Sbohem, zubní protézy. Vědci přicházejí s alternativou k zubním implantátům

Z moči a dásní

Pouhých deset let po úspěšném experimentu s krysami vyrostly lidské zuby. V roce 2013 čínští vědci z Guangzhou Institute of Biomedicine and Healthcare izolovali indukované pluripotentní kmenové buňky z lidské moči, které se mohou transformovat do jakéhokoli typu tkáně. Poté byly smíchány s několika biomateriály najednou a zavedeny do těla experimentálních myší. O tři týdny později se u hlodavců vyvinuly struktury připomínající zuby. Obsahovaly zubní dřeň, dentin, tvrdou tkáň zubů a buňky, které tvoří sklovinu. Pravda, kritici poukazovali na to, že moč je pochybným zdrojem kmenových buněk, a nikdo tuto zkušenost nezopakoval.

Prohlédněte si naši galerii nepřátel zubní skloviny:

Přibližně ve stejnou dobu byly na King’s College London získány chimérické zuby napůl člověk a napůl myši. K tomu odebrali epiteliální buňky dásní dospělých jedinců a zavedli je do embryonální pojivové tkáně hlodavců, poté je transplantovali myším, které po několika týdnech vytvořily hybridní zuby s životaschopným kořenem. Ale tato technika nemohla konkurovat zubním implantátům, poznamenali autoři. Příliš složité, drahé a nepředvídatelné – kmenové buňky pěstované ve zkumavce často nebyly životaschopné.

Sami

Vědci z Kolumbijské univerzity (USA) vyvinuli technologii, která nevyžaduje izolaci pluripotentních kmenových buněk. Samotnému tělu vyroste nový zub.

Namísto odstraněného je instalován 3D tištěný rám vyrobený z polymerů a hydroxyapatitu (minerál obsahující vápník) s navázanými molekulami růstových faktorů a proteinů BMP7. Na jednu stranu by měly přitahovat kmenové buňky přímo z těla do lůžka, na druhou stranu by měly přispět k jejich přeměně v nový zub.

Tímto způsobem byli vědci schopni vytvořit zubní struktury u 22 potkanů a jednoho dobrovolníka. Po devíti týdnech byly kostry v ústech subjektů pokryty buňkami dentinu, ale stále je příliš brzy mluvit o úplné obnově zubů.

Probuďte kmenové buňky

Britští vědci navrhují použití kmenových buněk pro nové řezáky, špičáky a stoličky, které jsou přítomné na základně zubů a mohou vytvářet všechny typy zubních tkání. Z neznámých důvodů se tyto buňky nepodílejí na opravě a náhradě nemocných nebo extrahovaných zubů. Ačkoli někteří savci, jako jsou velbloudi, lamy, krysy, mohou být aktivní po celý život. Díky nim si tělo udržuje optimální délku zubů.

V roce 2014 se vědcům z Harvardské univerzity podařilo probudit tyto kmenové buňky u myší pomocí ultrazvuku. V důsledku toho se již den po ozáření buňky začaly měnit v dentin, sklovinu a další složky zubní tkáně. Ale plnohodnotný zub nikdy nevznikl.

O pět let později odborníci z University of Plymouth naznačili, že úspěchu chyběla zvýšená aktivita několika genů a signálních molekul, které řídí růst zubů. V první řadě mluvíme o proteinové signální molekule Dlk1. U savců ovlivňuje množství dentinu produkovaného zubními kmenovými buňkami.

V několika experimentech se kmenové buňky aktivně dělily v živném médiu nasyceném proteinem Dlk1 a transformovaly se na dentin a tkáně jiného typu. Když vědci vyplnili otvory v krysích zubech směsí obsahující Dlk1, po několika dnech se dřeně u zvířat zahojila a dentin byl obnoven. Autoři práce plánují v blízké budoucnosti otestovat tuto techniku na lidech.

Nejen zuby, ale i orgány

Výzkumníci z Laboratoře buněčné biotechnologie na Moskevské státní univerzitě lékařství a stomatologie vytvářejí myší zuby ve zkumavce ze zubního zárodku odebraného z embrya. Čelisti transplantované do jamky místo vyjmutých perfektně zakořeňují. Tyto experimenty pomohou vědcům pochopit, jak v zásadě roste zub, a to i u lidí.

Vědci z Dálného východu federální univerzity spolu se svými japonskými kolegy zjistili, že jen z kmenových buněk nelze vypěstovat plnohodnotný lidský zub. Jsou zapotřebí i další buňky, zejména ty, které jsou zodpovědné za tvorbu různých částí zubního zárodku.

Většina uměle vypěstovaných zubů je bez skloviny. Bylo zjištěno, že vyžaduje chromofobní buňky přítomné nejen v místě, kde se tvoří zuby embrya, ale také tam, kde epitel dutiny ústní přechází do epitelu vyvíjející se trávicí trubice. To znamená, že nový bioinženýrský přístup založený na práci ruských vědců umožní v gastroenterologii pěstovat nejen zuby, ale i orgány pro transplantaci.

Vědci se nyní naučili, jak vytvořit mnohem silnější zuby s kořeny, které vyvíjejí zdravé prokrvení a nervová spojení, díky nimž se dokonale uchytí v čelistech zvířat. Do masových experimentů na lidech ještě nedosáhla, ale v příštích deseti letech můžeme v tomto směru zaznamenat rychlý pokrok.