Вирощування зубів

Вирощування зубів — перспективна біоінженерна технологія, кінцевою метою якої є створення / відтворення повноцінних нових корінних зубів у людини або тварин. Застосування на людях можливо не раніше 2020-х — 2030-х років.

Пересадка зубів людині від ембріонів

У 1980-х і 1990-х роках — проводилися експерименти з пересадки зубних зародків від людських ембріонів. Незважаючи на успіхи, масовою ця технологія не стала.

Хронологія

• 2002 рік — англійські вчені навчилися вирощувати практично цілі, але слабенькі зуби з окремих клітин.
• 2007 рік — японські вчені виростили мишам практично повноцінні нові зуби, але без кореня.
• 2009 рік — зі стовбурових клітин були вирощені повноцінні зуби для мишей, причому вдалося виростити навіть зубний корінь, раніше це не вдавалося, але є й проблема, вона полягає в тому, що вирощені зуби виявилися трохи менше «рідних» зубів.
• 2012 рік — індійські дослідники знайшли спосіб вилікувати та регенерувати заражений кореневий канал через активацію стовбурових клітин. Це замінює старий спосіб видалення нерва зуба.
• 2013 рік — Швейцарські дослідники відновили зубну емаль ранніх порожнин за допомогою біоматеріалу на пептидній основі.
• 2015 рік — вченим вдалося виростити новий молодий зуб на місці старого в порожній альвеолі. Для цього вони створили каркас зуба з натуральних матеріалів і виростили в ньому за допомогою стовбурових клітин і стимулятора росту новий зуб всього за 2 місяці.
• 2017 рік — у мишей, за допомогою речовини Tideglusib (NP-12, NP031112), яка використовувалась як засіб боротьби з хворобою Альцгеймера та іншими нейродегенеративними захворюваннями, за рахунок інгібування і зв'язування білка GSK3 у клітинах пульпи, вдалося стимулювати поділ стовбурових клітин і направити їх розвиток по шляху одонтобластів — клітин, довгі відростки (трубочки) яких формують основу дентину. Досліди пройшли успішно, що відкрило шлях до регенерації зубів.
• 2018 рік — штучний процес наслідує природній: рекомбінантний еластиноподібний біополімер ініціює та спрямовує зростання нанокристалів апатиту. Схожим чином все відбувається в людському організмі.
• 2019 рік — фахівці помістили на предметний стіл дентин і спостерігали, як відбувається процес руйнування зуба та тестували нові засоби лікування зубів.
• 2020 рік — доктор Джеремі Мао і його колеги з Колумбійського університету (США) запропонували використовувати стовбурові клітини для вирощування зубів. Відсутнє кісткове утворення планується замінювати стовбуровими клітинами. Через це процеси регенерації і відновлення будуть досить швидкими. Щоб виростити нові зуби прямо в роті людини буде потрібно, за їхніми даними, близько 2,5 місяців. Вони зробили каркас з натуральних матеріалів, який за формою був схожий на реальний зуб, і помістили в зуб стимулятор росту. Піддослідній тварині вони імплантували зачаток такого зуба в порожню альвеолу. Пориста структура каркасу дозволила стовбуровим клітинам організму тварини мігрувати в цю конструкцію. В середньому через 9 тижнів у піддослідних тварин виростали зуби, які ідеально приживалися з відновленням періодонтальних зв'язок.
• 2021 рік — японські вчені запропонували вирощувати зуби за допомогою моноклональних антитіл. Досліди проводилися на мишах, антитіла до гена USAG-1 можуть стимулювати ріст зубів у мишей. При цьому одного прийому антитіла досить, щоб запустити процес формування цілого зуба.

Експерименти на тваринах

Китайські дослідники показали, що для створення органів і тканин, в тому числі зубів, можуть бути використані стовбурові клітини, отримані з сечі. Для початку вони перетворили клітини зібрані з сечі в індукованих стовбурових клітинах. Потім з культури цих клітин отримали епітеліальні клітини, з'єднані між собою у вигляді плоского листа. Змішавши ці клітини з ембріональними клітинами мезенхіми миші, вони пересадили їх мишам. Три тижні по тому виросло утворення, котре фізично і структурно нагадує людські зуби і містить пульпу, дентин і клітини, що формують емаль. На думку деяких учених, модифікувавши цей метод, можна буде створювати біоінженерні зачатки зуба по технології In Vitro, а потім трансплантувати їх в щелепу пацієнта, щоб виріс повноцінний зуб.

Способи

• Зовнішній зуб — зуб, що вирощується окремо та імплантується пацієнту.
• Внутрішній зуб — зуб, що вирощується безпосередньо в порожнині рота пацієнта.

Прогноз

За прогнозами вчених від вересня 2009, технологія, можливо, буде перенесена на людину через 15 років (тобто близько середини 2020-х років).

Посилання

• Alligators Inspire New Way for Growing Teeth / Jennifer Viegas // Discovery. — 2013. — May 13.
• Wu P. et al. Specialized stem cell niche enables repetitive renewal of alligator teeth / P. Wu, X. Wu, T. X. Jiang et al. & C. M. Chuong // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2013. — Vol. 110, no. 22 (May 13). — E. 2009—2018.
• Researchers Grow New Teeth in Mice / Dennis Normile // Sciencemag. — 2009. — August 3.
• Lai W. F. et al. Molecular and engineering approaches to regenerate and repair teeth in mammals : [арх. 24.02.2014] / W. F. Lai, J. M. Lee, H. S. Jung // Cellular and Molecular Life Sciences. — 2014. — Vol. 71. — P. 1691–1701. — DOI:10.1007/s00018-013-1518-7.
• Відео англ. — 2013.