Первые зубы из стволовых клеток вырастили еще в 2002 году. Они предназначались для крыс и получились не очень крепкими. Специалисты полагали, что через пару десятилетий эта технология войдет в обычную медицинскую практику и станет общедоступной.
Вырастить человеческие зубы удалось только через десять лет после успешного эксперимента с крысами. В 2013 году китайские исследователи из Института биомедицины и здравоохранения в Гуанчжоу выделили из человеческой мочи индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, способные трансформироваться в ткань любого типа. Затем смешали их сразу с несколькими биоматериалами и ввели в организм подопытных мышей.
Спустя три недели у грызунов появились структуры, напоминающие зубы. В них были зубная пульпа, дентин — твердая зубная ткань — и клетки, формирующие эмаль. Правда, критики указывали, что моча — сомнительный источник стволовых клеток, а сам опыт никто не повторил.
Примерно в то же время в Королевском колледже в Лондоне получили химерные получеловеческие-полумышиные зубы. Для этого взяли эпителиальные клетки десны взрослых людей и ввели их в зародышевую соединительную ткань грызунов, потом пересадили мышам, у которых через несколько недель образовались гибридные зубы с жизнеспособным корнем.
Но эта методика не могла составить конкуренцию зубным имплантатам, отмечали авторы работы. Слишком сложная, дорогостоящая и непредсказуемая — стволовые клетки, выращенные в пробирке, часто были нежизнеспособными.
Собственными силами
Ученые из Колумбийского университета (США) разработали технологию, не требующую выделения плюрипотентных стволовых клеток. Организм сам выращивает новый зуб.
На месте удаленного устанавливают напечатанный на 3D-принтере каркас из полимеров и гидроксиапатита (кальцийсодержащего минерала) с закрепленными на нем молекулами факторов роста и белков BMP7. С одной стороны, они должны привлечь к лунке стволовые клетки прямо из организма, с другой — способствовать их превращению в новый зуб.
Так исследователям удалось создать зубные структуры у 22 крыс и одного добровольца. Через девять недель каркасы во рту подопытных покрылись клетками дентина, но о полном восстановлении зубов говорить еще рано.
Разбудить стволовые клетки
Британские ученые предлагают использовать для новых резцов, клыков и моляров стволовые клетки, которые присутствуют в основании зубов и могут генерировать все типы зубных тканей. По невыясненным пока причинам эти клетки не участвуют в починке и замене больных или удаленных зубов. Хотя у некоторых млекопитающих, например верблюдов, лам, крыс, они могут быть активны в течение всей жизни. Благодаря им организм поддерживает оптимальную длину зубов.
В 2014 году исследователи Гарвардского университета сумели разбудить эти стволовые клетки у мышей с помощью ультразвука. В результате уже через сутки после облучения клетки стали превращаться в дентин, эмаль и другие компоненты зубной ткани. Но полноценный зуб так и не сформировался.
Пять лет спустя специалисты университета Плимута предположили, что для успеха не хватило повышенной активности нескольких генов и сигнальных молекул, управляющих ростом зубов. Прежде всего речь идет о белковой сигнальной молекуле Dlk1. У млекопитающих она влияет на количество дентина, производимого зубными стволовыми клетками.
Сразу в нескольких экспериментах стволовые клетки активно делились в питательной среде, насыщенной белком Dlk1, трансформируясь в дентин и ткани другого типа. Когда же ученые заполнили отверстия в крысиных зубах смесью, содержащей Dlk1, уже через несколько дней у животных зажили пульпы и восстановился дентин. Авторы работы планируют в ближайшее время протестировать эту методику на людях.
__________________
.
|