FAM20A in physiological and ectopic biomineralization
FAM20A dans la biominéralisation physiologique et ectopique
Résumé
Renal enamel syndrome (ERS) is a rare recessive disorder caused by loss-of-function mutations in FAM20A (20-member sequence similarity family A, OMIM 611062). ERS is characterized by hypoplastic enamel, hyperplastic gingiva with ectopic calcifications (renal, pulmonary, gingival), and delayed or failed tooth eruption. The complete phenotyping allowed us to confirm a fairly specific oral phenotype characterized by generally severe amelogenesis imperfecta, affecting both temporary and permanent dentition, dental eruption anomalies, gingival hyperplasia of varying severity and ectopic calcification at the gingival level but also pulp. The presence of ectopic mineralization in areas such as the conjugation foramina of the vertebrae has also been identified. Histopathologic analysis of the gingiva shows an enlarged papillary layer associated with aberrant angiogenesis and a lamina propia displaying significant changes in its extracellular matrix composition, including disruption of the collagen I fiber network. Ectopic calcifications are found throughout the connective gingival tissue. Immunomorphological and ultrastructural analyses indicate that the calcification process is associated with epithelial degeneration and transformation of the gingival fibroblasts to osteoblastic-like cells. Mutant gingival fibroblasts cultures are prone to calcify and abnormally express osteoblastic marker. The study of amelogenesis in the FAM20A KI mouse line (physiopathological model ERS) demonstrates that the absence of Fam20A causes the loss of orientation of the ameloblasts so that the enamel matrix cannot be deposited in an organized manner. This observation is in agreement with the changes in the morphology of the enamel. Taken together, these results reveal a potential role for FAM20A in preventing aberrant calcification of oral and extraoral tissues and highlight aspects of the pathogenesis of ERS.
Le syndrome rénal de l'émail (ERS) est un trouble récessif rare causé par des mutations de perte de fonction dans FAM20A (famille avec similarité de séquence 20 membres A, OMIM 611062). L'ERS est caractérisé par une hypoplasie de l'émail, une gencive hyperplasique avec des calcifications ectopiques (rénales, pulmonaires, gingivales) et un arrêt de l'éruption dentaire. Le phénotypage complet nous a permis de confirmer un phénotype bucco-dentaire assez spécifique caractérisé par une amélogenèse imparfaite généralement sévère, affectant à la fois la denture temporaire et permanente, des anomalies d'éruption dentaire, des hyperplasies gingivales de sévérité variable et des calcifications ectopiques au niveau gingival mais aussi pulpaire. La présence des minéralisations ectopiques dans des zones telles que les foramens de conjugaison des vertèbres ont été également identifiée. Les analyses histopathologiques de la gencive démontrent une couche papillaire élargie associée à une angiogenèse aberrante et une lamina propia présentant des changements significatifs dans la composition de matrice extracellulaire, y compris une perturbation du réseau de fibres de collagène I. Les analyses d'immunomorphologie et analyses ultrastructurales de calcification du tissu conjonctif de la gencive des patients ERS ont indiqué que le processus de calcification était associé à une dégénérescence épithéliale et à la transformation des fibroblastes gingivaux en cellules de type chondro/ostéoblastique. Les cultures de fibroblastes gingivaux mutants ont tendance à se calcifier et à exprimer de manière anormale des marqueurs ostéoblastique. L'étude de l'amélogénèse dans la lignée de souris FAM20A KI (modèle physiopathologique ERS) démontre que l'absence de Fam20A provoque la perte d'orientation des améloblastes de sorte que la matrice d'émail ne puisse pas se déposer de façon organisée. Cette observation est en accord avec les modifications de la morphologie de l'émail. L'ensemble de ces résultats révèlent un rôle potentiel de FAM20A dans la prévention de la calcification aberrante des tissus oraux et extra-oraux et mettent en évidence des aspects de la pathogenèse de l'ERS.
Origine : Version validée par le jury (STAR)