Organoidy zębów wytworzyły szkliwo

Zespół z University of Washington opisał właśnie eksperyment, który wskazuje, iż w niedalekiej przyszłości dentyści będą mogli leczyć ubytki lub zastępować całe żeby wyhodowanymi w laboratorium tkankami.

"To kluczowy, pierwszy krok w kierunku naszego długoterminowego celu, jakim jest leczenie oparte na komórkach macierzystych, naprawa uszkodzonych zębów i regeneracja tych, które zostały utracone" – mówi prof. Hai Zhang, autor pracy opublikowanej w piśmie "Developmental Cell".

Jak działa organoid

Badacze stworzyli organoid (uproszczony, żywy model) zęba, który wytwarza szkliwo – najtwardszą tkankę w organizmie, która chroni ząb przed próchnicą i uszkodzeniami.

Powstaje ono w czasie rozwoju zębów dzięki aktywności wyspecjalizowanych do tego komórek zwanych ameloblastami. Kiedy ząb dojrzeje, komórki te obumierają, więc zęby uszkodzonego szkliwa już nie regenerują.

Badacze prześledzili najpierw, w jaki sposób z zarodkowych komórek macierzystych powstają ameloblasty, a potem dzięki tej wiedzy wyhodowali nowe komórki tego typu. Przy okazji przypadkiem odkryli nieznane wcześniej komórki, które nazwali subodontoblastami. Jak wyjaśniają, w trakcie rozwoju zębów przekształcają się one w odontoblasty – komórki kluczowe w kształtowaniu się zęba.

Następnie naukowcom udało się wszystkie te komórki ukształtować w małe, trójwymiarowe organoidy, które przypominały rozwijające się zęby. Wydzielały one trzy kluczowe białka szkliwa – ameloblastynę, amelogeninę i enamelinę. Ułożyły się one potem w strukturę, w której nastąpiła typowa dla szkliwa, utwardzająca je mineralizacja.

Teraz badacze chcą udoskonalić metodę, tak aby szkliwo miało podobne właściwości do prawdziwego i chcą nauczyć się wykorzystywać je w naprawie zębów. W dalszej perspektywie chcą stworzyć "żywe wypełnienia", które będą rosły w zębach i naprawiały ubytki.

Wymiana zębów

Ostateczny cel to natomiast hodowla całych zębów, na wymianę.

"Wiele organów, które chcielibyśmy móc zastępować, takich jak trzustka, nerka czy mózg, jest zbyt skomplikowanych. Ich bezpieczna regeneracja z komórek macierzystych zajmie trochę czasu. Zęby, z drugiej strony, są znacznie mniejsze i mniej skomplikowane. Są może łatwym do zerwania owocem, ale także może minąć trochę czasu, zanim będziemy w stanie je zregenerować. Podejmujemy już jednak kroki niezbędne do tego, aby tam dotrzeć" – mówi kierująca pracami dr Hannele Ruohola-Baker. - "Może czekać nas ‘wiek żywych wypełnień’ i w ogóle regeneracyjnej stomatologii".