GENETISCHE RELATIE TUSSEN SCHISIS EN TANDAGENESIE?

Transcriptie

1 FACULTEIT GENEESKUNDE SCHOOL VOOR TANDHEELKUNDE, MONDZIEKTEN EN KAAKCHIRURGIE KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN GENETISCHE RELATIE TUSSEN SCHISIS EN TANDAGENESIE? Annelies Kellens Verhandeling aangeboden tot het behalen van het diploma van Tandarts Promotor: Prof. C. Carels

2 FACULTEIT GENEESKUNDE SCHOOL VOOR TANDHEELKUNDE, MONDZIEKTEN EN KAAKCHIRURGIE KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN ANNELIES KELLENS Genetische relatie tussen schisis en tandagenesie? Promotor: Prof. C. Carels

3 I Dankwoord Dank aan Prof C. Carels voor de steun en begeleiding bij het schrijven van mijn capita. Dank aan mama en papa voor jullie steun en geloof in alles wat ik doe, dank u voor alle kansen die jullie mij gegeven hebben. Dank u mama voor alle goede zorgen tijdens de blok- en examenperiodes. Dank u voor de steun bij het tot stand komen van mijn capita. Dank aan broers en zus voor alle fijne momenten en voor de steun van de afgelopen jaren. Dank aan Kristof voor al zijn steun, vriendschap en liefde. Bedankt om er altijd voor mij te zijn.

4 II Inhoudsopgave Algemene Inleiding... 1 Hoofdstuk 1 : Schisis Definitie Prevalentie en incidentie Normale ontwikkeling van de kaken Etiologie Erfelijkheid Exogene factoren Herhalingsrisico Hoofdstuk 2 : Agenesie Defintie Prevalentie Normale tandontwikkeling Etiologie van agenesie Erfelijkheid Exogene factoren Hoofdstuk 3 : Onderzoek naar de erfelijkheid van schisis en agenesie Tweelingenonderzoek Waarom tweelingenonderzoek? Zygositeit van de tweeling Soorten tweelingenonderzoek Resultaten van tweelingenonderzoek in verband met schisis Resultaten van tweelingenonderzoek in verband met agenesie Hoofdstuk 4 : Zijn schisis en agenesie genetisch gerelateerd? Studies naar een genetische link tussen niet-syndromale schisis en agenesie Studies met muizen Familie-onderzoek... Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd. 4.2 Chromosomale afwijkingen en single gene disorders Van der Woude syndroom... 33

5 1 Algemene inleiding Schisis en tandagenesie zijn frequent voorkomende congenitale afwijkingen. Het is dan ook logisch dat veel onderzoek gebeurt naar de etiologie van beide afwijkingen. Voornamelijk genetische maar ook omgevingsfactoren worden onderzocht. Tweelingenonderzoek is één methode om de relatieve bijdrage van genetische en omgevingsfactoren te ontrafelen, vooral bij multifactorieel bepaalde afwijkingen. Ook zijn deze onderzoeken van grote waarde voor de analyse van de discordantie tussen een tweelingenpaar voor een bepaalde afwijking. Doel van dit werk is om de huidige stand van zaken over de kennis omtrent de etiologie van schisis en agenesie te beschrijven. Tevens zoek ik in de wetenschappelijke literatuur naar evidentie over een eventuele genetische link tussen beide kenmerken. Ik start met een overzicht van de etiologie van schisis. Vervolgens ga ik dieper in op de pathogenese van tandagenesie en behandel ik tweelingenonderzoek om te eindigen met een bespreking van studies die een genetische link tussen beide afwijkingen suggereren.

6 2 Hoofdstuk 1 : Schisis 1.1 Definitie Schisis is een Grieks woord en betekent spleet/splijting (Stegenga. 2000). Een spleet wijst op een stoornis in de ontwikkeling van het embryo (Devriendt et al. 2008). In medische zin gebruikt men deze term voor een groep aangeboren afwijkingen waarbij de lip, kaak en/of gehemelte gespleten kunnen zijn (Stegenga. 2000). Orofaciale spleten worden ingedeeld in syndromaal of niet-syndromaal (geïsoleerd), afhankelijk van de aanwezigheid van nog andere congenitale defecten of ontwikkelingsstoornissen (Lidral et al. 2004). De spleten kunnen uni- of bilateraal voorkomen en kennen meerdere verschijningsvormen (Stegenga. 2000): Lipspleet (cheiloschisis) Lip en kaakspleet (cheilognathoschisis) Lip, kaak en gehemeltespleet (cheilognatopalatoschisis) Geïsoleerde gehemeltespleet (palatoschisis) Figuur 1. Schematische voorbeelden van enkele vormen van schisis (Stegenga. 2000, p 383) A. Unilaterale cheilognathoschisis B. Unilaterale cheilognathopalatoschisis C. Cheilognathopalatoschisis duplex D. Geïsoleerde palatoschisis

