Исследователи работают над новым методом выращивания зубов 29-08-2019 Исследователи из Technische Universität Berlin (TU Berlin) работают над новым методом развития зубов из собственной ткани человеческого организма.
"В сущности, наука предполагает, что в течение всей жизни человеческая челюсть обладает информацией, необходимой для роста новых зубов, - говорит зам по науке главы TU Berlin д-р Дженнифер Росовски, - Вопрос в том, что именно запускает этот процесс".
В естественных условиях волосы, зубы и даже ногти растут в результате того, что называется мезенхимальной конденсацией. В случае зубов, определенные клетки-предшественники собираются вместе в челюсти под наружным слоем кожи. Эти клетки конденсируются и образуют своего рода эмбриональный зубной зародыш. В результате этой конденсации эмбриональный зародыш зуба начинает взаимодействовать с окружающими клеточными слоями челюсти через специфические мессенджеры. "В зубном зародыше, созданном в результате этого процесса, происходит дифференциация различных типов клеток: орган эмали, зубной сосочек и зубная пластинка. Эти ткани продолжают дифференцироваться, пока не сформируется полный зуб", - сказала Росовски.
Подход, принятый исследовательской группой для естественного роста третьих зубов, так же прост, как и гениален. Клетки зубной пульпы вынимают из внутренней части удаленного зуба, а затем их культивируют и дедифференцируют таким образом, чтобы получить активный зародыш зубного зачатка. Если бы этот эмбриональный зубной зародыш был имплантирован пациенту, он начал бы связываться с окружающей тканью, инициируя процесс развития зуба.
Конкурирующие исследовательские группы уже представили концептуальные доказательства (на модели животных), что эмбриональный зуб, имплантированный в челюсть, фактически превращается в полный зуб.
Однако команда TU Berlin считает, что их метод имеет большие преимущества. Конкурирующие исследования использовали эмбриональные стволовые клетки для получения эмбриональных зачатков зубов. "Это делает реальное применение процесса невозможным, поскольку использование стволовых клеток является этически крайне спорным и не разрешено законом в большинстве стран", - пояснила Росовски. "Мы же будем использовать только клеточный материал, взятый из собственных зубов пациента. Это позволяет нам обойти все этические и юридические соображения, предоставляя нам решающее преимущество, заключающееся в том, что наши процедуры сосредоточены на фактическом применении собственных тканей организма. Использование собственной ткани организма означает, что никакой реакции отторжения не произойдет".
Отделение челюстно-лицевой хирургии в Charité Universitätsmedizin Berlin предоставило удаленные третьи моляры для исследования. Исследователи разработали специальный метод культивирования, позволяющий взрослым клеткам этих зубов дедифференцироваться обратно в тип эмбрионального состояния и, наконец, образовать зародышевый зародыш. Клетки зубной пульпы изолируют, очищают и затем культивируют в микротитрационных планшетах, поверхности которых покрыты гидрогелем. Гидрогель предотвращает прилипание клеток к стенкам ячеек. Клетки пульпы свободно плавают в среде, но на самом деле запрограммированы на создание трехмерной структуры. В результате они конденсируются независимо, без внешнего давления, в своеобразный клеточный шарик. Этот процесс занимает 24 часа, а размер получаемого шарика составляет около 200–500 мкм.
"Мы единственная группа в мире, которая смогла продемонстрировать, что этот процесс создания шара посредством независимой мезенхимальной конденсации запускает экспрессию различных генов, тем самым приводя в движение производство определенных мессенджеров. Эти мессенджеры должны взаимодействовать с окружающей тканью челюсти", - сказала Росовски о методе, который с тех пор был запатентован во всем мире. Чтобы доказать это, исследователи совместно культивировали эмбриональные зубные зародыши вместе с клетками десны. Во время эмбрионального развития зубов эти два типа клеток взаимодействовали, инициируя образование зубов. Таким образом, исследователи смогли доказать именно это взаимодействие.
Теперь, когда все тесты in vitro были успешно завершены, эмбриональные зародыши зубов готовы к первым доклиническим испытаниям.