Inhibition of matrix metalloproteinases: a troubleshooting for dentin adhesion

Abstract

Matrix metalloproteinases (MMPs) are enzymes that can degrade collagen in hybrid layer and reduce the longevity of adhesive restorations. As scientific understanding of the MMPs has advanced, useful strategies focusing on preventing these enzymes' actions by MMP inhibitors have quickly developed in many medical fields. However, in restorative dentistry, it is still not well established. This paper is an overview of the strategies to inhibit MMPs that can achieve a long-lasting material-tooth adhesion. Literature search was performed comprehensively using the electronic databases: PubMed, ScienceDirect and Scopus including articles from May 2007 to December 2019 and the main search terms were "matrix metalloproteinases", "collagen", and "dentin" and "hybrid layer". MMPs typical structure consists of several distinct domains. MMP inhibitors can be divided into 2 main groups: synthetic (syntheticpeptides, non-peptide molecules and compounds, tetracyclines, metallic ions, and others) and natural bioactive inhibitors mainly flavonoids. Selective inhibitors of MMPs promise to be the future for specific targeting of preventing dentin proteolysis. The knowledge about MMPs functionality should be considered to synthesize drugs capable to efficiently and selectively block MMPs chemical routes targeting their inactivation in order to overcome the current limitations of the therapeutic use of MMPs inhibitors, i.e., easy clinical application and long-lasting effect.

Uso da clorexidina como inibidora de matriz de metaloproteinase na perspectiva do aumento da longevidade de restaurações em resina composta: uma revisão integrativa

“…De acordo com Moraes et al (2020), a hidrólise acontece quando há presença de água residual e umidade significativa entre os túbulos, e o adesivo não consegue desempenhar seu papel de encobrimento das fibrilas. Do mesmo modo, quando ocorre a desidratação da dentina, ela tende a ter as fibras colágenas colapsadas ou colabadas, que também dificulta a perfusão do monômero adesivo.…”

“…Entre elas encontram-se as MMPs. Elas estão também espalhadas por quase todos os tecidos do nosso corpo e apresentam-se em 25 tipos, contudo presentes na dentina, podemos citar principalmente as MMP -2, -9 (gelatinases), -8, -13 (colagenase) e -20 (enamelisina) (Li et al, 2014;Moraes et al, 2020).…”

“…Mas, ao estarem diante de certos agentes químicos, térmicos ou pH abaixo de 4,5, como em um processo carioso ou em um procedimento adesivo, que são fatores danificadores das apatitas, as MMPs se reativam e podem degradar os componentes da MEC. Por isso, busca-se estratégias para driblar essa ativação (Zheng et al, 2015;Mazzoni et al, 2015;Moraes et al, 2020).…”

“…No procedimento adesivo, essa ativação se dá pela remoção da superfície mineral durante o condicionamento para estabelecer a camada híbrida, em que as proteases que estavam aprisionadas, como a MMP, podem ser liberadas. Em dentinas cariadas, há também o aumento na atividade proteolítica devido ao constante ciclo de desmineralização e remineralização que essa dentina sofre (Mazzoni et al, 2015;Zheng & Chen, 2017;Moraes et al, 2020).…”

Reinforced Universal Adhesive by Ribose Crosslinker: A Novel Strategy in Adhesive Dentistry

“…Demineralized collagen fibrils will be vulnerable to long-term hydrolytic or enzymatic degradation, leaving voids or demineralized nano-channels within the hybrid layer [ 14 ]. In order to enhance the quality of the resin–dentin interface, several studies focused to counteract enzymatic biodegradation by the use of matrix metalloproteinases (MMPs) inhibitors at the poorly resin-infiltrated hybrid layer [ 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 ] apart from other proposed clinically applicable strategies [ 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 ]. Since higher mechanical properties and lower biodegradation rates of collagen are desired, usage of collagen crosslinking agents in adhesive practices have gained interest [ 8 , 9 , 19 , 21 ].…”