7 3 1.2 Prevalentie en incidentie Lip, kaak en/of gehemeltespleten behoren tot de meest frequente geboortedefecten. De incidentie van lip, lipkaak en lipkaakgehemelte spleet bij pasgeborenen is ongeveer 1 op 1000 per jaar en doet zich 2 keer zoveel voor bij jongens dan bij meisjes (Stegenga. 2000). Geïsoleerde gehemeltespleet is minder voorkomend, volgens Lidral et al. (2004) ongeveer 1 op 5000 volgens Stegenga. (2000) ongeveer 1 op 2000 geboortes. Het komt meer voor bij het vrouwelijk geslacht (Lidral et al. 2004, Stegenga. 2000). In 50% van de gevallen gaat het om een gecombineerde vorm van schisis (lipkaak of lipkaakgehemelte spleet (CL/P)). Een geïsoleerde gehemeltespleet (CP) of lipspleet (CL) doet zich voor in 25% van de gevallen (Stegenga. 2000). De prevalentie van orofaciale schisis is afhankelijk van de etnische achtergrond, geografische origine (hoogste incidentie bij de Aziatische bevolking) en socio economische status (Lidral et al. 2004, Van den Boogaard et al. 2000, Warrington et al. 2006). Syndromale schisis zien we voor lip, lipkaak en lipkaakgehemelte spleet in 1% en voor gehemeltespleet in 8% van de gevallen. In de andere 99% en 92% doet schisis zich voor als een niet-syndromale afwijking (Stegenga. 2000). Bij deze individuen zien we bepaalde dentale karateristieken, waaronder hypodontie, frequenter dan bij gewone individuen (Eerens et al. 2001). Uitzonderlijke gevallen zoals mediane lipspleet komen maar zelden voor (Van Esch et al. 2008).

8 4 1.3 Normale ontwikkeling van de kaken Het basisprincipe van de normale processen die betrokken zijn bij de vorming van gehemelte en gelaat, is het met elkaar versmelten van uitgroeiende mesenchymale processi (Stegenga. 2000). In het gelaat ontstaan deze zwellingen in de loop van de 5 de en 6 de week van de embryonale ontwikkeling. De processus nasalis lateralis, processus nasalis medialis, processus maxillaris en processus mandibularis fusioneren zowel mediaan als paramediaan waaruit de structuren van neus, filtrum, bovenlip, bovenkaak en onderkaak worden gevormd (Van Esch et al. 2008, Stegenga. 2000). Rond de 12 de week ontstaat het gehemelte op gelijke wijze. Het primaire deel van het palatum wordt gevormd uit dezelfde processi die zorgen voor de vorming van neus en filtrum. Het secundaire palatum ontstaat door de fusie van de processi palatini (Van Esch et al. 2008, Stegenga. 2000). Het verhemelte, de bovenste processus alveolaris en de bovenlip worden dus deels uit dezelfde structuren gevormd. Dit verklaart waarom een lipspleet samen kan voorkomen met een kaakspleet en/of met een verhemeltespleet (Devriendt et al. 2008). 1.4 Etiologie De sluiting van lip, kaak en gehemelte is één van de meest complexe morfogenetische processen. Een spleet ter hoogte van deze structuren is het resultaat van een onvolledige of afwezige fusie van processi. Deze onvolledige fusie vindt meestal niet plaats op de middenlijn maar lateraal ervan, zowel links en rechts waar deze twee structuren met elkaar versmelten (Devriendt et al. 2008). Schisis ontstaat reeds vroeg in de zwangerschap aangezien het gelaat en gehemelte zich in de vroeg embryonale periode ontwikkelen (tussen de drieëneenhalf en twaalf weken) (Stegenga. 2000). Naar oorzaak van niet syndromale orofaciale schisis onderscheiden we twee aparte aandoeningen. Enerzijds bestaat er een verhemeltespleet (CP), anderzijds is er een aandoening waarbij er steeds een lipspleet is, al of niet gecomplexeerd met een kaak-

