Пока производители стоматологических материалов ведут поиск пломбировочных материалов, безвредных, гипоаллергенных, максимально устойчивых к механическим нагрузкам и воздействию агрессивных сред, а также приближенных к натуральной эмали по эстетическим свойствам, биологи смотрят намного дальше. Они предлагают использовать стволовые клетки, трансформируя их в амелобласты (АМ), ответственные за синтез натуральной эмали зуба.
Зубная эмаль представляет собой самый твёрдый материал в организме человека, однако, более чем у 90% взрослых, она со временем повреждается под влиянием механических и химических факторов или частично утрачивается. Процесс её восстановления сегодня невозможен из-за отсутствия АМ в постоянных зубах. Команда учёных Вашингтонского университета (США), используя одноклеточное комбинаторное индексирующее секвенирование РНК (sci-RNA-seq) смогла расшифровать генетический код клеток зуба и выявила механизмы, регулирующие процесс дифференцировки АМ человека.
"Мы выявляем ключевые сигнальные пути возникновения АМ во время развития плода, и пытаемся повторить эти результаты in vitro. Кроме того, мы разработали модель заболевания несовершенного амелогенеза в трехмерной (3D) органоидной системе и продемонстрировали созревание АМ до минерализованной структуры in vivo", — заявляет одна из участников исследования, биолог Х. Руохола-Бейкер.
Команде удалось активировать гены, участвующие в конструировании АМ, и "подтолкнуть" стволовые эмбриональные клетки к трансформации в одонтобласты. При совместном культивировании учёные получили органоид — сгусток ткани, который имитирует биологический орган. В данном случае органоид довольно успешно воспроизводил отдельные компоненты эмали человеческого зуба.
Пока работа американских учёных является лишь доказательством концепции. Следующим шагом станет попытка увеличить производство эмали, чтобы начать клинические испытания. И даже если они будут успешными, придётся ответить ещё на массу вопросов прежде, чем подобная методика "уйдёт в массы". К примеру, насколько прочной окажется такая эмаль? А как лучше всего доставлять стволовые клетки в ротовую полость? И это лишь начало списка!
Восстановление эмали зуба при помощи стволовых клеток — не единственное направление мысли учёных XXI века. Параллельно ведутся работы по т.н. биомиметической репарации, которая подразумевает использование синтетических пептидов, которые схожи, но не идентичны человеческой эмали. В отличие от лечения стволовыми клетками, пептиды могут быть включены в зубную пасту, жидкость для полоскания рта и даже в …леденцы. Но синтетические составы пока демонстрируют более низкие показатели, чем натуральная эмаль.
Как бы там ни было, но подобные исследования крайне интересны, и приоткрывают путь к будущему стоматологии, которое, по мнению opinion leaders современной медицины, принадлежит регенерации!