Dodano: 31 marzec 2021r.

Naukowcy znaleźli sposób na regenerację utraconych zębów

Dzięki badaniom japońskich naukowców implanty zębowe mogą odejść w zapomnienie. Odkryli oni sposób na regenerację utraconych zębów. Poprzez zahamowania działania pewnego genu badacze zwiększyli dostępność czynników wzrostu, które stymulowały wyrzynanie się nowych zębów. Tak przynajmniej działo się w przypadku gryzoni.

Naukowcy znaleźli sposób na regenerację utraconych zębów

 

Nowe badania zostały przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Kioto i Uniwersytetu w Fukui. Uczeni, w publikacji, która ukazała się na łamach pisma „Science Advances”, opisali zaobserwowane działanie przeciwciała dla genu USAG-1 (uterine sensitization associated gene-1), które może stymulować wzrost zębów. Tak przynajmniej stało się w przypadku gryzoni cierpiących na anodoncję - wrodzoną wadę, która charakteryzuje się brakiem zębów i ich zawiązków.

Sposób na nowe zęby

W jamie ustnej dorosłego człowieka zazwyczaj znajdują się 32 zęby. Ale są osoby, które z powodu wad wrodzonych mają zębów więcej lub mniej. Dotyczy to około jednego procenta populacji. Japońscy naukowcy zbadali genetyczne przyczyny przypadków, w których występuje zbyt wiele zębów. Chcieli w ten sposób uzyskać jakieś wskazówki, które mogłyby się przydać do opracowania sposobu regeneracji zębów u dorosłych.

Jak podkreślił Katsu Takahashi z Uniwersytetu w Kioto, jeden z głównych autorów badań, podstawowe cząsteczki odpowiedzialne za rozwój zębów zostały zidentyfikowane. - Morfogeneza poszczególnych zębów zależy od interakcji kilku cząsteczek, w tym BMP (bone morphogenetic protein – przyp. red.), czyli białka morfogenetycznego kości i sygnalizacji Wnt - powiedział Takahashi.

Białka BMP i szlak sygnałowy Wnt, o których wspomniał Takahashi, są zaangażowane nie tylko w rozwój zębów. Modulują wzrost wielu narządów i tkanek na długo zanim organizm ludzki osiągnie rozmiar rodzynki. Jednakże, ponieważ związki te kontrolują również wzrost wielu innych narządów, zakłócanie ich może powodować szereg poważnych skutków ubocznych.

Stymulacja wzrostu zębów

Uczeni skoncentrowali się na genie USAG-1. - Wiedzieliśmy, że wyciszanie USAG-1 korzystnie wpływa na wzrost zębów. Nie wiedzieliśmy, czy to wystarczy - przyznał Takahashi.

Podczas eksperymentów na myszach zespół przetestował szereg różnych przeciwciał monoklonalnych, które zmieniają zdolność USAG-1 do interakcji zarówno z BMP, jak i Wnt. Kilka z nich spowodowało poważne wady wrodzone gryzoni. W końcu jednak naukowcy trafili na przeciwciało, które zapobiegało wiązaniu genu z BMP, ale nie miało wpływu na Wnt.

Jednak wcześniej uczeni zmodyfikowali genetycznie myszy, które później wzięły udział w eksperymentach. Badacze wywołali u gryzoni anodoncję, nazywaną czasem agenezją zębów. To wada wrodzona, które przejawia się brakiem zębów i ich zawiązków. Może dotyczyć pojedynczego zęba, jak całego uzębienia.

Eksperymenty dowiodły, że manipulując interakcjami między genem USAG-1 a BNP i Wnt, uczeni mogą stymulować wzrost zębów, nie wywołując żadnych innych niepożądanych efektów. Na podstawie tego odkrycia autorzy wywnioskowali, że USAG-1 zapobiega wzrostowi zębów poprzez wiązanie się z BMP, zmniejszając w ten sposób jego aktywność. Wyniki badań wskazały, że hamowanie aktywności genu pozwala na wzrost BMP wystarczający do pojawienia się nowych zębów.

Niezwykle obiecujące wyniki eksperymentów

Wstrzyknięcie ciężarnym myszom z anodoncją przeciwciał USAG-1 spowodowało prawidłowy rozwój zębów u ich potomstwa. Ponadto jednorazowe podanie przeciwciała spowodowało u zwykłych myszy wzrost całego nowego zęba.

Naukowcy przetestowali przeciwciało również na fretkach. Te zwierzęta mają podobne wzorce uzębienia jak ludzie i, podobnie jak my, są diphyodontami, co oznacza, że ​​mają zestaw zębów mlecznych, które później są zastępowane zębami stałymi. Technika okazała się równie skuteczna u fretek. Pojedyncza dawka przeciwciała powodowała powstanie całego zęba.

Sugeruje to, że opracowana metoda może działać również w przypadku ludzi, chociaż do tego jeszcze daleka droga. Najpierw trzeba przezwyciężyć szereg problemów związanych z bezpieczeństwem, zanim będzie można ją przetestować na ludziach. Na razie naukowcy planują powtórzyć eksperyment na innych ssakach, takich jak świnie i psy.

- Konwencjonalna inżynieria tkankowa nie nadaje się do regeneracji zębów. Nasze badanie pokazuje, że bezkomórkowa terapia molekularna jest skuteczna w szerokim zakresie wrodzonej agenezji zębów – podsumował inny autor badań, Manabu Sugai z Uniwersytetu w Fukui.

 

Źródło: Kyoto University, fot. Kyoto University/Katsu Takahashi