9 5 en/of verhemeltespleet (CL/P) (Devriendt et al. 2008). Het foramen incisivum vormt in feite het scheidingspunt tussen de lipkaakspleten en de gehemeltespleten. Spleten die zowel voor als achter dit foramen liggen noemt men de lipkaakgehemeltespleten (Devriendt et al. 2008, Stegenga. 2000) Er wordt dus een onderscheid gemaakt tussen syndromale en niet-syndromale schisis. Men neemt aan dat beide een verschil hebben in de etiologie (Lidral et al. 2004). Syndromale schisis heeft een Mendeliaanse wijze van overerving en is dus makkelijk te linken aan ziektegenen (Lidral et al. 2004). De niet-syndromale schisis daarentegen wordt algemeen verondersteld familiaal te zijn maar er is geen eenvoudig patroon van overerving gekend. Bij CL/P is de oorsprong meer complex en verloopt de genetische overdracht niet volgens de klassieke regels van Mendel. Niet syndromale schisis wordt gekarakteriseerd door een genetische heterogeniciteit, ongetwijfeld veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder zowel genetische- als omgevingsfactoren (Karsten et al. 2005, Mitchell et al. 2002). Meerdere epidemiologische studies hebben de invloed van beide op het risico van geboortedefecten, waaronder schisis, aangetoond (Christensen et al. 1992, Devriendt et al. 2008, Modesto et al. 2006, Van den Boogaard et al. 2000). De genetische invloed op schisis is reeds geruime tijd gekend. Hoewel duidelijk is dat deze factoren een belangrijke oorzakelijke rol hebben, is de bepaling van de invloed van de genetica versus die van de externe factoren in de etiologie van schisis moeilijk (Nordstrom et al. 1996) Erfelijkheid Eén van de belangrijkste oorzaken van schisis is een afwijking in het genetisch materiaal. Bij de overerving kan sprake zijn van multifactoriële, monofactoriële en chromosomale storingen/afwijkingen (Stegenga. 2000). Multifactoriële erfelijkheid De sluiting van lip,kaak en gehemelte is een ingewikkeld proces en mogelijks zijn hierbij honderden genen betrokken. De optelsom van de verschillende bijdrage van deze genen bepaalt het ontwikkelingsproces van de bovengenoemde structuren. Men spreekt van een additief multifactorieel bepaald ontwikkelingsproces (Stegenga. 2000).

10 6 Hoewel er geen specifieke oorzakelijke gen mutaties geïdentificeerd zijn bij niet syndromale schisis, zijn er wel een aantal kandidaat genen (Karsten et al. 2005). Recent onderzoek suggereert dat 3 tot 14 interagerende genen een goed model voorzien voor de genetische effecten in schisis (Vieira et al. 2005, Van den Boogaard et al. 2000, Modesto et al. 2006). In veel van deze genen kunnen varianten voorkomen. Deze resulteren niet zonder meer in pathologische gevolgen omdat de overige normale genen dit kunnen opvangen. Het compensatiemechanisme is echter niet gelimiteerd. Wanneer de bijdrage van de gezonde genen in de groep afneemt tot beneden een bepaalde drempel, wordt het genetische defect klinisch zichtbaar. Dit wil dus zeggen dat elke variant maar in beperkte mate bijdraagt tot het ontstaan van schisis en dat deze kleine defecten vaak moeilijk op te sporen zijn. Het voorkomen van een CL/P en CP is afhankelijk van de additieve effecten van verschillende genen, elk met een minor effect samen met één of meerdere omgevingsfactoren (Nordstrom et al. 1996). Onderzoek naar al deze varianten is noodzakelijk maar dan nog is de aanwezigheid van een genetische variant op zich onvoldoende om de oorzaak te bepalen (Devriendt et al. 2008). Monogenetische overerving Er zijn ook een aantal individueel functionerende genen betrokken bij de morfogenese van de bovenlip, kaak en gehemelte. Omdat deze genen ook op andere plaatsen in het organisme van specifieke betekenis zijn, zal een mutatie van deze genen zich klinisch manifesteren als een erfelijke aandoening met een karakteristiek patroon en afwijkingen. Men noemt dit een pleiotroop gendefect. Dit verklaart het optreden van schisis als onderdeel van een groot aantal syndromen en aangeboren afwijkingen. De overdrachtspatronen van dit soort mutaties volgen de klassieke Mendeliaanse modellen van autosomale of geslachtsgekoppelde dominante of recessiviteive overerving. Bij familiaal aanwezige afwijkingen zijn de herhalingsrisico s in de orde van grootte van 25-50% en, anders dan bij de multifactoriële erfelijkheid, bovendien constant (Stegenga. 2000). Vb: IRF 6 (Van der Woude syndroom) (Lidral et al. 2004).

