Douleur dentaire et sensibilité au froid : le rôle des odontoblastes

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Les odontoblastes, les cellules qui forment la dentine d’une dent, ont une fonction récemment découverte : détecter le froid, qui peut provoquer des douleurs dentaires ; Mais les scientifiques ont également trouvé un moyen de bloquer le passage aux dents sensibles au froid.

HÔPITAL GÉNÉRAL DU MASSACHUSETTS

BOSTON – Des chercheurs rapportent dans Science Advances qu’ils ont découvert une nouvelle fonction pour les odontoblastes, les cellules qui forment la dentine, la coquille située sous l’émail des dents qui recouvre la pulpe dentaire molle qui contient les nerfs et les vaisseaux sanguins.

"Nous avons constaté que les odontoblastes, qui soutiennent la forme des dents, sont également responsables de la détection du froid", explique le pathologiste Jochen Lennerz, MD, PhD, l’un des principaux auteurs de l’article et directeur médical du Centre de diagnostic intégré de l’Hôpital général. du Massachusetts. (MGH).

"Cette recherche apporte une nouvelle fonction à cette cellule, ce qui est passionnant d’un point de vue scientifique fondamental. Mais nous savons désormais également comment interférer avec cette fonction de détection du froid pour inhiber les douleurs dentaires."

Les dents qui font mal à cause du froid peuvent survenir pour de nombreuses raisons. De nombreuses personnes ont ressenti de fortes douleurs liées au froid lorsque, par exemple, elles ont un trou dans une dent provenant d’une alvéole non traitée.

Mais les dents peuvent aussi devenir très sensibles au froid en raison de l’érosion des gencives due au vieillissement. Certains patients cancéreux traités par chimiothérapies à base de platine présentent une extrême sensibilité au froid dans tout le corps. "Une brise sur le visage se traduit par une douleur extrême dans les dents, qui peut même amener certains patients à arrêter de recevoir un traitement", explique Lennerz.

Les maux de dents sont notoirement difficiles à étudier. La dureté d’une dent en fait un tissu difficile à étudier et provoquer des douleurs dentaires chez l’homme nécessite d’ouvrir la dent. L’équipe de chercheurs a donc mené des expériences sur des souris dont les molaires ont été forées sous anesthésie.

Les souris présentant des lésions dentaires affichent de la douleur dans leur comportement ; Ils boivent par exemple jusqu’à 300 % plus d’eau sucrée que leurs congénères sans lésions dentaires. Lors de recherches antérieures, l’équipe de chercheurs avait découvert TRCP5, une protéine codée par le gène TRCP5 qui est exprimée dans les nerfs de nombreuses parties du corps. Leur découverte antérieure a permis aux chercheurs de se concentrer sur TRCP5 en tant que médiateur de la douleur causée par le froid.

En étudiant des souris génétiquement modifiées qui ne possédaient pas le gène TRCP5 , les chercheurs ont découvert que les souris dont les dents étaient blessées ne présentaient pas de comportement de consommation d’alcool accru et se comportaient comme des souris sans blessures dentaires.

"Nous avons maintenant la preuve définitive que le capteur de température TRCP5 transmet le froid à travers l’odontoblaste et active les nerfs, créant ainsi une douleur et une hypersensibilité au froid", explique Lennerz. "Cette sensibilité au froid peut être le moyen utilisé par le corps pour protéger une dent endommagée contre d’autres blessures."

Plus précisément, en réponse au froid, la protéine TRCP5 ouvre des canaux dans la membrane des odontoblastes, permettant à d’autres molécules, comme le calcium, d’entrer et d’interagir avec la cellule. Si la pulpe de la dent est enflammée à partir d’une cavité profonde, par exemple, TRCP5 est surabondant, provoquant une augmentation de la signalisation électrique via les nerfs qui émergent de la racine de la dent et se dirigent vers le cerveau, où la sensation est perçue. douleur.

Lorsque les gencives reculent à cause du vieillissement, les dents peuvent devenir hypersensibles car les odontoblastes ressentent le froid dans une région nouvellement exposée de la dent.

"La plupart des cellules et des tissus ralentissent leur métabolisme en présence de froid, c’est pourquoi les organes des donneurs sont mis sur la glace", explique Lennerz. "Mais TRPC5 rend les cellules plus actives dans le froid, et la capacité des odontoblastes à détecter le froid grâce à TRPC5 rend cette découverte si passionnante."

Lennerz a confirmé la présence de la protéine TRPCS dans les dents humaines extraites, ce qui constituait un tour de force technique. "Nos dents n’ont pas besoin d’être coupées en couches ultra-fines pour les étudier au microscope", explique Lennerz, qui a d’abord dû décalcifier les dents et les mettre dans de la résine époxy avant de les couper et d’identifier les canaux TRPC5 dans le odontoblastes.

