Role of the ACTN3 genotype in the morphofunctional balance of the stomatognathic system
Rôle du génotype d'ACTN3 dans l'équilibre morphofonctionnel de l'appareil manducateur
Résumé
Background: Dentofacial deformities and malocclusions are relatively prevalent afflictions,resulting in disharmony between tooth size and variations in jaw shape. Etiology involves acomplex interplay between genetics, functional interactions of musculoskeletal components,and oral and parafunctional habits. Facial asymmetry is a frequent comorbidity of dentofacial deformity which highly contributes to the genesis of temporomandibular disorders (TMD).ACTN3 is a particular gene of interest encoding α-actinin 3, a skeletal muscle myofibril anchorprotein that influences muscle performance and fiber type proportions. A common nonsensemutation R577X identified in the ACTN3 gene results in the lack of α-actinin 3 protein expression, diminishing fast contractile ability, enhancing endurance performance, and reducing bone mass or bone mineral density. We hypothesized that ACTN3 could be involvedin particular modifications of the histomorphometry of masseter muscles, and play a role in the genesis of dentofacial deformities, but also in self-reported bruxism and myofascial pain onset.Aims:- To study of the association between ACTN3 genotype and main dentofacial deformities,- To study the role ACTN3 genotype in condyle modeling stability and its contribution to the etiopathogenesis of TMD,- To study of the relationship between ACTN3 genotype, masseter muscle phenotype, and self reported-bruxism, and myofascial pain. Method: 237 consecutive patients undergoing surgical treatment of their dentofacial deformity were included. The preoperative data collection included the standardized assessment of TMD and oral dysfunctions and parafunctions, as well as a cephalometric analysis. Saliva samples were collected for genotypic analysis. Orthognathic surgery allowed bilateral sampling of the masseter muscle. Listed histomorphometric data included fiber type, the number of each fiber,their percentage of occupancy and their mean surface area. Results:1) ACTN3 genotype was significantly different for sagittal and vertical classifications ofdentofacial deformity with the clearest association being elevated R577X genotype in skeletalclass II malocclusion (p<0.003). This genotype also resulted in significantly smaller diameterof fast type-II fibers in masseter muscle (p<0.002).2) There was a very significant association (p<0.0001) between R577X alleles and condylemodeling, with the X allele (null polymorphism) elevated in the normal condyle modelinggroup.3) There were significant differences in genotypes for rs1815739 (R577X nonsense) (P = 0.001),rs1671064 (Q523R missense) (P = 0.005), and rs678397 (intronic variant) (P = 0.001) between bruxers and non-bruxers. Patients with self-reported bruxism presented a larger mean fiber areafor types IIA (P = 0.035). The mean fiber areas in individuals with the wild-type CC genotypefor rs1815739 (R577X) were significantly larger for type IIA fibers [1394.33 squaremicrometers (572.77)] than in those with the TC and TT genotypes [832.61 (602.43) and 526.58(432.21)] (P = 0.014).Conclusion: The ACTN3 577XX genotype is a protective factor against self-reported bruxism,and a fortiori against TMD, and it contributes to condyle modeling stability in dentofacialdeformity patients. Nevertheless, it is associated with architectural abnormalities in the sagittaland vertical dimensions, highlighting the role of unbalanced musculoskeletal functionaladaptations under genetic or epigenetic influences in the etiology of dentofacial deformities.
Contexte : Les dysmorphoses dentofaciales sont des anomalies de position des dents et des mâchoires sous l’influence de certains facteurs génétiques, de la fonction manducatrice, et de la présence de dysfonctions et parafonctions orales. L’asymétrie mandibulaire est une comorbidité fréquente des dysmorphoses dentofaciales et elle contribue significativement à la genèse des dysfonctions temporomandibulaires (DTM).ACTN3 est un gène d’intérêt qui code pour l’alfa-actinine 3, une protéine exprimée uniquement dans les fibres rapides. Son polymorphisme nucléotidique ACTN3 R577X résulte en l’absence de protéine alfa-actinine 3, conduisant à une diminution de l'activité contractile rapide, une amélioration des performances d'endurance et une réduction de la masse osseuse et de la densité minérale osseuse. Nous avons émis l’hypothèse qu’ACTN3 pouvait être impliqué dans des modifications particulières du statut histomorphométrique des muscles masséters, et jouer un rôle dans la genèse des dysmorphoses dentofaciales, mais également dans la survenue du bruxisme auto-déclaré et des douleurs myofasciales.Objectifs :• Rechercher une association entre le génotype d’ACTN3 et les principales dysmorphoses dentofaciales,• Étudier le génotype d’ACTN3 dans la stabilité condylienne et sa contribution à l’étiopathogénie des DTM,• Étudier la relation entre le génotype d’ACTN3, le phénotype musculaire massétérin et le bruxisme auto-déclaré et les douleurs myofasciales.Méthode : Nous avons inclus 237 patients consécutifs présentant une dysmorphose dentofaciale d’indication orthodontico-chirurgicale. Le recueil de données préopératoires comprenait l’évaluation standardisée des DTM et des dysfonctions et parafonctions orales, ainsi qu’un bilan téléradiographique. Des prélèvements salivaires étaient effectués en vue d’analyses génotypiques. La chirurgie orthognathique permettait de réaliser un prélèvement bilatéral des muscles masséters dans un objectif histomorphométrique. Étaient déterminés le type de fibres musculaires, leur nombre, leur surface moyenne et leur pourcentage d’occupation.Résultats :1) La fréquence du génotype d’ACTN3 était significativement différente pour les dimensions sagittales et verticales de l’architecture faciale, l'association la plus claire étant l’augmentation de la fréquence du génotype 577XX chez les patients présentant une dysmorphose dentosquelettique de classe II (p<0.003). Ce génotype était également associé à un diamètre significativement plus petit des fibres rapides de type II dans le muscle masséter (p<0.002).2) Il existait une association très significative (p<0.0001) entre les allèles R577X et le remodelage condylien chez les patients présentant une asymétrie faciale typique, l'allèle X(muté) étant plus élevé lorsque le modelage du condyle était normal.3) Il existait des différences significatives dans les génotypes pour rs1815739 (R577X non-sens)(P = 0.001), rs1671064 (Q523R faux-sens) (P = 0.005) et rs678397 (variant intronique) (P =0.001) entre les bruxeurs et les non-bruxeurs. Les patients présentant un bruxisme auto-déclaré présentaient une surface moyenne des fibres musculaires plus importante pour le type IIA (P =0.035). Les patients avec le génotype CC (type sauvage) pour rs1815739 (R577X) présentaient des surfaces moyennes des fibres de type IIA plus grandes [1394.33 micromètres carrés(572.77)] que ceux avec les génotypes TC [832.61 (602.43)] et TT [526.58 (432.21)] (P =0.014). Conclusion : Le génotype ACTN3 577XX est un facteur protecteur du bruxisme auto-déclaré,et à fortiori des DTM, et il participe à la stabilité condylienne chez les patients affectés par une dysmorphose dentofaciale. Néanmoins, il est associé à des anomalies architecturales dans les dimensions sagittale et verticale, soulignant le rôle d’adaptations fonctionnelles musculosquelettiques déséquilibrées sous influences génétiques ou épigénétiques dans l’étiologie des dysmorphose dentofaciales.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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