11 7 Chromosomale afwijkingen Uit het voorgaande blijkt dat één genmutatie mogelijk ingrijpende pathologische gevolgen kan hebben. Ook kwantitatieve afwijkingen van één chromosoom, zoals vb trisomie, zonder verandering van de op dit chromosoom aanwezige genen, kunnen uitgebreide aangeboren afwijkingen veroorzaken. Hoe complexer een ontwikkelingsproces is, hoe groter de kans dat genen, die dit proces mee sturen, op vele van de 23 chromosomenparen aanwezig zijn. Het is dan ook niet verwonderlijk dat schisis bij een groot aantal chromosomale syndromen wordt aangetroffen. Palatoschisis komt in samenhang met deze syndromen vaker voor dan lip, kaak en lipkaakgehemelte schisis (Stegenga. 2000). Syndromale schisis is dus het gevolg van monogenetische overerving of chromosomale afwijkingen. Vele auteurs zijn echter geïnteresseerd in de etiologie van niet-syndromale schisis. Dat verschillende genen en omgevingsfactoren aan de basis liggen van deze afwijking is reeds geweten. Verschillende studies toonden reeds een aantal genen aan die geassocieerd kunnen worden met het voorkomen van niet-syndromale orofaciale schisis. Van den Boogaard et al. (2000) screende verschillende kandidaat genen voor orofaciale schisis, onder andere TGFA, BCL3, DLX2, MSX1 en TGFB3. Associatie werd gevonden tussen CL/P met MSX1 en TGFB3, ook tussen CP en MSX1. Vieira et al. (2005) vond bij het screenen van 20 mogelijk oorzakelijke genen resultaten die dit bevestigde. Verder werden SPRY2 en TBX10 ook geassocieerd met schisis en werd er daarenboven een link aangetoond tussen FGFR1 met zowel de syndromale als de geïsoleerde vorm van schisis. Ook in de studie van Etheredge et al. (2005) kwamen mutaties in MSX1, TGF en RARA in de cases met CL/P aan bod. Warrington et al. (2006) vond mutaties in de genen TGFA, MSX1, TGFB3, RARA, CLPTM1, BCL3 die geassocieerd kunnen worden met schisis. MSX1 is een non-clustered homeobox gen en afwijkingen van dit gen zijn mogelijk één van de belanrijkste oorzaken voor niet-syndromale CL/P bij mensen (Modesto et al. 2006). Doorheen de jaren zijn er zowel studies op mensen als dieren die een associatie aantoonden tussen schisis en MSX1 (Modesto et al. 2006, Lidral et al. 2004). Zowel vormen van familiale schisis (Vastardis et al. 1996) als geïsoleerde schisis (Jezewski et al. 2003) werden gelinkt met dit gen.

