Зубы у человека, казалось бы, вырастают только два раза в жизни. Молочные сменяются постоянными — вот и весь цикл, далее возможны только искусственные методы возвращения зубов. Но последние исследования ученых показали, что выращивание новых, третьих по счету, но своих зубов — реальность, причем совершенно не отдаленная.
Какие гены отвечают за развитие зубов?
Учеными Цюрихского университета был обнаружен ген, отвечающий за состояние зубов. Этот ген носит название «Jagged2» и от него зависит, как будет формироваться и расти зуб.
Если «Jagged2» не активен, то локус Notch (особый участок хромосомы), отвечающий за развитие всех тканей организма и формирование зубов, начинает работать с ошибками.
Это открытие швейцарских ученых позволяет использовать потенциал стволовых клеток не только для лечения заболеваний зубов, но и для выращивания новых. Помимо этого, перед врачами открываются большие возможности в управлении биологическими механизмами организма человека. Однако ученые из Рочестерского Университета приняли решение не останавливаться на этом открытии, и узнать, как именно растут зубы.
Были получены следующие результаты исследований:
зубная эмаль формируется путем минерализации белков, выделяемых эпителием; зубная пластинка формируется во время внутреутробного этапа развития. Ими было обнаружено, что выключение гена Osr 2 приводит к деформации зубов и к вырастанию их за пределом нормальной линии роста, а также появления волчьей пасти. Для инициирования же роста зубов необходим костный морфогенетический белок Bmp 4, который усиливается геном Msx 1. Если ген Osr 2 не работает, то Bmp 4 провоцирует рост зубов далеко за пределами зубного ряда.
За развитие зубов отвечают определенные гены
У мышей, у которых был отключен ген Msx 1, не выросло ни одного зуба, а у тех, у которых одновременно удалялись и Msx 1 и Osr 2, появлялись только первые коренные зубы. Это позволило понять, что без гена Osr 2 белка Bmp 4 все же хватает на то, чтобы во рту хоть что-то выросло, но без Msx 1 строительство зуба невозможно. Также учеными экспериментально (у мышей) был нарушен фактор транскрипции гена Tbx 1, который играет принципиальную роль в развитии зубной эмали. Его отключение привело к тому, что у объектов эксперимента в дальнейшем была обнаружена нехватка эмали. Одновременно ученые из Орегонского университета пришли к выводу, что на недостаток эмали влияет и еще один ген — Ctip 2, то есть искусственное отключение фактора его транскрипции. Знание этих законов может и должно стать революцией в генной инженерии и привести к целому ряду медицинских открытий. Предполагается, что специально запрограммированные стволовые клетки будут запускать процесс самовосстановления разрушенного зуба, и также с их помощью можно будет бороться с патологиями развития зубочелюстной системы, таких, как волчья пасть или заячья губа.
Способы выращивания зубов у человека
В настоящий момент созданы два основных метода, по которым происходит искусственное выращивание зубов — внутренний и внешний. Каждый из них имеет право на существование, и в будущем может применяться для возвращения человеку полноценного зубного ряда.
Внутренний
Вырастить « в пробирке» можно не только зуб, но и практически что угодно. Но можно ли вырастить зуб сразу в ротовой полости человека? Украинский генетик разработал способ, позволяющий это делать. Он предлагает делать инъекции на основе стволовых клеток, полученных их молочных зубов непосредственно в то место во рту пациента, где был зуб. После попадания в десну эти стволовые клетки начнут размножаться, и в течение 3–4 месяцев на этом месте вырастет новый зуб.
Фото: Стволовые клетки можно получать из выпавших детских зубов
Материал для инъекций был получен ученым из выпавших детских зубов. Таким образом, эта технология выращивания является исключительно простой, но относительно долгой. На данный момент все исследования в этой области приостановлены по причине отсутствия финансирования.
