Когда дети теряют молочные зубы, под деснами уже растет набор готовых прорезаться постоянных зубов. Но если мы, взрослые, теряем постоянные зубы, новые не появляются. Сейчас для замены потерянных зубов можно использовать либо зубные протезы, либо титановые имплантаты, но ни один из этих вариантов не обеспечивает такую же функциональность и чувствительность, как настоящий живой зуб.
Памела Йелик, профессор Школы стоматологической медицины Университета Тафтса, хочет научиться выращивать новые живые зубы взамен тех, что мы потеряли. В статье, опубликованной в журнале Stem Cells Translational Medicine, Йелик и ее коллеги показали, что могут выращивать зубы, похожие на человеческие, у свиней, используя комбинацию клеток зубов человека и свиньи. Эта работа — важный шаг на пути к замене зубных имплантатов биоинженерными живыми зубами.
Зачем это нужно?
Зубные имплантаты обычно имеют титановую основу, которая крепится к челюстной кости. Титан хорошо интегрируется с костью, но у него нет мягких тканей, которые окружают естественный корень зуба, смягчая жевательное давление и способствуя здоровому обновлению костной ткани, а также нервов, обеспечивающих сенсорную обратную связь.
Если имплантат установлен не совсем ровно или человек слишком интенсивно прикусывает и жует, кость вокруг имплантата может начать разрушаться. Это создает благоприятные условия для проникновения бактерий к имплантату, что может ускорить резорбцию кости и в конечном итоге привести имплантат в негодность. Не стоит сбрасывать со счетов моральный и физический дискомфорт пациента и риск развития местных и системных воспалительных процессов.
Йелик считает, что даже воссоздание корня зуба, на который можно было бы надеть искусственную коронку, могло бы значительно улучшить здоровье полости рта и, в свою очередь, общее состояние здоровья. Главное, чтобы у корня была живая пульпа (то, что мы называем «нервом»), и чтобы он был закреплен физиологичными периодонтальными связками, а не варварски ввинчен в челюсть,
Как можно вырастить зуб?
Заставить организм вырастить новые зубы непросто. Наши зубы начинают формироваться в виде зубной почки — маленькой группы клеток внутри челюсти, которая растет и дифференцируется во все твердые и мягкие ткани, из которых состоит зуб и которые соединяют его с челюстью. Исследователям нужно было создать собственную биоинженерную зубную почку с нужными типами клеток и инструкциями для самостоятельного роста в зуб.
Зубной зачаток состоит из двух типов клеток: эпителиальных клеток зуба, которые вырабатывают зубную эмаль, и мезенхимальных клеток, которые в конечном итоге формируют остальную часть зуба, включая зубную пульпу, дентин, цемент и ткани пародонта.
Йелик и ее команда смогли собрать мезенхимальные клетки из пульпы человеческих зубов мудрости и других здоровых зубов, удаленных по ортодонтическим показаниям. Однако эпителиальные клетки зубов присутствуют только на самых ранних стадиях развития. Их нельзя получить от людей, у которых уже сформировались зубные ряды. Зато их можно получить из непрорезавшихся зубов, присутствующих в челюстях свиней.
Почему свиньи?
В отличие от людей, у свиней может вырасти несколько наборов постоянных зубов, в их челюстях есть дополнительные зубные зачатки. Исследователи приобрели на скотобойне челюсти только что забитых животных и смогли извлечь из них зачатки зубов. Они культивировали эти зубные клетки, а также клетки из человеческих зубов в лаборатории, а затем добавили их в биоинженерный каркас, который обеспечил необходимые сигналы для начала развития зубов. Затем они имплантировали эти биоинженерные зачатки зубов в челюсти взрослых мини-пигов и наблюдали за животными в течение нескольких месяцев.
Выяснилось, что биоинженерные зубы развивались с той же скоростью, что и естественные зубы свиней, что довольно близко к скорости развития человеческих зубов. Поскольку эксперимент был рассчитан всего на три месяца, зубы не успели прорезаться сквозь десны, но прошли те же стадии развития, что и естественные.
Йелик и ее коллеги надеются в будущих экспериментах наблюдать за развитием зубов в течение более длительного времени. Они также изучают сигнальные молекулы, которые управляют поведением клеток, и ищут способы инициировать рост зубов внутри челюсти, вместо того, чтобы извлекать и культивировать клетки отдельно в лаборатории.
Их конечная цель — заставить клетки в челюсти человека вырастить новые, полностью человеческие зубы, не используя клетки свиньи, несмотря на всю генетическую схожесть ее с человеком. Исследователям еще предстоит проделать большую работу, прежде чем они смогут вырастить живую замену человеческому зубу, но Йелик считает, что это возможно в следующем десятилетии.
В идеале вы должны сохранять свои зубы как можно дольше. Это лучший сценарий. Но если что-то случится, мы надеемся, что у нас будут доступны биологические заменители зубов
Недавно мы рассказали о другом эксперименте с выращиванием человеческих биоинженерных зубов.