12 8 Verder tonen data van genetische studies een bijdrage van het MSX1 gen aan bij CL/P in combinatie met agenesie (Slatyton et al. 2003) en bij geïsoleerde agenesie (Viera et al. 2004). Vieira et al. (2005) vond bij het screenen van kandidaat genen bij cases verschillende mutaties van MSX1 die niet gevonden werden bij de meer dan 1000 controles. Afwijkingen van de genen SPRY2 en TBX10 zijn ook reeds geassocieerd met schisis. Viera et al. (2005) vond mutaties van beide genen bij een aantal van de cases maar ook bij een aantal controles waar geen orofaciale schisis aanwezig was. Dit kan er op wijzen dat deze mutatie een toegevoegde functie heeft in de etiologie van CL/P. Warrington et al. (2006) daarentegen vond dezelfde mutaties ook terug bij een aantal cases en bij geen enkele van de controles. De associatie van het TGFA gen met CL/P is zeer variabel. Vieira et al. (2005) steunde deze associatie, zij het als een kleiner risico. Etheredge et al. (2005) vond verschillende varianten van dit gen in cases met CL/P. Vergeleken met eerdere studies (Chenevix- Trench et al. 1992, Ardinger et al. 1989) zijn er bepaalde varianten die vaker voorkomen in associatie met schisis dan andere. Van IRF6 is bewezen is dat het een sterk oorzakelijke kandidaat is voor een vorm van syndromale schisis, namelijk het Van der Woude syndroom (VWS). Het leidt ertoe om te kijken op genetisch niveau of IRF6 ook direct kan betrokken zijn bij niet-syndromale schisis of dat het kan dienen als modifier, een gen dat niet uit zichzelf de oorzaak is van de spleet maar wel de graad van ernstigheid bepaalt. Aangezien er zoveel klinische overlap is tussen beide, verwachten we dat gelijkaardige genen en zelfs dezelfde genen een rol kunnen spelen bij zowel de syndromale als de niet syndromale orofaciale spleten (Kondo et al. 2002). Het gen behoort tot een familie van genen die betrokken zijn bij de immuunrespons aan virale infecties. Murray et al. (2002) is op zoek naar virale infecties tijdens de vroege zwangerschap die een rol zouden kunnen spelen in de oorzaak van CL/P en CP. Maar daar is tot op heden nog geen enkel sterk bewijs voor. Vieira et al. (2005) had eerder al aangehaald dat IRF6 een mogelijke veroorzaker was voor het VWS, maar volgens een andere studie van Vieria et al. (2005) kon het ook een modificerende functie uitoefenen bij geïsoleerde schisis.

13 9 Verder zouden volgens verschillende studies één of meerdere genen op 19q13 een oorzakelijke rol kunnen spelen (Modesto et al. 2006). PVR is een menselijk poliovirus receptor waarvan gezegd wordt dat het een rol zou kunnen spelen in de etiologie van niet syndromale CL/P (Warrington et al. 2006). PVRL1 is een poliovirus receptor related 1 en wordt vaak gelinkt aan het ontstaan van ectodermale dysplasie en syndromale schisis. Data suggereren dat wanneer men heterozygoot zou zijn voor een mutatie, men dan een verhoogd risico is voor nietsyndromische schisis (Warrington et al. 2006). PVRL2 is een poliovirus receptor related 2 die oorspronkelijk gevonden werd bij knaagdieren, homoloog aan het menselijk PVR. Het is een kandidaat gen die mogelijk een rol speelt in de etiologie van CL/P waarvan de functie niet gekend is (Warrington et al. 2006). Andere genen op 19q13 die mogelijk verband houden met de pathogenese van orofaciale schisis zijn CLPTM, BCL3 en APOC2 (Warrington et al. 2006). Er zijn heel wat verschillen in de resultaten van de onderzoeken, meestal is dit een reflectie van het verschil in de studiepopulatie. Ook zijn er verschillende methodes voor een genetische benadering tot identificatie van de ziektegenen (Lidral et al. 2004, Mitchell et al. 2002) Exogene factoren Tot de exogene factoren die een invloed kunnen hebben op de etiologie van schisis behoren onder andere de periconceptale gezondheid van beide ouders, inname van medicatie, voedingsgewoonte van de moeder en alles wat doorgaat als risicogedrag (roken, alcoholmisbruik ) van zowel de vader als moeder tijdens de periconceptieperiode (Karpels et al. 2006). Omgevingsfactoren op zich zijn niet schadelijk, enkel in combinatie met genetische factoren kunnen zij tot een afwijking leiden. Het zijn stoffen waaraan we allemaal bloot gesteld worden tijdens de prenatale periode. Enkel bij genetisch gevoelige embryo s

