Вчені створили матеріал для вирощування зубів зі стовбурових клітин


Дослідники з Лондона розробили гідрогель, який дозволяє стовбуровим клітинам зубів спілкуватися між собою та відтворювати природний процес розвитку зубів

Зображення ZME Science
Зображення ZME Science

Британські вчені з Королівського коледжу Лондона та Імперського коледжу Лондона зробили важливий крок у напрямку революційних змін у стоматології. Дослідники розробили новий матеріал, який дозволяє стовбуровим клітинам зубів взаємодіяти між собою способом, що імітує природний розвиток зубів. Цей прорив відкриває нові можливості в стоматологічній допомозі — вирощування справжніх зубів з власних клітин пацієнта.

«Зуби, вирощені в лабораторії, природно регенеруватимуться, інтегруючись у щелепу як справжні зуби. Вони будуть міцнішими, довговічнішими та без ризику відторгнення, пропонуючи більш стійке та біологічно сумісне рішення, ніж пломби чи імплантати», — каже автор дослідження Сюечен Чжан з факультету стоматології, оральних та краніофаціальних наук Королівського коледжу Лондона.

Наразі стоматологічне лікування передбачає вибір між штучними пломбами або імплантатами. Обидва варіанти мають недоліки. «Пломби не є найкращим рішенням для відновлення зубів. З часом вони послаблюють структуру зуба, мають обмежений термін служби та можуть призвести до подальшого карієсу або чутливості. Імплантати потребують інвазивної хірургії та хорошого поєднання імплантатів та альвеолярної кістки. Обидва рішення є штучними та не повністю відновлюють природну функцію зуба, потенційно призводячи до довгострокових ускладнень», — пояснює Сюечен Чжан.

Новий підхід кардинально змінює ситуацію. Замість латання або заміни зубів статичними матеріалами, вчені хочуть відбудовувати їх з живих клітин, використовуючи ретельно створене середовище, яке запускає біологічний механізм розвитку зуба.

Ключ полягає в тому, як клітини спілкуються між собою. Коли зуб розвивається в організмі, його формування залежить від складної взаємодії між різними типами стовбурових клітин — деякі з м'яких тканин, інші з кісток. Ці клітини обмінюються хімічними повідомленнями, інструктуючи одна одну брати на себе конкретні ролі: деякі стають виробниками емалі, інші формують дентин або цемент. Час має вирішальне значення.

Але в попередніх лабораторних спробах дослідники заливали клітини сигналами одразу всіма. Це не спрацьовувало. Попередні спроби зазнали невдачі, оскільки всі сигнали надсилалися одночасно, пояснює Чжан.

У новому дослідженні, опублікованому в журналі ACS Macro Letters, команда створила новий тип гідрогелю — желеподібного матеріалу — спроектованого для поступового вивільнення сигналів з часом, так само, як це робить організм. Це дає клітинам можливість поводитися так, як вони роблять під час природного розвитку.

Гідрогель, виготовлений з модифікованого желатину, був точно налаштований — регулювання його жорсткості, складу та хімічного складу — для створення того, що вчені називають зубним органоїдом, крихітною зростаючою копією зуба, що розвивається.

Хоча результати обнадійливі, технологія ще не готова до використання. «Успіх цього гідрогелю у вирощуванні зубної тканини є важливою віхою. Але ще довгий шлях до того, щоб ці вирощені в лабораторії зуби з'явилися в кабінеті стоматолога», — каже доктор Петер Балог, який не брав участі в дослідженні.

Однак дослідники, які стоять за цією інновацією, налаштовані впевнено. Співавтор статті доктор Ана Анджелова Волпоні з Королівського коледжу Лондона каже, що цей регенеративний підхід може революціонізувати стоматологію. «У міру розвитку галузі інтеграція таких інноваційних методів має потенціал революціонізувати стоматологічну допомогу, пропонуючи стійкі та ефективні рішення для відновлення та регенерації зубів».

Регенерація зубів є лише частиною більш широкого руху в медицині до регенеративних терапій — лікувань, які мають на меті не просто латати або замінювати пошкоджені частини тіла, а відновлювати їх за допомогою живої тканини. Це та сама ідея, що стоїть за терапією стовбуровими клітинами для серця, вирощеною в лабораторії шкірою для жертв опіків або навіть спробами відбудувати спинномозкову тканину.

У стоматологічному світі ця робота може бути трансформаційною. Здатність виростити новий зуб — не лише один раз, але, можливо, неодноразово — переписала б правила здоров'я ротової порожнини. І наслідки йдуть далі. З правильною матрицею, правильними клітинами та правильними сигналами вчені можуть одного дня мати можливість біоінженерно створювати не лише зуби, але й цілі ділянки щелепи або обличчя — відновлюючи травми, вроджені дефекти або зношення часу живою, функціональною тканиною.

— За матеріалами ZME Science