TRABAJO DE FIN DE GRADO Grado en Odontología

TRABAJO DE FIN DE GRADO Grado en Odontología

MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS METALOPROTEINASAS Y ENFERMEDAD PERIODONTAL. POSIBLES ABORDAJES

TERAPÉUTICOS.

Madrid, curso 2020/2021

Número identificativo 104

RESUMEN:

-Introducción: Las metaloproteinasas son una familia amplia de enzimas que tienen un papel importante en la evolución de la enfermedad periodontal, existiendo inhibidores específicos que regulan su actividad. Existen factores externos que favorecen el aumento en la expresión o actividad de estas enzimas provocando la evolución más rápida de la enfermedad. Con respecto al tratamiento de la periodontitis se conocen dos opciones: la terapia no quirúrgica y la quirúrgica indicada cada una de ellas para diferentes etapas del estado periodontal.

-Objetivos: Conocer las metaloproteinasas características de la enfermedad periodontal y el mecanismo de acción que llevan a cabo junto con los factores que aumentan su aparición. Así mismo, conocer la terapia actual más exitosa y la perspectiva de futuro con respecto al tratamiento.

-Metodología: Se ha llevado a cabo una búsqueda bibliográfica avanzada en las bases de Medline Complete, Pubmed, Scielo, Researchgate, SEPA, Sciencie Direct, Wiley online Library y Springer.

-Discusión: Encontramos diferentes autores que defienden que el tratamiento no quirúrgico junto con la combinación de antibioterapia es lo más efectivo, pero encontramos otros autores que difieren de esos resultados. Por otra parte se han encontrado autores que han realizado diversos estudios sobre la utilidad del láser en el tratamiento periodontal.

-Conclusiones: Las metaloproteinasas más características en la enfermedad periodontal es la MMP-8. Se concluye que el tratamiento más eficaz a día de hoy es el raspado y alisado radicular para bolsas menores de 6mm y la cirugía periodontal para mayores de 6mm.

ABSTRACT:

-Introduction: Metalloproteinases are a wide family of enzymes that playa n important role in the evolution of periodontal disease, with specific inhibitors that regulate their activity. There are external factors that favor the increase in MMPs causing the more rapid evolution of the disease. With regard to the treatment of periodontitis, two options are known: non-surgical therapy and surgical therapy, each indicated for different stages of the periodontal state.

-Objectives: To know the metalloproteinases characteristic of periodontal disease and the mechanism of action that they carry out together with the factors that increase their appearance.

Likewise, know the most successful current therapy and the future perspective regarding treatment.

-Methodology: An advanced bibliographic search has been carried out in the databases of Medline Complete, Pubmed, Scielo, Researchgate, SEPA, Science Direct, Wiley online Library and Springer.

-Discussion: We found different authors who defend that non-surgical treatment together with the combination of antibiotic therapy is the most effective, but we found others authors who differ from these results. On the other hand, authors have been found who have carried out various studies on the usefulness of laser in periodontal treatment.

-Conclusions: The most characteristic metalloproteinases in periodontal disease is MMP-8. It is concluded that the most effective treatment today is scaling and root planning for pockets smaller than 6mm and periodontal surgery for larger than 6mm.

-Keywords: metalloproteinases, inhibitors, diabetes, tobacco, biomarker, periodontal ligament, extracellular matrix, crevicular fluid, periodontal disease, periodontitis, periodontal pocket, probing, non-surgical therapy, surgical therapy, antibiotic therapy, laser diode.

INDICE

1.INTRODUCCIÓN ……….... 1

1.1. Definición de Metaloproteinasas ....……….... 1

1.2. Estructura general de las Metaloproteinasas………..….. 2

1.2.1 Activación de las Metaloproteinasas………....7

1.3. Clasificación de las Metaloproteinasas………... 13

1.4. Expresión diferencial de las distintas Metaloproteinasas en tejidos orales sanos o patológicos ……….……….... 17

1.5. Enfermedad periodontal: características, origen y clasificación…….… 17

1.6. Composición del ligamento periodontal………..19

1.7. Metaloproteinasas y patogenia de la enfermedad periodontal………….21

1.8. Abordajes terapéuticos actuales……….. 27

1.81. Diagnóstico precoz: test clínicos, biomarcadores……….…...27

1.8.2. Tratamiento no quirúrgico: raspado y alisado radicular………...31

1.8.3. Tratamiento quirúrgico ………32

2. OBJETIVOS ………. 33

3. MATERIALES Y MÉTODOS ………...…………..34

4. DISCUSIÓN 4.1. Abordajes terapéuticos ……….………... ………37

4.2. Perspectivas de futuro ………...……..………46

4.3. Abordajes terapéuticos actuales……….. ……48

5. CONCLUSIONES ………..………..53

6. RESPONSABILIDAD ………...………. 54

7. BIBLIOGRAFÍA ………. 55

8. ANEXOS ……….… 63

9. ABREVIATURAS:

AAP: Asociación Americana de Periodoncia CAT: Dominio Catalítico

DM: Diabetes Mellitus EF: Enfermedad Periodontal

EFP: Federación Europea de Periodoncistas FGC: Fluido gingival crevicular

HPX: Hemopexina IL: Interleucina

LPD: Ligamento Periodontal

LPMN: Linfocitos Polimorfonucleados MEC: Matriz Extracelular

MMPS: Metaloproteinasas

MT-MMP: Metaloproteinasas de tipo Membrana PGF2: Prostaglandina E2

RANKL: Ligando activador del factor nuclear kB RAR: Raspado y Alisado Radicular

SEPA: Sociedad Española de Periodoncia Avanzada TIMP: Inhibidores Tisulares de Metaloproteinasas TM: Trans-membrana

TNF-alfa: Factor de Necrosis Tumoral

1.INTRODUCCIÓN

La mayor parte de los tejidos de nuestro organismo, se someten constantemente a procesos de destrucción y remodelación tisular, no siendo menos en el entorno oral. ¹

Para llevar a cabo estos continuos mecanismos, a nivel tisular y celular, son partícipes una serie de proteínas y enzimas, como las metaloproteinasas de la matriz extracelular (MMPs).

Participan tanto en procesos fisiológicos como la cicatrización o la formación de órganos, pero por el contrario también influyen de manera directa en diferentes patologías que se pueden desarrollar en la cavidad bucal como: caries, movimientos ortodónticos, tumores odontogénicos, inflamación, cáncer oral o en la enfermedad periodontal (EF).^1,2,3 (Ver Anexo 1)

1.1.Definición de las Metaloproteinasas

Las MMPs, son enzimas endopeptidasas multidominio dependientes de Zinc (2+). En humanos se han descrito un total de 24 genes que codifican para 26 enzimas, ancladas a la membrana y solubles, que tiene como función principal la desintegración de componentes proteicos de la matriz extracelular, a partir de la hidrólisis de las macromoléculas biológicas.^1,2,4

Estas enzimas son producidas por células del tejido conectivo, como fibroblastos, osteoblastos, odontoblastos y células de defensa como leucocitos polimorfonucleares (LPMN) y macrófagos.²

Los investigadores Harper y Bloch en 1971, encontraron que la actividad de las MMPs se encuentra controlada por inhibidores tisulares denominados “TIMPs”. ^3,5,6

De igual manera que las MMPs comparten entre ellas una estructura en común, los TIMPs comparten entre ellos una estructura muy similar. Están compuestos de 184-194 aminoácidos

que crean un domino N, mediante el cual se unen al sitio catalítico de las MMPs. Por otro lado, contienen un dominio C que se une al sitio HPX de las MMPs y a través de estos dos dominios, consigue inhibir la actividad de la MMPs.⁷

Existen 4 proteínas de la familia TIMP: TIMP-1, -2, -3 y -4 inhibiendo cada uno de ellos diferentes MMPs.⁷