14 10 zullen deze schadelijk stoffen mogelijks bijdragen tot een aangeboren afwijking (Devriendt et al. 2008). Toch zijn er een aantal gevallen waar zuivere milieu-effecten een rol spelen bij het ontstaan van schisis, dit is echter uitzonderlijk (Devriendt et al. 2008). Meerdere door exogene effecten veroorzaakte syndromen en andere aangeboren afwijkingen, waarvan schisis een onderdeel vormt, zijn beschreven. Vb foetale methotrexaat, foetaal alcoholsyndromen. Reeds 25 jaar staat de invloed van foliumzuur (in het bijzonder de foliumzuurdeficiëntie) op het ontstaan van schisis sterk in de belangstelling (Stegenga. 2000). De studie van Etheredge et al. (2005) wou de invloeden van gen omgevingsinteractie op schisis aantonen. Dit is niet zo simpel omdat er voor zo een case control studie een groot aantal patiënten noodzakelijk is en het vaak moeilijk is om individuele factoren te achterhalen die van invloed kunnen zijn op de afwijking. Hoewel Etheredge et al. (2005) geen duidelijk bewijs kon leveren dat een bepaald genotype als oorzaak moest aangehaald worden of dat het risico voor CL/P beïnvloedt werd door de gen-omgeving interacties, stelde hij toch de volgende zaken vast: het risico op CL/P steeg bij nakomelingen van vrouwen die rookten in vergelijking met vrouwen die niet rookten (Christensen et al. 1999, Wyszynski et al. 1997) en het daalde bij de nakomelingen van vrouwen die alcohol gebruikten in vergelijking met de nakomelingen van vrouwen die geen alcohol gebruikten (Mitchell et al. 2003). Dit is tegenstrijdig met een studie van Munger et al. (1996) waar een hoger risico was voor geïsoleerde orofaciale spleten bij vrouwen die alcohol gebruikten tijdens de zwangerschap. Ook zo de nakomelingen van vrouwen die dagelijks multivitaminen namen in vergelijking met vrouwen die dit niet dagelijks namen (Mitchell et al. 2003). Veel vrouwen veranderen wel hun gedrag zodra ze weten dat ze zwanger zijn. Daarom moet men een goed onderscheid maken tussen de eerste maanden van de zwangerschap en de daarop volgende periode (Ehteredge et al. 2005, Christensen et al. 1999). De volgende tabel toont ons de waardes die Etheredge et al. (2005) vond bij het screenen van cases en controls voor verschillende kandidaat genen van schisis in combinatie met roken, alcohol en gebruik van vitaminen.

15 11 Tabel 1. Genotype verdeling van cases en controles bij blootstelling aan bepaalde omgevingsfactoren (Etheredge et al. 2005) 1.5 Herhalingsrisico De grote genetische heterogeniciteit van schisis heeft duidelijke implicaties voor het herhalingsrisico. Dit risico is ook groter wanneer schisis onderdeel is van een aangeboren afwijking (Stegenga. 2000). Schisis wordt meestal niet veroorzaakt door één erfelijke factor, afkomstig van één of beide ouders maar ontstaat zoals reeds aangehaald door een samenloop van omstandigheden (Devriendt et al. 2008). Bij multifactoriële erfelijkheid met drempel is het berekenen van herhalingsrisico s zeer moeilijk. Hier wordt het risico gekoppeld aan het aantal verwanten met schisis (Stegenga. 2000). Dit verklaart dan ook dat de kans op een volgend kindje met schisis eigenlijk relatief klein is. De kans dat dit kindje opnieuw dezelfde combinatie van meerdere genen overerft en opnieuw bepaalde omgevingsinvloeden ondergaat is in de grootorde van 3 à 5%. In het verleden zijn er verschillende studies gebeurd waarbij men de kansen onderzocht op een volgend kind met schisis. Men kwam tot de volgende vaststellingen: (Devriendt et al. 2008) 1) Het herhalingsrisico op schisis is groter naarmate een familielid meer verwant is. Familieleden hebben namelijk een hogere graad van gemeenschappelijke genen dan niet verwante personen (Devriendt et al. 2008). Wanneer de ouders normaal zijn en één kind met schisis hebben, is de kans op herhaling slechts enkele procenten. Dergelijke berekeningen vereisen de nodige deskundigheid en worden door een geneticus uitgevoerd (Stegenga. 2000).

