Effect of osteogenesis imperfecta on orthodontic tooth movement in a mouse model

Abstract

Introduction - L'ostéogenèse imparfaite (OI) est une maladie osseuse héréditaire qui affecte la production du collagène de type I et le remodelage osseux. Les biphosphonates sont administrés aux enfants atteints d'OI dans le but d’augmenter la masse osseuse et de réduire les fractures osseuses. Les patients atteints d’OI ont des malocclusions sévères qui affectent leur qualité de vie. Plusieurs processus biologiques de remodelage osseux qui sont nécessaires pour un mouvement dentaire orthodontique sont affectés chez les gens atteints d’OI. L'objectif de cette étude est d'évaluer le mouvement dentaire orthodontique dans un modèle de souris avec OI et traitées aux biphosphonates. Matériels et méthodes - Vingt-quatre souris femelles âgées de 10 semaines ont été divisés en 4 groupes : 1 - OI traitées par zolédronate (n=6); 2 - OI non traitées (n=6); 3 - Type sauvage traitées par zolédronate (n=6); 4 – Type sauvage non traitées (n=6) Un ressort de nickel-titane activé à 10 g de force a été cimenté entre les incisives et la 1ère molaire maxillaire droite. Le côté contralatéral a été utilisé comme témoin. Une dose de 0,05 mg de zolédronate a été administrée par voie sous-cutanée un jour avant la chirurgie. Sept jours après l'intervention, les souris ont été euthanasiées et la distance entre la 1ère et la 2e molaire a été mesurée par analyse microtomographique. Résultats - Le mouvement dentaire orthodontique était significativement plus important chez les souris OI que celles de types sauvages dans les groupes non traités (p < 0,05). Le traitement par zolédronate n'a eu aucun effet significatif sur le mouvement dentaire orthodontique au sein des groupes OI et type sauvages. Conclusions - Ces résultats suggèrent une augmentation du mouvement dentaire orthodontique chez les souris avec l’ostéogenèse imparfaite.

INTRODUCTION - Osteogenesis imperfecta (OI) is a heritable bone disorder that affects collagen type I production and bone remodeling. Orthodontic tooth movement (OTM) involves the underlying process of alveolar bone remodeling. The objective of this study is to evaluate OTM in a mouse model of OI. METHODS - Twenty four, 10 week-old female mice were divided into 4 groups: 1- OI treated with zoledronate, 2- OI untreated, 3- Wild-type (WT) treated with zoledronate and 4- WT untreated. A nickel-titanium closed coil spring (10 g) was attached between the incisors and the right maxillary 1st molar. The contralateral side was used as control. Zoledronate (0.05mg/kg) was administered sub-cutaneously 1 day prior to surgery. Seven days after the procedure, the distance between 1st – 2nd molars was measured by micro-CT. RESULTS - OI mice presented significantly more OTM than WT mice when comparing within untreated groups (p<0.05). Zoledronate treatment had no significant effect on OTM within OI and WT groups. CONCLUSIONS - These results suggest increased OTM in mice with OI. The dose of zoledronate administrated 1 day prior to surgery had no significant effect on OTM.