En situaciones fisiológicas, se mantiene un equilibrio entre las MMPs y sus inhibidores. En cambio, en un ambiente patológico este equilibrio se pierde produciéndose situaciones de inflamación crónica y daño tisular asociado en el organismo.^5,7

Esto impulsa a investigar el diseño de nuevos inhibidores específicos para controlar la expresión de estas enzimas (o de sus inhibidores) en enfermedades orales.^5,7

1.2. Estructura general y activación de las Metaloproteinasas :

Inicialmente, las MMPs se encuentran en el medio intracelular de manera latente como zimógenos inactivos o también denominadas pro-MMP que para llevar a cabo su función necesitan ser activadas intracelular o extracelularmente, siendo más común la activación de manera extracelular. ^7,8,9,10

La heterogeneidad estructural de glicoproteínas que contiene la matriz extracelular (MEC) también se aplica a estas enzimas. La evolución de estas enzimas (MMPs), ha favorecido así que haya una gran diversidad de miembros con diferentes motivos estructurales.⁵

No obstante, a pesar de su diversidad estructural, todas las MMPs comparten una estructura básica que se describe a continuación.⁵ (Figura 1)

Figura 1-A. Estructura básica de las Metaloproteinasas (MMPs).En términos generales, en esta imagen se muestra los 5 dominios que comparten todas las MMPs, estando formadas por : Un péptido señal representado en la imagen como un círculo azul, seguidamente a este se encuentra el prodominio unido al dominio catalítico (CAT). Se une con el extremo Carboxi-Terminal de tipo Hemopexina a través de la región enlazadora o “bisagra”. Dependiendo qué tipo de dominios se una a esta estructura básica tendremos los diferentes tipos de MMPs que se han descurbierto a día de hoy.^5,9

Figura diseñada a partir de Díaz Caballero y cols “Matrix Metalloproteinases and their considerations in dentistry from the field of computational chemistry” y Itoh Yoshifumi “Membrane-type matrix metalloproteinases. Their functions and regulations”.^5,9

Figura 1-B. Estructura del dominio catalítico. En esta figura se muestra con mayor exactitud la compleja estructura que presenta el dominio catalítico formado por: Tres hélices alfa (representadas en color azul), una hoja ß o lámina ß formada por cinco hebras ( las hebras están dibujadas en color verde) y bucles de unión. Por otra parte, en el extremo del dominio se encuentra representado de color rojo y forma redonda se representa el Zinc⁺² estructural y catalítico. Este último se encuentra en el bolsillo específico o bolsillo S1´( figura aumentada situada a la derecha) que puede tener diferentes tamaños, lo cual

determina el tipo de sustrato que se unirá. Por último se señala con una flecha de color naranja, la inserción de una de las cadenas de fibronectina tipo II ( se unen entre la quinta hebra de la hoja ß y la primera hélice alfa).

Esta imagen ha sido modificada a partir de su versión original realizada por Stawikowski MJ y Fields GB.¹¹, publicada en el capítulo “Matrix Metalloproteinases: From Structure to Function” del libro “Matrix Metalloproteinase Biology” publicado en 2015. La versión original de la imagen fue publicada en inglés y se ha traducido al español, además de señalar algunas regiones más que en la versión original no aparecían, según la información recogida a partir de Amalinei C. y cols⁴ en su artículo denominado “Biology of Metalloproteinases” publicado en 2007.

Las MMPs están formadas por un péptido señal que contiene unos 20 aminoácidos aproximadamente y que es necesario para el transporte de la enzima del medio intracelular al medio extracelular. Además, interviene en la secreción de la proteasa y cuando esto se produce el péptido señal se elimina.³

Esta región se continúa con 4 segmentos:

El primero se compone de un prodominio N-terminal que generalmente consta de 90 aminoácidos constituyentes del propéptido que mantiene la enzima en estado latente mientras no sea eliminado.³ Este prodominio está formado por tres hélices y bucles de unión, siendo el primer bucle sensible a la proteasa.

Tras las tres hélices, encontramos la región peptídica que se sitúa en el sitio específico de unión con el siguiente dominio, el dominio catalítico. En este enlace, se produce la unión de la cisteína con el zinc (proveniente del dominio catalítico) manteniéndose así inactiva a la MMPs. Unido a la región terminal del prodominio, se enlaza el dominio catalítico (CAT) donde encontramos iones metálicos de zinc unidos por enlaces de coordinación a la enzima.^5,7,8. (Figura 1-A)

El dominio catalítico está compuesto por una cadena peptídica formada por una hoja cinco hebras, tres hélices α, una hoja β plegada, también denominada “lámina beta” y bucles de unión.

Además, este dominio que forma el centro activo contiene un zinc catalítico, un zinc estructural, tres histidinas y tres iones de calcio como se puede observar en la figura 1-B.^4,11

En la primera histidina se asocia al ácido glutámico o glutamato esencial para llevar a cabo la catálisis y en segunda instancia parte de la activación de la enzima. Por otra parte, entre la quinta hebra y la primera hélice se insertan 3 repeticiones de tipo fibronectina tipo II (formadas por dos láminas beta antiparalelas conectadas por una hélice α y estabilizadas puentes de disulfuro).

Además, los bucles de unión tienen como función servir de base para soportar la estructura del dominio catalítico.⁴

Para terminar, en el extremo del sitio catalítico, se encuentra el denominado “bolsillo de especificidad o bolsillo S1” (ver figura 1-B) el cual presenta diferentes tamaños y de ello depende el tipo de sustrato que se una. En su extremo encontramos la región enlazante (bisagra) responsable de la unión entre el prodominio catalítico y el extremo C- Terminal.3,5,7,8,11

Por último, encontramos el extremo carboxiteminal de tipo hemopexina (HPX) que tiene como función el reconocimiento del sustrato (Figura 1-A). Este dominio está presente en todas las MMPs menos la MMP-7, MMP-23 y MMP26, denominándose éstas últimas “MMP mínimas”.

Estructuralmente está formado por 4 hélices α unidas entre sí por un enlace de disulfuro. Una de las funciones que desempeña es intervenir en el transporte de las MMPs desde el interior de la célula hasta la membrana, donde posteriormente, puede degradarse. Además, tiene un papel importante en el proceso de activación de las pro-MMP que se encuentran latentes intracelularmente. 1,4,5,7,8,9,10

Tabla 1. Esquema de la estructura y función que desempeña cada dominio de las MMPs. En esta tabla se recoge de una manera más visual qué estructuras forman cada uno de los dominios de las MMPs. De igual manera se señala qué función desempeña cada dominio.^3,4,10,12

Dominio Estructura Función

Péptido Señal (NT) 20 aminoácidos aprox. • Interviene en el desplazamiento de la enzima al medio extracelular.

• Dirige la secreción de la proteasa

Prodominio • 3 Hélices α + Bucles de Unión

• Región Específica de unión con CAT

La unión de Cisteína + Zinc mantiene inactiva a la MMPs.

Dominio Catalítico (CAT)

• 5 Hebras

• 3 Hélices α + Bucles de Unión +

1 hoja ß plegada

• Zinc+² Catalítico

• Bolsillo de Especificidad

• Mantener latente a la enzima.

• Sitio de Unión de las MT- MMP para la activación de la enzima.

