Ученые хотят лечить кариес с помощью стволовых клеток

Человеческое тело – удивительная вещь. Но, как и все, что создано эволюцией, оно имеет множество недостатков. Возьмем, к примеру, зубы. Если у акул новые зубы вырастают в течение всей жизни, то у взрослого человека – один комплект, который должен прослужить 60 лет и более.

Это непросто. Сочетание бедности, богатого сахаром питания и плохой гигиены приводит к тому, что 2,5 млрд. человек в мире страдают от кариеса, при котором кислота, выделяемая бактериями, обитающими в полости рта, разрушает твердую эмаль, покрывающую внешнюю поверхность зуба. Это может привести к развитию болезненных инфекций, которые вызывают дальнейшее разрушение зуба. После появления кариеса стоматолог может лишь заполнить образовавшуюся щель искусственной пробкой – пломбой.

Однако в работе, опубликованной в журнале Cell, Ханнеле Руохола-Бейкер, биолог по стволовым клеткам из Университета Вашингтона, и ее коллеги предлагают возможную альтернативу. Стволовые клетки – это клетки, обладающие способностью превращаться в любой другой тип клеток организма. По мнению исследователей, в скором времени можно будет использовать эти протеиновые клетки для естественного восстановления эмали зуба.

Прежде всего необходимо было выяснить, как именно происходит образование эмали. Это непросто, поскольку клетки, образующие эмаль, называемые амелобластами, исчезают вскоре после окончания роста зубов взрослого человека. Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к образцам тканей человеческих плодов, прервавшихся по медицинским показаниям или естественным путем. В таких тканях содержится большое количество функционирующих амелобластов.

Затем исследователи проверили, какие гены были особенно активны в клетках, продуцирующих эмаль. Зубная эмаль состоит в основном из фосфата кальция, и гены, кодирующие белки, предназначенные для связывания с кальцием, были особенно активны. Кроме того, исследователи изучили другой тип клеток – одонтобласты. Они экспрессируют гены, вырабатывающие дентин – еще один вид твердой ткани, лежащей под внешней эмалью.

Вооружившись этой информацией, д-р Руохола-Бейкер и стоматология севастополь, можно ли убедить стволовые клетки превратиться в амелобласты. Группа разработала коктейль препаратов, активирующих гены, которые, как было известно, экспрессируются в функционирующих амелобластах. Это дало результат: сконструированные амелобласты вырабатывали те же белки, что и естественные. Другой коктейль подтолкнул стволовые клетки к превращению в одонтобласты.

В результате совместного культивирования клеток был получен так называемый органоид – сгусток ткани в чашке Петри, имитирующий биологический орган. Органоиды с удовольствием вырабатывали химические компоненты эмали. Наличие обоих типов клеток оказалось решающим фактором: когда одонтобласты присутствовали вместе с амелобластами, гены, кодирующие белки эмали, экспрессировались сильнее, чем при наличии только амелобластов.

Пока эта работа является скорее доказательством концепции, чем прототипом будущего медицинского лечения. Следующим шагом, по словам д-ра Руохола-Бейкера, будет попытка еще больше увеличить производство эмали, с тем чтобы в конечном итоге начать клинические испытания. Есть надежда, что когда-нибудь медицинские версии органоидов, созданных командой, можно будет использовать в качестве биологических имплантатов для регенерации разрушенных зубов пациента.

Не только терапия на основе стволовых клеток направляется на клинические испытания. Еще один класс методов лечения известен как биомиметическая репарация. Он предполагает восстановление коронки зуба с помощью синтетических белков, похожих, но не полностью идентичных человеческой эмали. В отличие от лечения стволовыми клетками, эти белки можно включать в состав зубной пасты, ополаскивателей для полости рта и даже капель от кашля. Однако синтетические препараты могут быть менее прочными, чем человеческая эмаль.

Потребуется время, чтобы обе технологии появились в клинике. Один из вопросов – насколько долговечной окажется эмаль, созданная амелобластами, полученными из стволовых клеток. Другой вопрос – как лучше доставить стволовые клетки в полость рта пациента. Однако полученные результаты многообещающи. Как скажет любой стоматолог, профилактика лучше, чем лечение. Но лучшее лекарство все же не помешает.