16 12 2) Het herhalingsrisico is afhankelijk van het aantal aangedane personen in de familie (meerdere personen wijst op een grotere vatbaarheid in de familie) (Devriendt et al. 2008). Als twee eerstegraads verwanten van een kind schisis hebben dan verdubbelt het herhalingsrisico (Stegenga. 2000). 3) Het herhalingsrisico is groter naarmate het defect meer uitgesproken is (Stegenga. 2000) 4) Het herhalingsrisico is afhankelijk van het geslacht van de persoon met de aandoening. CP komt vaker voor bij meisjes en CL/P zien we meer bij jongens (Stegenga. 2000).

17 13 Hoofdstuk 2 : Agenesie 2.1 Defintie Agenesie of hypodontie is de congenitale afwezigheid van één of meerdere gebitselementen. Zijn er zes tanden of meer niet aangelegd (met uitzondering van de wijsheidstanden) dan spreekt men van oligodontie (Adeboye et al. 2006). Wanneer het gaat om de totale afwezigheid van tanden noemen we dit anodontie. Dit komt maar zelden voor en is vaak geassocieerd met hypohydrotische ectodermale dysplasie of een andere X-gebonden recessieve aandoening (Adeboye et al. 2006). Agenesie kan voorkomen als een geïsoleerde familiale of sporadische vorm of in associatie met andere afwijkingen (Adeboye et al. 2006). Ongeveer 10% van de gevallen tonen nog andere tandabnormaliteiten zoals hypoplastisch glazuur, peg-shaped laterale snijtanden van de bovenkaak, microdontie etc. (Vieira et al. 2004). 2.2 Prevalentie Hypodontie komt vaker voor in het definitieve gebit dan in het melkgebit. Bij de melktanden ontbreken het vaakst de snijtanden van de onderkaak. Bij de definitieve elementen vooral de 3 de molaren, 2 de premolaren, en laterale snijtanden (afwezigheid van de 1 ste en 2 de molaren is zeldzaam) (Adeboye et al. 2006, Stegenga. 2000). Townsend et al. (2005) haalde aan dat deze tanden het vaakst ontbreken omdat de ontwikkeling over een langere periode gebeurt, wat een grotere kans kan geven tot agenesie. De verschillen in prevalentie hangen nauw samen met de diagnostische criteria, de wijze waarop de steekproef bepaald wordt, de raciale variatie en het populatietype. Uit eerdere studies is ook gebleken dat dergelijke afwijkingen meer voorkomen bij meisjes dan bij jongens ( 3 op 2) (Adeboye et al. 2006, Stegenga. 2000).

18 14 Bij de prevalentie van hypodontie zien we dat deze groter is binnen familiale kring dan bij de gewone populatie, wat wijst op een erfelijk verband van hypodontie (de proportie van verwanten hangt af van de graad van de hypodontie) (Adeboye et al. 2006). 2.3 Normale tandontwikkeling De eerste tekenen van de tandontwikkeling doen zich voor tussen de zesde en zevende week van de ontwikkeling na de bevruchting (Gartner. 2001), nadat de neurale lijstcellen gemigreerd zijn naar de plaats waar het dentofaciale complex zich gaat ontwikkelen (Carels ). De aanzet tot de tandformatie vormen de lokale celvermenigvuldigingen ter hoogte van het orale epitheel. Door interacties met het onderliggende mesenchyme wordt een signaalcentrum gevormd die tot de verschillende weefselcomponenten leiden en uiteindelijk tot de formatie van zowel de melk als definitieve elementen (Carels ). Het resultaat van deze mitotische activiteit is de vorming van een hoefijzervormige band van epitheel cellen, de dentale lamina genoemd (Garnter. 2001). Deze lokale veranderingen worden geïnduceerd door cellen van de neurale lijst die naar het orale mesenchym zijn gemigreerd en die daar de plaats bepalen waar de gebitselementen zich al dan niet zullen ontwikkelen. Het onderzoek naar de erfelijke factoren bij muizen heeft aangetoond dat de tandontwikkeling gereguleerd wordt door interacties tussen epitheliale en mesenchymale cellen en dat deze afhankelijk zijn van een aantal genen. Deze genen coderen voor transcriptiefactoren en signaalmoleculen (Adeboye et al. 2006) wat leidt tot de initiatie, morfogenese en differentiatie van de ontwikkeling van de tanden (Towsend et al. 2005). Vorming van de kroon De knopfase Kort na het verschijnen van de dentale lamina, stijgt de mitotische activiteit in het onderste deel van de epitheliale band van elke tandboog. Deze activiteit is verantwoordelijk voor de vorming van 10 epitheliale structuren, de knoppen. Zij leiden tot de vorming van de melktanden van zowel de boven- als onderkaak.

