Características y funciones de MMP20 y KLK4 durante Amelogénesis humana : una revisión sistemática

Abstract

Amelogenesis is a highly complex and dynamic process with structural and extracellular changes in which the enamel ́s prisms are deposited and mineralized in different phases. During the secretory phase, an extracellular organic matrix is secreted, with proteins as a scaffold to deposit prisms. After, those proteins start to be degraded to perform the primary mineralization. During the maturation stage, proteins are completely degraded to allow the final and secondary mineralization of prisms. MMP20 (matrix metalloproteinase 20) and KLK4 (kallikrein-related peptidase 4) are the proteases that degrade the extracellular organic matrix, MMP20 in the secretory stage and KLK4 in a transition stage. Mutations of these have been related to altered enamel tissue as hypomatured, hypocalcified, and hypoplastic. These possible alterations due to these mutations make it highly important to know the characteristics and functions of these genes and proteases during human amelogenesis. These systematic reviews aim to address the roles of MMP20 y KLK4 in human amelogenesis to present their genetic characteristics, main functions, and alternate function during enamel development. Have been performed a systematic with the PRISMA method, collecting the necessary studies, resulting in 44 final studies. Also, the quantitative quality of their scientific evidence was analyzed using the ConQual method to allow their final inclusion and information extraction. MMP20 is the first protease to act in the secretory stage, performing signaling, mineral secretion organization, protein matrix degradation (primary function), and the KLK4 pro-form activation. KLK4 works in the maturation stage, also achieving proteolytic activity. The mutations of these genes have been related to the susceptibility and development of some enamel diseases: Amelogenesis Imperfecta (AI), Hypomineralization Molar-Incisive (MIH), and Dental Caries, due to the enamel alterations that they produce. In conclusion, we found that the functions of MMP20 and KLK4 are crucial to the correct enamel development. Their changes by deficient proteolytic activity alter the final enamel tissue, which can be susceptible to developing enamel diseases.

La amelogénesis, un proceso altamente complejo y dinámico, comprende cambios estructurales y extracelulares, para permitir la maduración y completa mineralización del tejido. Para ello, los ameloblastos segregar una matriz proteica que sirve como andamiaje a la primera mineralización (primaria), que después es removida para finalizar la mineralización (secundaria). MMP20 (metaloproteinasa de la matriz 20) y KLK4 (peptidasa 5 relacionada con calicreína) son las proteasas encargadas de degradar las proteínas para su remoción; pero sus mutaciones se han relacionado con un tejido del esmalte alterado y deficiente. Por lo cual es de suma importancia conocer las características y funciones de estos genes y proteasas durante la amelogénesis humana. Así, el objetivo de esta revisión sistemática es abordar los roles de MMP20 y KLK4 en la amelogénesis humana para presentar sus características genéticas, funciones principales y funciones alternas durante el desarrollo del esmalte. Se realizó una revisión sistemática con el método PRISMA, recolectando los estudios necesarios, obteniendo un total de 44 estudios. Asimismo, se analizó la calidad cuantitativa de su evidencia científica mediante el método ConQual, para permitir su inclusión final y la extracción de información. MMP20 es la primera proteasa que actúa en la etapa secretora, realizando señalización, organización de la secreción mineral, degradación de la matriz proteica (función principal) y activación de la proforma de KLK4. La cual actúa en la etapa de maduración, ejerciendo también actividad proteolítica. Las mutaciones de MMP20 y KLK4 se han relacionado con la susceptibilidad y desarrollo de algunas enfermedades del esmalte, tales como Amelogénesis Imperfecta (AI), Hipomineralización Molar-Incisiva (MIH), y Caries Dental, debido a las alteraciones del esmalte que producen. Como conclusión, las funciones de MMP20 y KLK4 son cruciales para el correcto desarrollo del esmalte y los cambios producidos por su actividad proteolítica deficiente conducen a alteraciones en el tejido final del esmalte, que pueden ser susceptibles al desarrollo de enfermedades del esmalte.