Потеря зубов – одна из проблем, с которой в какой-то момент жизни сталкивается практически каждый человек. По данным Американского колледжа стоматологов-ортопедов, к 74 годам примерно 26% людей теряют все свои зубы.

У зубных протезов, вставных челюстей и имплантов есть ряд преимуществ, но и много недостатков. Поэтому многие возлагают большие надежды на возможность естественного выращивания зубов с помощью стволовых клеток. Как известно, эмбриональные стволовые клетки могут превратиться в любой из более чем 200 видов клеток взрослого организма. В зависимости от места их нахождения дентальные стволовые клетки подразделяются на стволовые клетки пульпы, удаленных молочных зубов, периодонтальной связки, десны и так далее.

Теоретические принципы биоинженерии зубов сформулированы, и уже несколько лет во многих странах мира ученые пытаются разработать технологии, которые позволяли бы выращивать зубы из стволовых клеток. Эксперименты на грызунах проводятся с переменным успехом, но человеческие зубы пока что вырастить не удавалось.

Впрочем, недавно было опубликовано перспективное исследование авторства ученых из Школы биомедицины Дальневосточного федерального университета (ШБМ ДВФУ) и их японских коллег. Его результаты могут лечь в основу новой методики выращивания зубной ткани.

Возможный прорыв

Ученые из ШБМ ДВФУ обратили внимание на ранний этап развития полости рта человеческого эмбриона (период закладки зубов – 5–6 недели). Им удалось определить несколько типов клеток, которые участвуют в формировании зубов человека (в том числе, хромофобные клетки).

По словам старшего научного сотрудника лаборатории клеточной и молекулярной нейробиологии ШБМ ДВФУ Ивана Ревы, с помощью этих клеток ученые, возможно, выйдут на новую ступень стоматологического лечения. Впрочем, отмечает он, для успешного эксперимента пока что не хватает знаний о межклеточных сигнальных взаимодействиях в процессе развития зубов.

Новые зубы, по сути, будут имплантатами. Но они, как утверждается, полностью идентичны естественным зубам человека и намного лучше титановых, в том числе в отношении гарантированного срока использования.

Более того, с помощью открытого учеными метода можно будет выращивать не только новую зубную ткань, но и органы для трансплантации. Это связано с тем, что крупные хромофобные клетки присутствуют также в том месте, где многослойный плоский эпителий ротовой полости переходит в эпителий развивающейся пищеварительной трубки.

Выяснилось, что в формировании зуба человека участвует большее количество клеток, чем было принято считать. Ученым еще предстоит выяснить, каким именно образом при развитии человеческого эмбриона из эктодермы, которая находится в формирующейся полости рта, получаются различные типы и формы зубов (например, у коронки зуба и его корня различные механизмы формирования).

Идеальная улыбка мышей

Впервые возможностью выращивать зубы из стволовых клеток заинтересовались (но без особого успеха) британские ученые еще в 2002 году. На основе их достижений японские ученые под руководством профессора Токийского медицинского и стоматологического университета Такаси Цуи получили дентальные стволовые клетки эмбрионов мышей. Им удалось вырастить полноценный зуб и имплантировать его в челюсть мыши.

Позже их результаты использовали российские ученые из стоматологического университета имени Евдокимова (МГМСУ): в 2017 году им удалось провести собственные успешные опыты по выращиванию зубов. Но только у мышей. Выращивать зубы у человека ученые пока что не научились.

Возможное решение проблемы еще в 2010 году предложил профессор стоматологии Джереми Мао из Медицинской лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины Колумбийского университета. Он утверждал, что ему с коллегами удалось обнаружить способ переноса стволовых клеток пациента на трехмерный каркас (своего рода «строительные леса») из натурального материала, помещенный в его же рот.

Как это работает? На каркас закрепляются молекулы факторов роста SDF1 и белков BMP7, которые привлекают стволовые клетки прямо из организма пациента. По мере того, как стволовые клетки «колонизируют» каркас, в специальной розетке начнет расти зуб, затем он, в теории, должен слиться с окружающей его тканью. Срок – всего 9 недель.

Метод был опробован на 22 крысах, но не на человеке. Спустя 9 недель каркас и впрямь был покрыт новой массой клеток дентина, но до полной регенерации зуба, восстановления пульпы и других тканей, было еще далеко.