L’équipe de recherche a également identifié une cible médicamenteuse visant à minimiser la sensibilité dentaire au froid. Depuis des siècles, l’huile de clou de girofle est utilisée comme remède contre les douleurs dentaires. L’agent actif de l’huile de clou de girofle est l’eugénol , qui bloque TRCP5.

Des dentifrices contenant de l’eugénol sont déjà sur le marché, mais les résultats de cette étude pourraient conduire à des applications plus puissantes pour traiter les dents hypersensibles au froid. Et l’eugénol pourrait avoir de nouvelles applications, comme le traitement systémique des patients présentant une extrême sensibilité au froid due à la chimiothérapie. "Je suis impatient de voir comment d’autres chercheurs appliqueront nos découvertes", déclare Lennerz.

Discussion

La sensibilité dentinaire comme sensation thermomécanique

Cette étude visait à découvrir le mécanisme moléculaire de détection du froid dans les dents. En utilisant une nouvelle préparation de la mâchoire et des nerfs qui nous a permis d’enregistrer l’activité électrique propagée à partir de dents intactes, nous avons identifié TRPC5 et TRPA1 comme capteurs moléculaires du froid et les odontoblastes comme sites de transduction du froid.

Ce modèle expérimental nous a permis de combler une lacune importante dans notre compréhension des maux de dents puisqu’il s’agit du premier modèle permettant d’évaluer le système sensoriel dentaire dans l’ensemble de son contexte anatomique et, nécessairement, physiologique chez la souris transgénique. Ceci est essentiel car, contrairement à toute autre partie du corps, l’anatomie dentaire fonctionnelle pose des problèmes complexes de détection des stimuli physiques nocifs.

L’emplacement de la couche de cellules odontoblastiques dans la zone la plus externe de la pulpe dentaire en fait une barrière naturelle entre les tissus durs minéralisés et la pulpe dentaire molle. Chaque odontoblaste possède un processus qui fait saillie dans un tubule dentinaire où il est immergé dans le liquide dentinaire. Son corps et ses processus cellulaires sont entourés de nerfs sensoriels non myélinisés dans les 100 premiers μm de la frontière odontoblaste-prédentine. Cet arrangement hiérarchique unique, depuis l’émail à l’échelle macroscopique jusqu’aux microtubules dentinaires remplis de liquide jusqu’aux canaux ioniques au niveau moléculaire, constitue la base structurelle du codage thermique de la douleur.

En résumé , nos données élucident les composants moléculaires et cellulaires du système de détection du froid dentaire et montrent que la transduction sensorielle des stimuli froids dans les dents nécessite des odontoblastes. Par conséquent, les modèles de neurones en culture ne suffisent pas à eux seuls à capturer les complexités fonctionnelles de la détection du froid dentaire. TRPC5 est un capteur de froid dans les dents saines et, avec TRPA1, suffit à la détection du froid.

Dans des conditions inflammatoires humaines avec pulpe dentaire blessée ou persistante, l’expression de TRPC5 est augmentée dans les axones sensoriels.

L’odontoblaste apparaît comme le site direct de transduction du froid TRPC5 et fournit un mécanisme de détection prolongée du froid grâce à la sensibilité relative de TRPC5 au [Ca2+] intracellulaire et au manque de désensibilisation. TRPM8, en revanche, est régulé négativement dans l’inflammation et, avec ses propriétés biophysiques contrastées et son emplacement dans les odontoblastes prédentinaux de l’émail coronaire, peut déclencher des réponses au froid plus transitoires ou indiquer une fonction différente (par exemple, en tant qu’osmocapteur similaire à TRPM8 dans la cornée).

En plus d’être un capteur de froid odontoblastique, TRPC5 peut signaler une douleur prolongée et agir comme un capteur de stress oxydatif lors d’une inflammation.

À cet égard, TRPC5 pourrait constituer une cible efficace pour le traitement de l’hypersensibilité dentinaire et des douleurs dentaires inflammatoires. Le principal ingrédient de l’huile de clou de girofle (Syzygium spiceum), l’eugénol, est utilisé depuis des siècles comme analgésique en dentisterie et inhibe les courants TRPC5.

Dans la course aux armements évolutive entre les dents et la nourriture, l’odontoblaste, avec son processus allongé s’étendant au-delà de la frontière entre la dentine et l’émail, satisfait le besoin d’un nocicepteur spécialisé au sein d’une coque résistante. Nous proposons que les odontoblastes nous alertent des dommages dentaires causés par des objets extracorporels à basse température.