Dodano: 22 marca 2022r.

Polscy naukowcy pracują nad hodowlą zębów

Czy z komórek macierzystych obecnych w dziąsłach można wyhodować trzecie zęby? Sprawdzają to naukowcy z Poznania, Torunia i Warszawy. Badacze chcą z pobranych z dziąsła komórek tworzyć nie tylko zawiązki zębów, ale też tkanki, np. nerwową czy chrzęstną.

Polscy naukowcy pracują nad hodowlą zębów

 

Projekt nazywa się SteamScaf i uczestniczą w nim naukowcy z Politechniki Warszawskiej, Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu oraz Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Finansowany jest w ramach Inicjatywy Doskonałości Uczelni Badawczej PW (BioTechMed-3 Advanced).

Trzeci komplet zębów możliwy?

Nasze dziąsła mają spory potencjał regeneracyjny. Od kilku lat wiadomo też, że w dziąsłach zlokalizowane są mezenchymalne komórki macierzyste. Po usunięciu zęba odbudowuje się struktura kostna, chrzęstna, nabłonkowa oraz tkanki nerwowe.

- W obszarach po ekstrakcji zęba, nawet znacznych rozmiarów ubytki kostne oraz braki tkanek miękkich podlegają odbudowie, oczywiście za wyjątkiem zęba. Ponadto gojenie w jamie ustnej zachodzi często bez tworzenia blizny - tłumaczy kierująca projektem SteamScaf dr hab. inż. Agnieszka Gadomska-Gajadhur z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. - Dlatego wyszliśmy z założenia, że dziąsło, a szczególnie jedna populacja jego komórek, może stać się bazą do tworzenia innych tkanek, np. nerwowej, kostnej czy chrzęstnej - dodaje.

Ten potencjał regeneracyjny otwiera wiele możliwości dla zastosowań w medycynie. Jak wskazuje dr hab. inż. Agnieszka Gadomska-Gajadhur, jeśli badania się powiodą, z komórek pobranych z dziąsła będzie można wyhodować zawiązki zębów, ale nie tylko. Uczona wskazuje też na możliwości odbudowy struktury nerwów obwodowych, chociażby do przeszczepów, czy chrząstkę dla sportowców, którzy doznali poważnych kontuzji w obrębie stawów.

Specjalne rusztowania

Wytwarzanie funkcjonalnych zamienników tkanek czy nawet całych narządów to dziedzina zaliczana do inżynierii tkankowej, w której swoje siły łączą specjaliści z wiedzą medyczną, chemiczną oraz eksperci od inżynierii materiałowej. Ważnym aspektem są tutaj hodowle komórkowe. Do niedawna takie hodowle prowadzono tradycyjnie na szalkach Petriego, ale w ostatnich czasach uczeni bardziej skupiają się na hodowlach trójwymiarowych, w których komórki rosną przestrzennie, a nie w pojedynczej warstwie, co lepiej odzwierciedla warunki obecne w organizmie. Jednak takie hodowle są trudniejsze, bo wymagają specjalnych rusztowań, na których komórki będą mogły się rozwijać i namnażać się.

Rusztowania, z którymi pracują naukowcy, zostały opracowane przez uczonych z Politechniki Warszawskiej. Zostały także zgłoszone już do opatentowania. Jak ocenia dr Gadomska-Gajadhur, badania, którymi kieruje, cechują się kompleksową drogę, „od syntezy materiału, poprzez wytworzenie rusztowań, aż do hodowli komórkowej”.

Ale opracowane rusztowania różnią się, w zależności od tego, jaka tkanka ma na nich powstać. Różne cele będą determinować materiał bazowy rusztowania, jednak wszystkie mają dwie wspólne cechy: są bioresorbowalne i naturalne dla naszego ciała. Rusztowania składają się z cząsteczek, które są znane dla organizmu i ten potrafi je metabolizować. To oznacza, że gdy rusztowanie spełni już swoją rolę, ulegnie rozkładowi i zostanie usunięte z organizmu, co z kolei oznacza eliminację ewentualnych problemów z powikłaniami.

Procedura

Celem projektu jest stworzenie określonej tkanki poprzez różnicowanie komórek macierzystych pobranych z dziąsła. Pierwszym krokiem jest pobranie fragmentów dziąsła i wyizolowanie z tkanki odpowiednich komórek. Ponieważ badaczom zależy wyłącznie na niektórych komórkach, a w pobranej tkance jest cała masa różnych typów komórek, badacze w procesie tym korzystają z metod chemicznych, by oddzielić wybrane komórki od reszty. Pozyskane w ten sposób wyselekcjonowane komórki macierzyste badacze różnicują w kierunku tkanek: kostnej, chrzęstnej oraz nerwowej. Robią to poprzez podawanie im odpowiednich czynników wzrostu. Oczywiście cały proces odbywa się poza organizmem. Przyszły pacjent dostanie gotowy, wyhodowany „produkt” do wszczepienia.

Obecnie naukowcy pracują na dziąsłach świń, gdyż nie było dostępnego odpowiedniego materiału ludzkiego, ale, jak wyjaśnia dr Gadomska-Gajadhur, nie stanowi to problemu, bo świnie są podobne genetycznie do człowieka. W przyszłości ma to być dziąsło tej samej osoby, dla której przygotowywany jest implant.

Potencjalne zastosowania

Badania zespołu naukowców będą przede wszystkim wykorzystywane w stomatologii. - Byłby to ratunek dla wielu osób, które straciły zęby, czy to w wyniku choroby, czy wypadku, czy próchnicy, a nie mogą mieć założonych klasycznych implantów - mówi dr Gadomska-Gajadhur. Ale stomatologia to nie jedyna dziedzina, która skorzysta na pracach polskich badaczy.

Uczeni mają nadzieję na wyhodowanie z komórek pobranych z dziąsła innych związków tkanek, zwłaszcza tkanki nerwowej. Mogłaby ona posłużyć do przeszczepów np. nerwów obwodowych czy przeszczepów w obrębie rdzenia kręgowego u osób sparaliżowanych.

- To chyba najtrudniejsza część projektu, ale skoro nasze dziąsło potrafi odbudowywać nerwy po usunięciu zęba, dlaczego nie spróbować tego zrobić – podkreśla dr Gadomska-Gajadhur.

Badacze chcą wyhodować w laboratorium również tkankę chrzęstną, co mogłoby pomóc w przeszczepach w obrębie stawów, chociażby u sportowców. - Pobieralibyśmy fragment dziąsła od takiego pacjenta, przez kilka tygodni hodowali w laboratorium zgodnie z opisanymi wcześniej procedurami, a następnie wszczepiali gotowy implant o 100-procentowej zgodności tkankowej - mówi dr Gadomska-Gajadhur.

 

Źródło: Politechnika Warszawska, PAP, fot. Piqsels