Extremo C-Terminal de tipo Hemopexina

• 4 Hélices α

• 1 Enlace disulfuro estabilizador de las 4 hélices α

• Transporte de las MMPs al espacio extracelular

• Papel importante en la activación de las MMPs

1.2.1 Activación de las Metaloproteinasas:

Las MMPs se secretan al medio celular en forma latente gracias a la unión de tipo covalente entre la cisteína del sitio prodominio y el zinc⁺² del dominio catalítico. Para que las MMPs desarrollen sus funciones celulares y bioquímicas existen varias formas de que la enzima se active. Una de ellas se lleva a cabo a través de la interacción de varios compuestos con la cisteína, produciéndose como resultado la ruptura del enlace del prodominio con el dominio catalítico. Al producirse dicha ruptura la enzima deja de presentarse de forma latente y es activada como posteriormente se explica. Por otro lado, estas enzimas pueden ser activadas mediante la escisión directa de diferentes proteasas como la plasmina u otras MMPs.⁸

Inicialmente se conocía que la activación de las MMPs sucedía en el espacio extracelular, pero hoy en día, se ha demostrado que también pueden activarse en el espacio intracelular y ejercer su función en este ambiente.^3,4,10

Para que las MMPs sean activadas es necesaria la separación del complejo propéptido y el dominio catalítico (separación de la unión cisteína- zinc⁺²) y posteriormente la eliminación del propéptido. En el espacio extracelular, la escisión del prodominio tiene comienzo a nivel intermolecular en la región bucle entre la primera y segunda hélice que compone estructuralmente esta región.^3,4,10

Esta rotura produce un desequilibrio en la estructura general de la MMPs afectando a la unión

cisteína-zinc⁺² y es aquí donde intervienen factores exógenos como otras MMP activadas, diferentes tipos de proteasas como la furina, la plasmina, o la uroquinasa (activador del plasminógeno) para eliminar el prodominio. Una vez que las proteasas han procesado el

propéptido, la unión cisteína-zinc queda eliminada y la MMPs queda activada y posteriormente liberada al espacio extracelular donde ya sería capaz de ejercer sus funciones.^3,4,9

Por otro lado, aunque actualmente se conoce el proceso de activación de las MMPs, es necesario seguir investigando sobre este mecanismo tan complejo a nivel bioquímico.⁹ Para llevar a cabo la activación de estas enzimas (pro-MMP como se les denomina antes de ser activadas) a nivel intracelular, en ocasiones es necesaria la participación de un tipo de MMPs como las metaloproteinasas de tipo membrana (MT-MMP), además de la colaboración de los inhibidores tisulares de las MMPs ,los TIMP que en este caso no ejercen la función de inhibidores sino de activadores^3,9

Existen 4 tipo de MT-MMP: MT1-MMP, MT2-MMP, MT3-MMP y MT4-MMP y pueden agruparse en dos subgrupos según sea su unión a la membrana: pueden unirse mediante un dominio transmembrana de tipo citoplasmático (CP) como se muestra en la figura 2 o mediante una secuencia de anclaje de tipo GPI (glicosilfosfatidilinositol).⁹ MT1-MMP desempeña un papel muy importante en la activación de las pro-MMP latentes, en concreto de la pro-MMP2 (una de las MMPs que más se conoce).^4,9

Figura 2. Estructura de las MT-MMP. En esta imagen se muestra cómo es estructuralmente este tipo de enzima, observándose que, a parte de la estructura básica que comparten todas las MMPs (péptido señal, prodomonio, dominio catalítico,región enlazadora y dominio C- Terminal) además se compone de una segunda región enlazadora o bisagra y finalmente unida a ésta, un dominio citoplasmático (este dominio le permite a la enzima unirse a la membrana celular) o en su defecto como se describe anteriormente un anclaje tipo “GPI”. ^4,9Figura modificada a partir de Amalinei y cols. “Biology of metalloproteinases” y Itoh Yoshifumi “Membrane-type matrix metalloproteinases.Their functions and regulations”.^4,9

Para que se lleve a cabo la activación intracelular a parte de ser imprescindibles las MT-MMP y los TIMP, también es necesaria la participación de la furina (un tipo de proteasa- convertasa) teniendo las MMP una región específica de reconocimiento de esta proteasa en el extremo C- Terminal.^4,9

El primer paso de la activación de las pro-MMP es la expresión de MT1-MMP y exposición al medio celular quedando unida a la membrana celular a través de su dominio transmembrana tal y cómo se representa en la figura 3. Posteriormente dos monómeros de MT1-MMP forman un dímero (figura 4) uniendo sus extremos C-Terminal de tipo Hemopexina y sus dominios Transmembranas (Ver figura 2).^4,9

La formación de este dímero formado por dos MT1-MMP es la base de la activación de las pro- MMP ya que como adelante se explica cada monómero ejercerá un papel importante en el proceso.⁹

Figura 3. Secreción de MT1-MMP al espacio celular y unión de MT1-MPP a la membrana. En esta figura se representa el primer paso que sucede en la activación de pro-MMP. Primero se secreta al espacio celular MT1-MMP un tipo de MMPs que se encuentra anclada a la membrana celular a través de su dominio Transmemebrana (TM). Además, como todas las MMPs posee un dominio C-Terminal de tipo Hemopexina (Hpx) que será importante para unirse con otra molécula de MT1-MMP.⁹

Figura 4. Dimerización de dos monómeros de MT1-MMP. En esta figura se observa como se produce la unión entre los dominios Hpx y los dominios transmembranas de ambas MT1-MMP formando un dímero donde posteriormente una MT1-MMP quedará unida a TIMP a través de su extremo N-Terminal y otro MT1-MMP quedará libre de unión a TIMP (quedando sólo unido al otro MT1-MMP). Éste último será el responsable de la activación de la pro-MMP.⁹

Seguidamente a una de las MT1-MMP se une TIMP a través de sus extremos N-Terminales. A su vez, el extremo C-Terminal de TIMP está unido con el dominio HPX de pro-MMP como se representa en la figura 5. A través de todos estos enlaces se forma el complejo trimérico formado por: dímero de (MT1-MMP)- TIMP- pro-MMP.⁹

FIGURA 5. Formación del complejo (MT1-MMP)2- (TIMP)-(pro-MMP). En esta figura se puede observar de una manera más visual cómo se forma el complejo trimérico. Por una parte, se muestra como un monómero de MT1-MMP queda libre de unión de TIMP (sería el primer monómero de MT1-MMP de la figura) y cómo el segundo MT1-MMP se une mediante su extremo N-Terminal al extremo N-terminal de TIMP.Además se puede ver cómo posteriormente TIMP se une con su extremo C-terminal al extremo Hpx de proMMP-2 en este caso. En general a través de esta figura se puede visualizar de una manera más sencilla y global cuáles son las interacciones que se forman en el proceso de activación de la las MMPs.⁹

El siguiente paso en la activación, se produce cuando el monómero MT1-MMP que no está unido a TIMP como se ve muestra en la figura 6 se realiza una escisión proteolítica del prodominio de la pro-MMP (representado con una flecha roja), quedando en ese momento activada la MMP. Por último, MMP activa se libera al espacio celular, tal y como se expone en la figura 7.⁹

Figura 6. Unión entre pro-MMP y MT1-MMP. Aquí se representa la unión entre el dominio catalítico de MT1-MMP que no está unida a TIMP, y el prodominio de pro-MMP. En esta unión la MT1-MMP realiza una escisión proteolítica del dominio propéptido rompiendo la unión cisteína- zinc⁺² catalítico, activando de esta manera a pro-MMP. En este proceso como vemos, TIMP no está actuando como inhibidor tisular de las MMPs sino como activador intermediario en el proceso de activación. Además, se observa como MT1-MMP, realiza también una doble función como molécula receptora (de TIMP y otra MT1-MMP) y activadora de pro-MMP. ^3,9

Figura 7. Liberación de MMP activada. En esta última imagen se muestra el último paso de la activación de las MMPs donde se observa como después de la escisión proteolítica de MT1-MMP en el prodominio de pro-MMP, se libera al espacio celular la MMP activada, quedando separada la unión cisteína-zinc⁺² que mantenía a la enzima en forma latente.⁹

1.3. Clasificación de las Metaloproteinasas

Dependiendo de las variaciones añadidas que existan en los diferentes segmentos, podemos encontrar una gran variedad de MMPs y es por ello que la clasificación se sustenta en las peculiaridades que presenten cada una de ellas.⁵

