Régulations de l'expression de gènes de l'incisive de rat au cours d'une exposition chronique au fluor : impact sur la minéralisation et la coloration des dents de rongeurs

Regulation of gene expression in rat incisor during fluoride chronic exposure. Resulting impact on mineralization and enamel coloration

• Auteur / Autrice : Sophia Houari
• Direction : Sylvie Babajko
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et physiopathologie
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Odontoblastes

Minéralisation (biologie)

Fluor -- Effets physiologiques

Teneur en fer

Émail dentaire

Dentine

Améloblastes

Résumé

Le fluor pourtant indiqué pour prévenir les lésions carieuses, est un agent hypominéralisant de l'émail à fortes doses. Son effet en tant qu'inhibiteur enzymatique ou élément constituant de la fluoroapatite a été décrit depuis des décennies. Par contre, son activité sur la modulation d'expression de ge��nes n'a été reportée que récemment par analyse transcriptomique. Parmi ses gènes cibles, l'asporine, un Small Leucine Rich Repeat Protein a retenu notre attention car elle est impliquée dans les processus de minéralisation. Son expression a été analysée dans l'émail, la dentine et l'os environnant l'incisive à croissance continue de rat, par des approches expérimentales qualitatives et quantitatives couplées à des analyses du minéral. Nos résultats montrent que le fluor augmente l'expression de l'asporine dans l'émail et la diminue dans la dentine. Or, l'asporine est pro-minéralisante dans la dentine mais anti-minéralisante dans l'émail. Ces modulations conduisent à une hypominéralisation de l'émail et de la dentine. Par ailleurs, nous montrons que le fluor induit une décoloration des incisives en modulant le métabolisme du fer. En effet, l'invalidation d'un allèle de la chaîne lourde de la ferritine chez des souris induit une perte de pigmentation aggravée par l'administration de fluor. Nos résultats indiquent que le fer est impliqué dans la coloration de l'incisive et dans la qualité de l'émail des rongeurs. Ce travail apporte une aide à la compréhension du mode d'action du fluor dans la fluorose dentaire. Les hypominéralisations résultant de l'exposition à différents agents sont discutées et demandent à être caractérisées pour comprendre la baisse de sensibilité au fluor.

Fluoride, used to prevent caries at low doses leads to enamel hypomineralization at high doses. Indeed, the effect of fluoride as inhibitor of enzymatic activities or fluoroapatite component has been described for decades. However, its activity on gene expression modulations has been only recently reported by us, using a transcriptomic approach. Among the selected fluoride target genes, the asporin gene, a member of « Small Leucine Rich Repeat Protein » family, appeared particularly interesting as it is tightly involved in mineralization processes. Asporin expression was analyzed in enamel, dentin and the surrounding bone in rat incisor that grows continuously by qualitative and quantitative experimental approaches coupled to minerai analyzes. Our results show that the fluoride increases asporin expression in enamel and decreases it in dentin. However, asporin has a pro-mineralizing effect in dentin and inversely anti¬mineralizing in enamel thus leading to hypomineralization of both tissues. In addition, we showed that fluoride induces dental discoloration by modulating iron metabolism. Indeed, the deletion of the ferritin heavy chain (HFt) in mice induces a loss of pigmentation exacerbated by the chronic exposure to fluoride. Our results demonstrate that iron is involved, firstly in enamel coloration and secondly in enamel quality. These results provide valuable support to understand the mechanism of action of fluoride in dental fluorosis. The hypomineralizations resulting from simultaneous exposure to various agents are discussed and need to be characterized in order to understand the decrease in sensitivity to fluoride recently described.