Сам профессор Мао настроен оптимистично. Его работа впервые доказала возможность «регенерации анатомически напоминающих зубы структур в живом организме (in vivo) с помощью направления клеток». Метод направления клеток, по мнению доктора Мао, может стать основой для разработки доступного для всех процесса регенерации человеческих зубов. Он устранит необходимость выращивать зубы в чашке Петри (там используют стволовые клетки из других источников) и приведет к ускорению процесса заживления.

Колумбийский университет в 2010 году подал заявку на патентование этой технологии. В 2015 году она была удовлетворена (патент действует до 2030 года). В настоящее время Мао занимается разработкой доступных способов применить свое изобретение в клинических условиях.

Перспективы

Российские ученые из ШБМ ДВФУ и их японские коллеги настаивают, что выращивание человеческих зубов только из стволовых клеток, которые участвуют в развитии эмали, дентина и пульпы, бесперспективно. По их данным, пока что все предпринятые попытки не увенчались успехом: на полученных образцах не было эмали, а зуб был покрыт неполноценным дентином.

Доктор медицинских наук, профессор и врач-стоматолог высшей категории Антон Берлов перечисляет проблемы, которые надо решить, чтобы воссоздать полноценный зуб человека из стволовых клеток. Во-первых, врачам придется заставить стволовые клетки делиться в нужных им направлениях. Вторая проблема связана с интеграцией выращенных зубов в организм. Если же пересаживать зачаток зуба, то не факт, что получится именно тот зуб (резец, моляр), который нужен.

«Решив эти проблемы, как и многие другие, касающиеся применения клеточных технологий по “выращиванию зубов”, мы действительно совершим огромный шаг в развитии стоматологии и медицины в целом», – уверяет Антон Берлов. Он также подчеркивает, что статьи в СМИ описывают успешные опыты на грызунах. До переноса этих достижений на человека пройдет еще немало времени.

Человеческие зубы более сложны в выращивании. До сих пор не решены проблемы со снабжением их кровью и нервами, а также ученые не определились, какие именно стволовые клетки следует брать. Вопрос осложняется тем, что получить дентальные стволовые клетки можно из здорового зуба (тем самым нанеся ему повреждения) или из зуба с удаленной пульпой. То есть, ученым еще только предстоит понять, как получать нужные клетки из имеющихся ресурсов. В этом плане исследование российско-японских ученых, которые идентифицировали несколько типов клеток, участвующих в формировании зубов, выглядит шагом на пути к прогрессу.

8 июля 2019 г. Денис Шлянцев.

https://republic.ru/posts/94115

Похожие статьи

• 

  Обычно решение о дальнейшей судьбе зуба принимает стоматолог, к которому пациент обратился. Но не всегда врач объясняет, почему он сделал тот или иной выбор или просто не считает нужным что-либо разъяснять пациенту. Так удалить, реставрировать или установить к ...

  Разрушился зуб. К какому врачу идти на приём?

• 

  В сентябре 2024 года в Японии, в университетском госпитале Киото начнётся тестирование первого в мире препарата, предназначенного для регенерации зубов человека. Клинические испытания препарата будут проводиться на японских добровольцах, страдающих от врожден ...

  Первый в мире препарат для регенерации зубов

• 

  Ученые изобрели новый продукт, который может наращивать зубную эмаль Фактически это означает новый способ лечения кариеса – без бор-машины! Исследователи из Вашингтонского университета разработали лечение на основе пептидов - коротких цепочек аминокисло ...

  Лечим кариес без сверления!

• 

  Недавно исследователи обнаружили некоторые лекарства (в том числе разработанные для лечения болезни Альцгеймера), которые стимулируют врожденные механизмы регенерации.   ...

  Врачи научились регенерировать зубы. Вместо сверления!

• 

  Бывший аналитик хедж-фондов надеется встряхнуть всю стоматологическую отрасль - и расширит возможности дантистов. Ева Садей, которая четыре года работала на Bridgewater Associates, ушла в прошлом году, чтобы запустить приложение Floss Bar, направленное на пре ...

  Этот апп изменит то, как вы представляете себе стоматологию!