Basándose en los diferentes compuestos de la MEC, anteriormente se clasificaron las MMPs en cuatro grupos: Colagenasas compuestas por MMP-1,-8,-13, Gelatinasas compuestas por MMP-2, MMP-9, Estromelisinas (MMP-3,-10,-11,-7) y por último las matrilisinas. Esta clasificación hoy en día ha quedado incompleta diferenciándose ahora según su función y estructura. Su estructura como se ha recogido en la figura 1 y tabla 1, variará dependiendo de la variante que se una al dominio catalítico (CAT) (Figura 1) (Tabla 1).^1,5

Actualmente la clasificación inicial ha evolucionado, siendo modificada por “Visse y Nagase y cols.” especificándolas aún más.¹ Nos encontrándonos 6 subgrupos:

1. Colagenasas: Formadas por MMP-1, MMP-8 y MMP-13, teniendo como objetivo la desintegración de colágeno intersticial tipo I, II y III, obteniendo en su proceso colágeno desnaturalizado o gelatina.¹

2. Gelatinasas: Diferenciándose dos tipos:

-Gelatinasas A de MMP-2 y Gelatinasa B de MMP-9, las cuales tienen una influencia bidireccional en la EF ya que ambas degradan el colágeno tipo IV de la membrana basal.¹ (Tabla 2)

MMP-2 se halla en su gran mayoría en tejidos sanos, sumándose en sus funciones la degradación de colágeno tipo I, II, y III. En cambio, MMP-9 se percibe en situaciones más patológicas estando casi inexistente en presencia de salud oral.^1,5,12

3. Estromelisimas: Formadas por MMP-3, MMP-10 y MMP-11

4. Matrilisinas: MMP-7 y MMP-26. (Tabla 2). Estas intervienen en la degradación de colágeno tipo II, III, IV, V, IX, X y XI.^1,5

5. MMP- transmembrana: donde encontramos MMP-14, -15, -16, -17, -24, -25 como se muestra en la figura 2. En estas imágenes se pueden visualizar de mejor forma qué diferencias hay entre ésta MMP y las demás. Este tipo tiene la particularidad de tener en su estructura un dominio trans-membrana unido al dominio carboxi-terminal HPX. (Figura 2). ^1,5

Además, este tipo de MMPs pueden dividirse en dos subgrupos dependiendo de la forma de anclaje a la membrana: Mediante el “dominio transmembrana” denominado dominio citoplasmático, o pueden unirse a través de una secuencia de anclaje o ancla lipídica de glicosilfosfatidilinositol “GPI”. Este tipo de MMPs poseen un sitio de unión para la furina (un tipo de proteasa implicada en el proceso de activación de las pro-MMP) entre el péptido y el dominio catalítico, lo que hace que esta MMP juegue un papel muy importante en la activación de las enzimas.⁴

6. Otros.

FIGURA 8. Diferencias en la estructural general de las Metaloproteinasas. En esta imagen se refleja las diferencias estructurales que existen entre los diferentes tipos de MMP representadas con diferentes símbolos para identificarlas. Se observa que las MMP-7 y -26 están compuestas de un predominio, un prodominio y una región enlazadora o también denominada bisagra une finalmente el prodominio con el dominio catalítico. También se representa la estructura de las MMP -1,-3,-8,-10,-11,-12,-13,-18,-19 y -20 as cuales se diferencian con la estructura de las anteriores porque tras el dominio catalítico posee un extremo C-terminal de tipo Hemopexina. (El dominio hemopexina como anteriormente se ha descrito, posee 4 hélices estabilizadas por un enlace disulfuro, por ello es que se ha representado con 4 “aspas” en la figura). A continuación de este tipo de MMP, se encuentran los dos tipos de MMP Gelatinasas: MMP-2 y-9, las cuales se diferencias de las anteriores porque añaden en su dominio catalítico, tres cadenas de fibronectina.tipo II. Por último, se observa la estructura de las MMP de tipo Transmembrana -14,-15,-16,-17,-24 y -25, donde se ve que en el extremo C-terminal de tipo Hemopexina se une el dominio Transmembrana (TM) por el cual se ancla a la membrana celular. Imagen modificada a partir de Hannas y cols. “The role of matrix metalloproteinases in the oral enviorment”.¹²

Tabla 2. Esquema representativo de los grupos y tipos de MMPs que se han descrito. Se refleja también las diferencias estructurales que existen entre cada una de ellas, tipo de colágeno sobre el que actúan y relación con la enfermedad periodontal (EF) que algunas poseen. En ella, se refleja la influencia de las MMP-1,-3 y-9 sobre la gingivitis. En cambio, se refleja que la MMP-8 está presente en la periodontitis y la MMP-2 en tejidos sanos.^7,12

GRUPO TIPOS ESTRUCTURA COLÁGENO RELACIÓN CON LA EF

Colagenasas ^MMP-1,-8- 12

Predominio + Prodominio + CAT+C-terminal

I, II Y III MMP-8àPeriodontitis MMP-1àGingivitis

Gelatinasas A o MMP- 2

B o MMP-9

Predominio + Prodominio + CAT + C-terminal

IV

(Mayoritariamente)

MMP-2à Tejidos Sanos

MMP-9à Gingivitis Estromelisina MMP-3,-

10,-11

Predominio + Prodominio + CAT + C-terminal

II, III, IV, V, IX, X, XI

MMP-3àGingivitis

Metrilisina MMP-7,-26 Predominio + Prodominio + CAT

IV, X Menos influyente que las anteriores

MMP tipo Transmembrana

MMP-14,- 15,-16,-17,- 24,-25

Predominio + Prodominio + CAT + HXP + Dominio Transmembrana (dominio citoplasmático)

I, II, III Menos influyentes que las anteriores.

Una de las diferencias entre la antigua clasificación y la actual, radica en que, la actual incluye en su jerarquía las MMPs de tipo membrana. Otra de las diferencias se aprecia en la subdivisión de las MMPs tipo gelatinasas.¹²

Aunque todas comparten una estructura general, la diferencia entre cada una de ellas se observa en la morfología del surco del sitio activo de unión, siendo necesarios diferentes inhibidores y sustratos específicos para cada una.¹²

1.4 Expresión diferencial de las distintas metaloproteinasas en tejidos orales sanos o patológicos.

Algunas de las mencionadas se encuentran manifestándose de manera más aumentada en varios procesos como, por ejemplo, la MMP-1,-3 y 9 la encontramos en encías sanas pero inflamadas, la MMP-2 y MMP-8 están muy relacionadas en los procesos de periodontitis y cáncer oral.⁵

1.5. Enfermedad Periodontal: Características, origen y clasificación

La enfermedad periodontal se define como una patología inflamatoria de los tejidos blandos orales de manera crónica.^13,14,15

El control de la placa bacteriana juega un papel muy importante en el desarrollo, control y evolución de esta enfermedad contribuyendo a la destrucción de los tejidos blandos de soporte dental como epitelio de unión, fibras gingivales y colágenas, tejido conectivo, ligamento periodontal, hueso alveolar y en última instancia el cemento radicular. De igual manera, la placa bacteriana no es el único factor desencadenante de esta patología, ya que enfermedades base como: la diabetes, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, enfermedades cardiacas, cánceres o la insuficiencia renal, agravan la predisposición del individuo a padecer periodontitis.^13,14

La inflamación es una característica que tienen en común tanto la diabetes mellitus (DM) como la enfermedad periodontal y la coexistencia de ambos en un mismo individuo se traduce en un cuadro inflamatorio más acentuado. Los estudios clínicos realizados sobre la correlación de DM y MMPs, han detectado variantes significativas entre pacientes sanos que presentan EF y pacientes con EF y DM.^14,15,16

