charges négatives favorisent leur liaison au Ca2+
• Liaison de la DPP

  Au Ca2+ d'une part et au collagène d'autre part, favorise la formation et la croissance de cristaux d'hydroxyapatite, donc favorise la minéralisation
• Sialoprotéine dentinaire (DSP)


  • Protéoglycane : protéine d'environ 95 kDa, portant 2 chaines de chondroïtine-6-sulfate (GAG)
  • Représente 5 à 8% des protéines non-collagéniques de la matrice dentinaire
  • Faiblement phosphorylée et fortement glycosylée : l'acide sialique représente près d'1/3 des sucres (d'où son nom, DSP)
  • Localisée dans la prédentine et la paroi des tubules dentinaires, à proximité des prolongements odontoblastiques
  • Pourrait bloquer la minéralisation de la matrice intratubaire, ce qui maintiendrait constant le diamètre du tubule dentinaire
• Glycoprotéine dentinaire (DGP)


  Petite protéine de 19 kDa, phosphorylée, dont on ne connait pas la fonction
• Autres protéines non-collagéniques présentes dans la matrice dentinaire

  • Deux protéines-Gla : ostéocalcine (85%) et protéine-Gla matricielle (15%)
  • Diverses glycoprotéines acides : ostéonectine, thrombospondine, glycoprotéine acide osseuse BAG-75
• Protéoglycanes (PG)

  • Synthétisés par les odontoblastes, peu abondants (< 5% des protéines non-collagéniques de la matrice dentinaire)
  • Rôle d'inhiber la minéralisation de la prédentine : inhibent la fibrillogenèse du collagène et piègent le calcium
  • Pour que la minéralisation se produise, les odontoblastes sécrètent des métalloprotéases, comme MMP3, capables de dégrader les PG, à proximité du front de minéralisation
• Rôle de Msx2

  • Effet antagoniste sur l'expression de Runx2, Dspp, Ocn, Alpl
  • Effet stimulateur de l'expression de Col1a1
  • Effet antagoniste sur l'expression de Sost3
• Rôle de Msx2 dans la formation de la dentine


  1. Participe à la formation des cuspides et à l'orientation de la formation des racines

  2. Participe indirectement à l'organisation de la dentine

  
• Minéralisation de la matrice dentinaire

  1. Ions Ca2+ traversent la couche d'odontoblastes via des canaux calciques, des protéines de transport ou l'endocytose

  2. Sortie des ions Ca2+ au pôle apical : dans des vésicules matricielles pour former les cristaux d'hydroxyapatite sur les fibrilles d'ancrage, ou directement dans la matrice prédentinaire pour former les cristaux autour des prolongements odontoblastiques

  3. Réunion des nodules de minéralisation pour former des cristallites en forme d'aiguilles, puis de rubans, puis des calcosphérites, jusqu'à la formation d'une couche de dentine continue