Наружный Существуют два основных способа вырастить новые зубы из стволовых клеток во внешней среде — в органной культуре или в специальной капсуле (пробирке), которая прикрепляется к печени крысы. Этим занимаются японские ученые, которым действительно удалось заменить настоящий зуб искусственно выращенным. Для того чтобы вырастить полноценный зуб, учеными были использованы примитивные клетки, стоящие выше, чем стволовые — эпителиальные и мезенхимальные. Инъекция клеточного материала делается в коллагеновый каркас, в дальнейшем помещаемый либо в органную культуру, либо в пробирку.
Фото: Первые зубы были выращены у мышей
Выращенный таким образом зуб принял зрелую форму, состоящую из полноценных частей — дентина, пульпы, сосудов, периодонтальных тканей и эмали. Процесс роста занимает 14 дней. Пока что исследования проводились на зубах мышей и полученный искусственно зуб имел длину около 1,3 мм. Когда его имплантировали на место удаленного резца мыши, он хорошо прижился и в дальнейшем нормально функционировал.
|
|
Видео: в Японии научились выращивать зубы
Критика выращивания из стволовых клеток
Несмотря на то, что появившаяся возможность вырастить заново человеческие зубы может стать огромным шагом в развитии стоматологии и медицины в целом, врачи-стоматологи видят в этом методе ряд проблем, которые пока неизвестно, как решать. Так, для того, чтобы воссоздать полноценный зуб, ученые должны заставить стволовые клетки делиться одновременно по разным направлениям. Зубы, как производные эпителиальных тканей, состоят из твердых (дентин, эмаль) и мягких (пульпа) тканей. Цель выращивания зуба — создание органа определенных размера и формы, и как заставить клетки принимать именно их, а не превращать в бесформенную клеточную массу, непонятно. То, что у японцев разово получилось вырастить идентичный мышиный зуб, еще не говорит о том, что стволовые клетки будут вести себя таким образом постоянно. И, продолжают стоматологи, важно не только то, как вырастить третьи зубы, но и как их вживить. Даже если и будут получены зубы необходимой формы и размеры, их нужно будет удачно имплантировать в рот пациента. Нет никакой гарантии, что «собственные» зубы будут хорошо приживаться. Врачи на практике знают, что выпавший или вывихнутый зуб очень сложно, на грани невозможности, вживить обратно в челюсть пациента. Методика аутотрансплантации зубов, при которой на место удаленных зубов пересаживаются собственные зубы пациента, не получила распространения как раз по причине низкой клинической эффективности. Так почему тогда должны хорошо приживаться искусственно выращенные зубы?
Фото: Многие стоматологи не верят в возможность выращивания зубов
К тому же, пересаживать предполагается не полностью выросший зуб, а его зачаток. И как можно предугадать, что в действительности вырастет на месте этого зубного зачатка? Будет ли это именно тот зуб, на место которого осуществляется имплантация? Или на месте, к примеру, резца, вырастет клык? Вопрос дифференциации зубов остается открытым. А как стимулировать рост этого зубного зачатка? Где гарантия, что он не останется на ранней стадии своего развития и все же прорежется? Исследования в области стимуляции роста таких зубов ведутся, но стабильного успеха добиться не удается. Следующий вопрос с зачатками — как организовать их питание? Растущие в естественных условиях зубы получают питание через сеть тонких сосудов, которые в дальнейшем превращаются в сосудисто-нервный пучок пульпы. Каким образом искусственно создать подобный механизм — вопрос пока что неразрешимый.
Предполагаемые цены
Ожидается, что стоимость такого вида протезирования для пациентов не будет существенно отличаться от цены традиционного искусственного протезирования. Пока что вся имеющаяся информация по искусственному выращиванию, которая появляется в средствах массовой информации, говорит об опытах, проводимых на крысах и мышах. Прежде чем вышеозначенные и многие другие спорные вопросы будут решены, и выращенные отдельно зубы будут доступны широкому кругу пациентов, методике предстоит пройти еще долгий путь. Технология должна быть отработана в качестве экспериментов на животных, потом пройдет ряд клинических испытаний на людях, и только после этого она начнет использоваться в практической стоматологии. Предположительно, что массово внедрять искусственно полученные настоящие зубы начнут в 2030–х гг., самое раннее с середины 2020–х гг.
Источник: zubzone.ru