Diferentes estudios han demostrado que estos individuos presentan niveles aumentados de factores inflamatorios como la IL-1β, factor de necrosis tumoral-alfa (TNF-α) y PGF2. Esto da lugar en un aumento de la expresión de MMP, en concreto la MMP-8.¹⁷

Por otro lado, se han detectado niveles aumentados de RANKL (ligando activador del factor nuclear k) en pacientes con DM y con periodontitis. Este ligando favorece a la diferenciación osteoclástica y reabsorción ósea, por lo que, estos pacientes tendrán mayor pérdida ósea.^14,18,19

Junto con la diabetes, el consumo de tabaco excesivo y prolongado en el tiempo son contraproducentes para la salud bucal considerándose por la Organización Mundial de la Salud, los dos factores de riesgo de mayor peso. A parte de la acumulación de placa bacteriana, son considerados factores agravantes en el desarrollo de la enfermedad periodontal, valorando esta patología como uno de los grandes problemas de salud bucal a nivel mundial.²⁰

El tabaco está compuesto por una elevada cantidad de nicotina. El medio bucal es la primera cavidad que entra en contacto con la nicotina y una cantidad de ella es absorbida por la mucosa oral. Ésta se caracteriza por producir vasoconstricción, lo que conlleva a la reducción del flujo sanguíneo y el oxígeno en la mucosa oral. Por esta razón, el sangrado gingival en pacientes fumadores no es tan excesivo como se cabe esperar.^19,20

Por otro lado, al disminuir el flujo sanguíneo, la migración celular al sitio de lesión se ve afectada y es por ello que la cicatrización en estos pacientes es pobre. Se crea una

avascularización crónica de los tejidos blandos, y así, la enfermedad periodontal se desarrolla de manera más rápida y agresiva en pacientes fumadores.^19,20

Tal es la influencia de estos dos agentes que, junto con otras razones, actualmente las dos principales asociaciones científicas mundiales en periodoncia, la Asociación Americana de Periodoncia (AAP) y la Federación Europea de Periodoncistas (EFP), han publicado una nueva clasificación de la enfermedad periodontal (Caton, Armitage, Berglundh y cols 2018).¹⁹ En esta nueva clasificación se ha tenido en cuenta, tanto la salud gingival como la diabetes y el tabaco, que con la antigua clasificación (Armitage,1999) no se valoraban, por ello ha quedado obsoleta hoy en día.²⁰

Los signos que caracterizan y enfocan al diagnóstico de la patología en cuestión, no solo se basan en los signos de inflamación gingival. Se tiene en cuenta la pérdida ósea mediante un estudio radiográfico secuenciado, la recesión (desde el límite amelocementario hasta el margen gingival) y la profundidad de sondaje general (medida obtenida desde el margen gingival hasta el fondo de la bolsa, valorándose como bolsa patológica a partir de 4mm mediante sondajes milimetrados en seis puntos de todos los dientes en boca. También se valora la movilidad dentaria tanto horizontal como vertical, y la pérdida de inserción, que se adecua al resultado de la sumatoria de la profundidad de sondaje y la recesión.^16,20

1.6. Composición del ligamento periodontal:

El ligamento periodontal es un tejido diverso que se abastece de una gran variedad de células como células óseas, células del cemento radicular, restos epiteliales de Malassez, células endoteliales, el ligamento periodontal y cemento propiamente dichos que se sitúa entre el cemento radicular y la cortical ósea ofreciendo sostenibilidad y soporte al diente.^16,21

Las células más abundantes en el ligamento periodontal son con diferencia los fibroblastos, responsables del mantenimiento y producción de la MEC. Por otra parte, el ligamento periodontal está enriquecido de varios tipos de colágeno, en mayor o menor medida. Como por ejemplo el colágeno tipo I y en menor cantidad colágeno tipo III, IV, V, VI, XII, pero no menos importantes a la hora de proporcionar estabilidad estructural del ligamento periodontal (LPD).²¹

Se organizan formando fibrillas cruzadas bien definidas (Figura 9), que adoptan el nombre de fibras principales y se dividen a su vez según su orientación y localización a lo largo de la raíz dentaria en:

-Fibras Dentinogingivales: se orientan en dirección oblicuo-coronal desde el cemento radicular hasta la encía interproximal.

-Fibras Transeptales: aparecen desde el cemento hasta el cemento del diente contiguo atravesando el tejido óseo crestal con una orientación oblicuo-apical.

-Fibras Alveolodentales: son mayoritarias y se ubican desde la parte cervical de la raíz hasta el hueso en dirección oblicuo-apical, conteniendo fibras horizontales, oblicuas, apicales y en el caso de dientes multiradiculares fibras interradiculares. (Figura 9)

Por otra parte, el ligamento periodontal no solo se compone de estas fibras colágenas, las fibras de oxitalan también forman parte de él, discurriendo paralelamente desde el cemento radicular hasta la cresta ósea involucrando a las fibras interradiculares, por lo que solo se encuentran en dientes multiradiculares.²¹

FIGURA 9. Elementos que forman el ligamento periodontal. En esta figura se muestra los tipos de fibras periodontales que rodean a la raíz dentaria. Empezando desde más coronal se encuentran las fibras dentogingivales (Desde el cemento hacia la encía interproximal de manera oblicua ascendente). Le siguen las fibras transeptales, que se disponen de manera horizontal desde el cemento hacia el cemento del diente adyacente traspasando la cresta alveolar. En la parte más apical, encontramos las fibras horizontales, oblicuas y apicales (Éstas pertenecen al grupo de Fibras Alveolodentales). Además, en la figura, se refleja también el hueso alveolar, cresta alveolar, raíz dentaria, cemento y tejido gingival que rodea al diente.

Esta figura ha sido modificada a partir de T. de Jon “The indicate anatomy of the periodontal ligament and its development: Lessons for periodontal regeneration”.²¹

1.7. Metaloproteinasas y patogenia de la enfermedad periodontal.

La evolución de la enfermedad periodontal depende fuertemente, desde una visión microbiológica, de las enzimas dependientes de Zinc, siendo las principales degradadoras de colágeno durante la destrucción del tejido periodontal. Varias de ellas se asocian más específicamente a este ámbito patológico.¹²

Los estudios realizados acerca de esta correlación obtuvieron que, las MMPs están relacionadas tanto en la remodelación como en la destrucción del hueso periodontal, cuando se encuentran

Dentinogingival Transeptal

Cresta Alveolar Horizontal

Oblicuas

Apical Cemento

Radicular

Hueso Alveolar

sobreexpresadas. Estas enzimas favorecen el acceso de los osteoclastos hacia la zona de reabsorción. Esto sucede porque, cuando los inhibidores TIMPs ejercen su acción inhibidora sobre las MMPs (sobre todo en MMP-9 y MMP-14) se facilita el paso de los osteoclastos hacia el hueso, favoreciéndose por tanto la remodelación ósea.¹²

La enfermedad periodontal se desarrolla tras un proceso de evolución gradual a lo largo de las semanas(a lo largo del tiempo), donde cada día cuenta en el incremento de la gravedad patológica.²¹

Es necesario que para mantener la integridad de las fibras que componen al ligamento periodontal, se mantenga un constante recambio elevado de colágeno. Esta acción es llevada a cabo entre otras células, por las metaloproteinasas de las matriz extracelular y fibroblastos, siendo importante su expresividad controlada en el tiempo y su equilibrio con los inhibidores TIMPs.^3,21

Tras las primeras 24h, el flujo sanguíneo se ve aumentado por la acumulación de placa bacteriana en el surco gingival, provocando así la salida de líquido crevicular. Seguidamente se produce una migración de linfocitos polimorfonucleares al surco gingival quedando atrapados en el tejido conectivo del epitelio de unión principalmente. Transcurrida una semana, si no se ha higienizado correctamente la zona, los factores mencionados se ven agravados, incrementándose hasta un 15% el infiltrado inflamatorio del tejido conectivo.²²

