ВходРегистрация
*— обязательные для заполнения поля
Войти через социальные сети
Зубы… из стволовых клеток!

Зубы… из стволовых клеток!

Зубы… из стволовых клеток!
Увы, с возрастом наши зубы лучше не становятся, и как за ними ни следи, рано или поздно приходится заменять родные зубы вставной челюстью и прочими имплантантами. Но семь лет назад, в 2013 году китайские ученые из Института биомедицины и здравоохранения в Гуанчжоу задались вопросом: если зубы растут у маленьких детей, значит, можно вырастить новые зубы и в зрелом возрасте, - например, из стволовых клеток?
Первые эксперименты с выращиванием зубов из стволовых клеток провели еще в 2002 году. Для начала ученые вырастили зубы для крыс, но результат оказался неудачным, - зубы были не очень крепкими, и через некоторое время выпадали. Только через одиннадцать лет китайские исследователи из Гуанчжоу нашли новый способ выращивания зубов, выделив из человеческой мочи индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, способные трансформироваться в ткань любого типа. Этот «коктейль» смешали с несколькими биоматериалами и ввели в организм подопытных мышей. А через три недели у мышек появились новые зубы. Как и полагается, в них была зубная пульпа, твердая зубная ткань дентин и клетки, формирующие эмаль. Правда, этот китайский опыт быстро раскритиковали специалисты из США и Великобритании, посчитавшие мочу сомнительным источником стволовых клеток.
Примерно в то же время в Королевском колледже в Лондоне провели куда более впечатляющий эксперимент. Там взяли эпителиальные клетки десны взрослых людей и ввели их в зародышевую соединительную ткань грызунов, а потом пересадили мышам, у которых через несколько недель образовались гибридные зубы с жизнеспособным корнем. Эти химерные получеловеческие-полумышиные зубы произвели немалый эффект в научном мире, но даже сами британские исследователи признавали, что их дорогостоящая, сложная, а главное, непредсказуемая по результатам методика пока не может составить конкуренцию зубным имплантатам, - хотя бы потому, что выращенные в пробирке стволовые клетки далеко не всегда оказывались жизнеспособными.
Взялись выращивать зубы и американцы. Ученые из Колумбийского университета даже разработали технологию, не требующую выделения плюрипотентных стволовых клеток, - в этом случае организм сам выращивал новый зуб. Технология здесь тоже не простая.
На месте удаленного зуба устанавливают напечатанный на 3D-принтере каркас из полимеров и гидроксиапатита (кальцийсодержащего минерала. – Г.С.) с закрепленными на нем молекулами факторов роста и белков BMP7. Они должны привлечь к лунке стволовые клетки прямо из организма и способствовать их превращению в новый зуб. Так исследователям удалось создать зубные структуры у 22 крыс и у одного добровольца. Через девять недель каркасы во рту подопытных покрылись клетками дентина, но до полного восстановления зубов было еще далеко.
«Разбудить» стволовые клетки попытались британские ученые, предложившие использовать для новых резцов, клыков и моляров стволовые клетки, присутствующие в основании зубов и генерировать все типы зубных тканей. Правда, пока ни один ученый не ответил на вопрос, - почему эти клетки не участвуют в «починке» и замене больных или удаленных зубов человека? Между тем, у некоторых млекопитающих, - верблюдов, лам и крыс, - эти клетки остаются активными в течение всей жизни, и именно благодаря им организм этих млекопитающих поддерживает оптимальную длину зубов.
Если британцам «разбудить» эти стволовые клетки у мышей не удалось, то исследователям из Гарвардского университета повезло больше, и здесь американцам помог ультразвук. Уже через сутки после облучения клетки стали превращаться в дентин, эмаль и другие компоненты зубной ткани! Но радость ученых была преждевременной: полноценный зуб так и не сформировался…
В чем же дело? Почему у верблюда эти стволовые клетки работают всю его верблюжью жизнь, а у человека они засыпают вечным сном по достижении восьми-десяти лет? В 2018 году ученые университета Плимута предположили, что человеку не хватило повышенной активности нескольких генов и сигнальных молекул, управляющих ростом зубов. Прежде всего, речь идет о белковой сигнальной молекуле Dlk1, - а у млекопитающих именно она влияет на количество дентина, производимого зубными стволовыми клетками. Ученые попытались «помочь природе». И выяснилось, что стволовые клетки активно делились в питательной среде, насыщенной белком Dlk1, трансформируясь в дентин и ткани другого типа. Когда ученые заполнили отверстия в крысиных зубах смесью, содержащей Dlk1, уже через несколько дней у животных зажили пульпы и восстановился дентин! Но сработает ли эта методика на людях, - покажет время.
Между тем, ученые из Дальневосточного федерального университета и их японские коллеги уверены, - вырастить полноценный человеческий зуб лишь из стволовых клеток невозможно. Требуются и другие клетки, в частности, отвечающие за формирование разных частей зачатка зуба. И в России решили пойти своим путем. Так, в лаборатории клеточной биотехнологии Московского государственного медико-стоматологического университета создают в пробирке мышиные зубы из зубного зачатка, взятого у эмбриона. Они приживаются, когда их пересаживают в лунку челюсти вместо удаленных зубов. Но и
это пока только эксперимент, и до испытания нового метода на человеке пока далеко. Как, впрочем, далеко и до разгадки тайны, как, собственно, растут человеческие зубы.
Итак, насколько близки мы к появлению искусственно выращенных зубов? В принципе, выращивать их можно хоть сегодня, но вот беда, - большинство искусственно выращенных зубов лишены… эмали. Дело в том, что для нее нужны хромофобные клетки, присутствующие не только в месте формирования зубов эмбриона, но и там, где эпителий ротовой полости переходит в эпителий развивающейся пищеварительной трубки. Это значит, что новый биоинженерный подход, основанный на работе российских исследователей, позволит выращивать не только зубы, но и органы для трансплантации в гастроэнтерологии. Но вот выращивать полноценные зубы не получается…
Впрочем, не все так безнадежно. Ученые уже научились создавать намного более прочные зубы с корнями, которые развивают здоровое кровоснабжение и нервные связи, благодаря чему хорошо приживаются в челюстях животных. На людях с этим методом пока массово не экспериментировали, но, по прогнозам американских ученых, лет через десять–пятнадцать проблема может быть решена, и надежная методика выращивания человеческих зубов станет общедоступной.
Оценить статью
(0)
Добавить комментарий
Получать ответы на почту
Получать ответы на почту