19 15 Verdere ontwikkeling is gelijkaardig voor elke tand, maar deze zijn wel asynchroon (Gartner. 2001). De kapfase Zodra de cellen van de knop gaan prolifereren, veranderen deze niet alleen van grootte maar ook van vorm. We krijgen zo een drielagige configuratie, de kap. Er volgt vervolgens een ingewikkeld moleculair biologisch proces waarbij multipele interacties optreden tussen het epitheel en het mesenchym; de eerste noodzakelijke cellulaire signalen zijn afkomstig van het epitheel, met name de vrijzetting van Sonic Hedgehoc (SHH), Bone Morphogenetic Protein 4 (BMP-4), BPM-2, BMP-7 en Fibroblastic Growth Factor 8 (FGF-8) naar de dentale mesenchymcellen (Carels ). Om het proces van de tandontwikkeling verder normaal te laten verlopen is een respons noodzakelijk vanuit het dentale mesenchym, waarbij onder andere MSX1 en PAX9 een rol spelen. De mesenchymcellen vuren dus op hun beurt terug signalen af naar de epitheelcellen, die dan wederom een ander expressiepatroon gaan vertonen. Tijdens de kapfase van de tandontwikkeling ontstaat een stevige streng van epitheliale cellen uit de dentale lamina. Deze cellen gaan prolifereren en groeien in de diepte (Allan. 1997). De klokfase Deze laatste fase van de kroonvorming wordt ook wel de fase van de morfo- en histodifferentiatie genoemd. Verschillende cellen differentiëren tot ameloblasten of odontoblasten die zorgen voor de productie van glazuur en dentine (Gartner. 2001). Wanneer het glazuur en het coronale dentine gevormd is, gaan de tandkiemen naar een volgende fase van tandvorming, nl de wortelvorming (Gartner. 2001).

20 Etiologie van agenesie Meer dan honderden genen spelen een rol bij de tandontwikkeling en elk van deze zou een oorzakelijke rol kunnen spelen bij het ontstaan van tandagenesie (Viera. 2003, Nieminen et al. 1998). Hoewel tandagenesie occasioneel veroorzaakt wordt door omgevingsfactoren (vb trauma), chemo of radiotherapie, is de meerderheid echter te wijten aan genetische factoren (Näsman et al. 1997). Brook et al. (1984) kwam tot de conclusie dat de prevalentie van hypodontie hoger is in familiale kring dan in de algemene populatie, wat de hypothese over het bestaan van erfelijke factoren bij agenesie ondersteunt. Townsend et al. (2005) heeft aan de hand van stambomen aangetoond dat familiale tandagenesie autosomaal dominant, recessief of X gebonden kan zijn Erfelijkheid Onderzoeken zijn gedaan naar het verband tussen hypodontie en de verschillende kandidaat genen die betrokken zijn bij de odontogenese (Townsend et al. 2005). Hoewel nog niet alle moleculen gekend zijn, werden de laatste jaren vooral mutaties van de genen PAX9, MSX1 en AXIN2 geassocieerd met tandagenesie (Viera. 2003). Het zijn transcriptiefactoren die actief zijn in de vroeg epitheliaal mesenchymale interacties (Carels ). PAX 9 Dit gen is actief tijdens de embryogenese. Het speelt onder andere een belangrijke rol bij de epitheliale en mesenchymale celcascades tijdens de odontogenese (Swinnen et al. 2008, Peters et al. 1999). Mutaties in PAX9 kunnen als gevolg hebben dat er een fout optreedt in de tandontwikkeling (Mensah et al. 2003). Tot nu zijn er reeds vijftien heterozygote mutaties van PAX9 (Nieminen et al. 2001, Frazier-Bowers et al. 2002, Das et al. 2003, Mensah et al. 2003, Stockton et al. 2000) geïdentificeerd die geassocieerd kunnen worden met een familiale niet syndromale vorm van tandagenesie (Swinnen et al. 2008).