Simultáneamente comienza a iniciarse la destrucción de colágeno, lo que conlleva la separación del tejido duro del tejido blando. Esta separación facilita la vía de entrada a un mayor número de patógenos, empezándose a formar bolsas patológicas (bolsas mayores a 3 mm). Estos cambios se consideran estados pre-patológicos hasta el momento, ya que no son detectables hasta la segunda semana.²²

Cuando la lesión está establecida, se observan signos clínicos medibles y cuantificables en el entorno. Forma, color, textura superficial e inflamación gingival que nos conducen al diagnóstico de gingivitis crónica, moderada o severa según la antigua clasificación.²²

En esta etapa es donde a nivel fisiológico se observan parámetros alterados como infiltrado de plasmocitos y aumento de la expresión de metaloproteinasas de tipo colagenasas, en concreto la tipo 8 (MMP-8). ^5,22

Si la lesión llegada a esta etapa se controla y se mantiene estable sin evolucionar, encontraremos expresiones sostenibles de MMP-1, MMP-3 y MMP-9 ya que el tejido blando se encontrará inflamado pero sano. En cambio, si la lesión progresa o se reactiva si anteriormente se había controlado, se alterarán otros factores y enzimas como MMP-8 y 9 presente en gingivitis activas y disminuirá la expresión de MMP-2.^20,22

Un paso más allá de esta lesión establecida, categorizada así por Page y Schröeder ²² encontraremos una lesión avanzada caracterizada por la aparición de recesiones (migración apical del margen gingival y epitelio de unión), pérdida de hueso alveolar, profundidades de sondaje mayores a 3mm, destrucción de fibras periodontales que sostienen al tejido duro dentario y un aumento significativo de flora microbiana anaerobia y células plasmáticas.^21,22

Este cuadro clínico nos orienta hacia un diagnóstico de periodontitis y enfermedad periodontal establecida causada por acumulación de placa bacteriana, que puede agravarse como se ha desarrollado anteriormente por patologías de base, hábitos nocivos o fármacos que inducen hiperplasia gingival, alteran el pH salival y microflora bacteriana, dificultando así el equilibrio bacteriano, siendo así la enfermedad periodontal de origen multifactorial.^20,21

La disminución de inflamación de los tejidos blandos se lleva a cabo mediante cuatro cascadas:

Vía dependiente de plasminógeno, vía fagocítica, vía osteoclástica y vía dependiente de MMPs.¹

Con respecto a la vía de plasminógeno:

Tras producirse una herida o lesión tisular, se activan 3 procesos para la reparación de ésta:

Fase de inflamación, fase proliferativa y fase reparadora. En la fase inflamatoria es donde la vía dependiente de plasminógeno cobra importancia ya que juega un papel importante. Tras las primeras 48horas de la lesión tisular se inicia la homeostasis a través de la activación de la cascada de coagulación para la formación de coágulo el cual está formado por plaquetas y fibrina. Tras la formación estable del coágulo, los activadores del plasminógeno (uroquinasa y el activador de tipo tisular) lo convierte en plasmina.^23,24

La plasmina es capaz de degradar directamente componentes de la MEC tales como fibronectina,laminina,proteoglicano o el colágeno tipo IV así como la fibrina. Además, es la encargada de activar a las MMP-1 y -3; y de manera secundaria activa a la MMP-9.^23,24

Por otra parte, la vía fagocítica comprende diferentes fases que van desde el reconocimiento del sustrato dañino hasta la eliminación del mismo. Estas etapas se denominan: diapédesis y quimiotaxis, la adhesión y endocitosis.23,24,25,26

Las células que llevan a cabo este proceso de fagocitosis son los linfocitos polimorfonucleares (LPMN), y los macrófagos que, para realizar este proceso primero deben de salir de los vasos sanguíneos. Para que esto suceda debe de existir un desequilibrio ambiental tal y como se da en una infección o inflamación. Los LPMN y los macrófagos salen de los vasos sanguíneos por diapédesis, representada en la figura 10, a través de uniones con proteínas de adhesión de la membrana celular. Tal y como Rojas-Espinosa y cols. muestran en su artículo de revisión, una

alteración en las proteínas de adhesión perjudica de manera directa al proceso de fagocitosis y, en consecuencia, la inflamación en los pacientes que lo padecen se agrava. En estos pacientes es característica la gingivitis y enfermedad periodontal o también denominada “periodontitis juvenil” en edades tempranas.^25,26

Las células fagocíticas poseen unos receptores tisulares (TLRs) que se encargan de reconocer a los microorganismos patógenos mediante la liberación de citoquinas. Las citoquinas atraen a los LPMN al sitio de lesión e induciendo su reparación. Además, una vez que el leucocito se encuentra en el sitio de lesión, a través de las opsoninas detecta específicamente el microorganismo patógeno. A este último proceso se le conoce como opsonización.^26,27

Por último, se produce la endocitosis, proceso por el cual la membrana plasmática se invagina introduciendo al interior de la célula el patógeno y formando un fagosoma. Al fagosoma se le unen los lisosomas (se forma un complejo llamado fagolisosoma) que liberan enzimas capaces de degradar al patógeno, expulsándolo al medio extracelular como último paso.^26,27

FIGURA 10. PROCESO DE DIAPÉDESIS. En esta imagen se explica los diferentes pasos que ocurren durante la diapédesis empezando por la unión con las adhesinas, posteriormente su desplazamiento por el epitelio vascular por rodamiento gracias también a la unión con las adhesinas y por último la salida del vaso sanguíneo a través de la membrana vascular y con ayuda de células endoteliales. ²⁶

Con respecto a la vía osteoclástica: El tejido óseo se encuentra en continua remodelación gracias a la coordinación controlada entre los osteoclastos y osteoblastos, esto hace que pequeñas fracturas puedan ser reparadas. Los osteoclastos son sintetizados por células de la médula ósea como las hematopoyéticas y los osteoblastos son producidos por células mesenquimales.^28,29

El primer paso en la vía osteoclástica es el periodo de remodelación llevado a cabo por los osteoclastos y osteocitos. Los osteocitos contienen unas prolongaciones por las cuales se unen a células de revestimiento o a otros osteocitos. Cuando la inflamación aumenta en un punto localizado se elevan los niveles de RANKL lo que provoca un aumento de proliferación de osteoclastos en el sitio de lesión, llevando a cabo el proceso de resorción ósea. Una vez finalizado este proceso, los osteoblastos migran al sitio de resorción y comienzan a formar tejido óseo nuevo reparando el sitio de lesión.^28,29,30

Por último, la vía dependiente de MMPs: Hay que destacar que es una de las vías que más afecta a la degradación de tejido blando junto con la vía dependiente de plasminógeno y la vía fagocítica. Las MMPs son las encargadas como se ha descrito anteriormente de la degradación de colágeno y otros componentes de la MEC. Cuando existe inflamación las MMPs son activadas por diferentes componentes como las PGF2 (a través de la vía ciclooxigenasa dentro de la cascada de coagulación), por Porphyromonas Gingivalis o Prevotella entre otras bacterias, y una vez activadas como se expresa en el punto 1.2.1 Activación de las Metaloproteinasas, comienzan a ejercer su función mayoritariamente a nivel extracelular.^3,4,10,31

Por otro lado, a lo largo de los años, se ha ido evolucionando en la técnica de los abordajes terapéuticos, para tratar la gingivitis y periodontitis, gracias a un diagnóstico precoz y tratamientos más específicos. Estos tratamientos como, el raspado y alisado radicular, junto con cirugías periodontales y la antibioterapia han dado buenos resultados. Se ha conseguido

disminuir la presencia de signos clínicos y radiológicos de la enfermedad y; biológicamente, se ha conseguido reducir los niveles de las enzimas MMP-2 y MMP-9, MMP-8 y MMP-3 en la periodontitis mediante estas técnicas.^12,32

1.8. Abordajes Terapéuticos Actuales

La enfermedad periodontal tiene un origen multifactorial, lo que ofrece una amplia variedad de tratamientos para abordarla según las características individuales. En la mayoría de los casos, se opta por un tratamiento en conjunto, que abarque higiene oral correcta, tratamiento quirúrgico o no quirúrgico (según la profundidad de la bolsa), tratamiento químico junto con la eliminación y/o control de factores de riesgo.³²

En algunos individuos es necesario utilizar coadyuvantes antibióticos tras el tratamiento de limpieza realizado por parte del profesional, con el objetivo de mantener una carga bacteriana reducida. De esta manera, será más probable que el tratamiento realizado tenga mayor tasa de éxito.^32,33

Si bien es cierto que el éxito del tratamiento depende en mayor medida de la técnica y destreza del profesional, es importante diagnosticar correctamente en qué fase de la enfermedad se encuentra el paciente. Un diagnóstico correcto, determinará el abordaje terapéutico adecuado para cada individuo.³³

1.8.1. Diagnóstico Precoz

Hoy en día se siguen utilizando métodos diagnósticos convencionales para identificar la presencia o no de enfermedad periodontal. El método convencional consiste en realizar una serie radiográfica, compuesta de 16 radiografías en total (2 radiografías de aleta de mordida y

14 periapicales), donde se observa la pérdida ósea y nivel de inserción de los tejidos adyacentes a la raíz. Junto con esta secuencia, se realiza un sondaje para evaluar la profundidad de la bolsa periodontal, recesiones y puntos de sangrado o supuraciones. Por último, se evalúa la movilidad dentaria y el grado de furcación en molares.^33,34,35

A partir de los valores obtenidos y valorando la situación individual del paciente, se establece el tratamiento más adecuado para el caso. Esta sistemática es sencilla, reproducible, fiable y poco invasiva. Sin embargo, su efectividad está limitada a aquellos pacientes que ya presenten periodontitis, ya que, mediante el estudio solo se evalúa el estado actual de la enfermedad ya establecida. Por ello, es importante llevar a la práctica métodos cuantitativos de diagnóstico precoz para aquellos casos donde la enfermedad aún se encuentra latente, como pueden ser los biomarcadores.^34,35

Un biomarcador, es una molécula biológica presente en distintos fluidos y líquidos del organismo. Está presente en ámbitos tanto fisiológicos como patológicos, dependiendo de su expresión, estando alterada en procesos anormales. También son utilizados para evaluar la efectividad de un fármaco tras una intervención quirúrgica. En el entorno oral, estos marcadores biológicos están presentes en la saliva y líquido crevicular (FGC), lo que hace que su obtención sea sencilla y poco invasiva.³⁵

El FGC, está compuesto mayoritariamente por agua, linfocitos polimorfonucleados, enzimas colagenasas, algunas células propias del periodonto y subproductos de bacterias. Algunos de estos componentes son susceptibles de ser utilizados para ver la predisposición del individuo a desarrollar enfermedad periodontal precozmente.^34,35

Durante los procesos de inflamación, las MMP-8 y MMP-3, son liberadas al sitio de lesión pudiendo ser identificadas en el FGC habiendo consenso en su utilidad como biomarcadores.³⁶

La piridinolina (ICTP), osteocalcina, prostaglandina E2 (PGF2), interleucina 17, (IL-17) y la aspartato aminotransferasa (AST) están siendo propuestos como futuros biomarcadores, ya que en diversos estudios se ha visto que hay diferencias significativas tras el raspado y alisado radicular. Los estudios reportan que, son indicadores fiables, eficaces y cuantificables tras el raspado y alisado radicular.^35,36

Con el objetivo de detectar con anterioridad la predisposición de los individuos a la periodontitis, se están poniendo en práctica la realización de test clínicos. Estos test clínicos se pueden realizar con diferentes técnicas, las más empleadas hasta la fecha son: Técnicas de lavado intracrevicular, técnica microcapilar y técnica de absorción.³⁷

La técnica más eficiente y sencilla de realizar consiste en utilizar tiras de papel absorbente en el surco gingival, con el fin de recolectar una muestra de FGC. Existen dos maneras de realizar este test: Intracrevicular o Extracrevicular.³⁷

La técnica extracrevicular (figura 11) tiene la ventaja de que es muy poco traumática y no interfiere en la recolección del FGC, por el sangrado espontáneo que puede generarse al introducir las tiras de papel en el surco gingival. Su principal desventaja es que los valores que obtenemos con ella no son fiables ya que los biomarcadores se encuentran dentro del FGC. Esta técnica es bastante inespecífica y poco eficaz por ello, es la menos utilizada de las dos.³⁷

Figura 11. Recolección de FGC extracrevicular.³⁷

En cambio, como vemos en la siguiente figura (figura 11), la técnica intracrevicular, a pesar de ser más traumática, se recogen muestras directas del surco gingival siendo más eficaz el muestreo de los posibles biomarcadores presente en el sitio. Su desventaja es que los resultados obtenidos pueden verse modificados por el sangrado. A pesar de ello, este método diagnóstico de recolección es el más empleado hasta el momento.^25,37

Figura 12. Recolección del FGC intracrevicular.³⁷

Estos test también son útiles para el seguimiento de la enfermedad. Se pueden comparar los niveles de biomarcadores antes y después del tratamiento realizado. Los estudios afirman que es necesario obtener muestra de varios biomarcadores y no, de uno solo. Los más utilizados son la IL- 17 y la AST. De igual manera se estudia la concentración de MMP-8 a través de estos test como indicador de inflamación de los tejidos periodontales.³⁷

Varios estudios realizados comparten que estos test clínicos dependen mucho de la cantidad de muestra que obtenga el operador. A día de hoy no hay una secuencia clínica ni un procedimiento estandarizado para realizar estos test de manera uniforme por todos los profesionales. Es por ello que, son utilizados como refuerzo del estudio periodontal que se realiza a cada paciente.

Por el momento, no es un método completamente fiable para utilizarlo de manera unánime para el diagnóstico de la enfermedad periodontal.³⁷

1.8.2 Tratamiento no quirúrgico:

El tratamiento no quirúrgico abarca técnicas de higiene, tartrectomías y raspado y alisado radicular (RAR), que se llevan a cabo en bolsas menores de 6mm.^20,22,36

La enfermedad periodontal se caracteriza por procesos de destrucción ósea y tisular, dentro de un ambiente inflamatorio crónico. Estos últimos activan la liberación de las MMP-8 y MMP-3 en su mayoría al sitio de lesión.14,17,22,33,35,36

El objetivo principal de la terapia de la enfermedad periodontal es reducir la inflamación y frenar la destrucción de los tejidos periodontales adyacentes al diente. A través del FGC, es

posible cuantificar la cantidad de MMP-8 y MMP-3, que existe antes y después del tratamiento no quirúrgico.^36,38

Los estudios afirman que existe una diferencia significativa en los niveles de las MMPs posteriores al RAR. Sin embargo, aunque los valores obtenidos en el diagnóstico de la enfermedad disminuyan considerablemente tras el tratamiento, esta reducción no conlleva a la regeneración por completo de los tejidos óseos ni tisulares.^36,37,38

Para conseguirlo es importante que, por parte del profesional, se realice la eliminación completa de la placa tanto supra como subgingival de manera mecánica (mediante curetas), ultrasónica o ambos.22,33,34,35

Ambas técnicas consiguen disminuir la profundidad de sondaje, sangrado y pérdida de inserción, siendo igualmente efectivas. La diferencia entre la técnica manual y la técnica ultrasónica radica en que, con ultrasonidos el tiempo de trabajo es menor y es menos lesiva en los tejidos blandos. Sin embargo, con la técnica manual el tiempo de trabajo es mayor, y la destreza del operador es importante tanto para realizar bien la técnica como para no lesionar los tejidos adyacentes.³³

Por otra parte, la profundidad de sondaje limita el uso de curetas, ya que éstas solo acceden a bolsas menores de 6mm, teniendo que utilizar tratamientos quirúrgicos para intentar disminuir o eliminar la patología en profundidades de sondajes mayores.³³

1.8.3. Tratamiento Quirúrgico:

El tratamiento quirúrgico tiene el mismo objetivo que el tratamiento no quirúrgico, aunque este es más agresivo. Hay varias técnicas quirúrgicas que se pueden poner en práctica, dependiendo de varios factores como el sitio de lesión o grosor de encía que se presente.³³

El desbridamiento de encía nos facilita tanto la visión como el acceso a la bolsa periodontal, consiguiendo una mayor limpieza y regularización de defectos óseos.^22,33

De esta manera el sitio de lesión quedará libre de placa bacteriana, lo que ayuda a reducir la inflamación de los tejidos y su recuperación. De igual manera que en el tratamiento no quirúrgico, los tejidos no vuelven a insertarse en su posición original por completo. Se vuelven a reestablecer las fibras colágenas que componen el LPD. (Figura 9).^22,33

Hoy en día, se conoce que el tratamiento quirúrgico ofrece grandes resultados con sus diferentes técnicas de abordaje. A pesar de ello, no existen hasta la fecha estudios científicos suficientes donde comparen los niveles de MMPs antes y después del tratamiento.³⁸

2.OBJETIVOS

El estudio de la etiopatogenia y evolución de la enfermedad periodontal (en todas sus formas como gingivitis, periodontitis aguda, crónica y agresiva) junto, con los factores predisponentes que intervienen en el desarrollo de esta patología, está en constante auge, con el objetivo de disminuir, controlar o eliminar los factores de riesgo que inducen su inicio.

Es por ello que, el papel de las metaloproteinasas en este campo, obtiene cada vez mayor interés según se ha ido profundizando en el estudio de estas enzimas: El estudio de su mecanismo de acción en el entorno oral, papel como biomarcador de la enfermedad y sus posibilidades terapéuticas que nos acercan a un diagnóstico y control más certero, específico y actual de la patología periodontal.

Por todo esto, es necesario revisar cual es el estado actual de conocimiento de estas enzimas en el área, planteándose en este estudio investigar diferentes aspectos con objeto de lograr los siguientes objetivos:

-Presentar una visión general y actualizada del papel de las metaloproteinasas en la enfermedad periodontal: cuáles son las más relevantes en esta patología y qué mecanismos llevan a cabo.

-Conocer los factores predisponentes más influyentes en el aumento de las metaloproteinasas en la enfermedad periodontal.

-Conocer el abordaje terapéutico más eficaz actualmente.

-Revisar los posibles abordajes terapéuticos en un futuro.

3. MATERIALES Y MÉTODOS

Para la elaboración de esta revisión bibliográfica, se ha realizado una búsqueda electrónica de la literatura en español e inglés. La información obtenida se ha consultado a través de plataformas digitales facilitadas alguna de ellas por la Biblioteca Crai Dulce Chacón, biblioteca online de la “Universidad Europea de Madrid”, permitiéndonos el acceso a “MEDLINE Complete”, “Pubmed”, “Scielo”, “Researchgate”, “Springer”, “Science Direct”, “Wiley online Library”y “SEPA”, en el periodo comprendido entre los años “2007 “ y “ 2021”.

Para la elaboración de las figuras 1-A y 2 se ha utilizado el programa Microsoft Word basándonos en las imágenes y explicaciones que aparecían en los diferentes artículos consultados. Además las figuras 1-B, 8 y 9 se han modificado a partir del programa Power Point traduciéndolas al español ya que su versión original aparecían en inglés.

Para acotar el cribado de la búsqueda bibliográfica se han seguido criterios de exclusión e inclusión de los resultados obtenidos, que se expresan a continuación:

Criterios de exclusión/ inclusión:

Para llevar a cabo la selección de los artículos que contengan información valiosa para la realización del trabajo, se han ido descartando:

-Artículos en idiomas diferentes al español e inglés.

-Artículos que no ofrecían texto y resumen completo.

-Artículos donde no el acceso no era público / autorizado.

-Artículos basados en estudios sobre animales.

-Artículos cuya información se ha quedado obsoleta con el paso del tiempo.

-Para la elaboración de la discusión, se han excluido artículos con más de 5 años de antigüedad.

En base a los criterios de exclusión, para elaborar este trabajo se han elegido los artículos que cumplían con los siguientes requisitos:

-Artículos en español e inglés.

-Artículos con publicación posterior desde al 2007 y hasta el 2020 para la elaboración de la introducción.

-Artículos de actualidad, con menos de 5 años de antigüedad desde su publicación, comprendidos entre 2015 y 2021 para la elaboración de la discusión.

-Artículos donde se debatían nuevas posibles terapias aún no consensuadas.

-Artículos de revistas y libros de reconocimiento científico.

Para la realización de la introducción se obtuvieron 47 artículos científicos inicialmente.

Finalmente, tras su revisión se seleccionaron 38 artículos aplicando los criterios de cribado anteriormente descritos para su realización. Estos mismos artículos más 19 se emplearon para apoyar la discusión, reuniendo un total de 56 artículos para el desarrollo del presente trabajo.

Para su selección se revisó el resumen, resultados y conclusión de dichos artículos junto con la aplicación de los criterios de inclusión y exclusión.

Para realizar la búsqueda se utilizaron las siguientes palabras clave: metaloproteinasas, inhibidores, diabetes, tabaco, biomarcador, matriz extracelular, líquido crevicular, ligamento periodontal , periodontitis, bolsa periodontal, sondaje, terapia no quirúrgica, terapia quirúrgica, antibioterapia, láser de diodo.

4. DISCUSIÓN

4.1. Abordajes Terapéuticos

Con respecto a los abordajes terapéuticos, nos encontramos diferentes autores que en sus estudios y artículos valoran la eficacia y vulnerabilidad de las distintas técnicas que hasta el momento se ponen en práctica.

Jorge Girano y cols, en su artículo “Manejo Quirúrgico de la Periodontitis” publicado en 2015, realizan una comparación de diferentes escuelas que analizan los resultados del tratamiento no quirúrgico y el tratamiento quirúrgico.³⁹

En la escuela de Michigan, obtuvieron como mejor resultado clínico, el tratamiento quirúrgico mediante la realización de colgajo de Widman Modificado, donde se obtuvieron diferencias significativas con respecto al nivel de inserción de las fibras y reducción de profundidad de la bolsa.³⁹

En cambio, en la escuela de Gotemburgo, optan por diferentes técnicas según el sondaje inicial que presente el individuo. Para bolsas de menos de 6 mm, la mejor técnica es el tratamiento no quirúrgico ya que se evitaría una pérdida agresiva de epitelio, en comparación con el tratamiento quirúrgico. Se indicó que el problema radicaba en que, para individuos que hayan sido tratados mediante el método quirúrgico, el mantenimiento de los niveles de inserción y profundidades de bolsa se complicaba.³⁹ Por último, en su estudio Girano y cols., incluyen la Escuela de Minessota la cual concluyó que según nuestro objetivo terapéutico obtendremos mayor beneficio utilizando una técnica u otra. Si nuestro objetivo es la reducción de la bolsa periodontal, la técnica más beneficiosa sería el tratamiento quirúrgico, en cambio, si nuestro objetivo es el aumento del nivel de inserción, el tratamiento no quirúrgico sería elelegido.³⁹