Разочаровывает тот факт, что наш организм не может регенерировать поврежденную зубную эмаль, но ученые из Вашингтонского университета (UW) вырастили в лаборатории мини-зубы, которые выделяют белки, вырабатывающие эмаль. Это может стать первым шагом на пути к «живым пломбам», которые закрывают кариес, или даже к выращенным в лаборатории заменителям зубов.
Эмаль — самая твердая ткань в организме, и она покрывает наши зубы, помогая им выдерживать жевательные нагрузки. Но со временем они все еще могут страдать от трещин и полостей, и, к сожалению, этот материал не может заживать естественным путем, поэтому часто необходимы пломбы или полное удаление.
Для нового исследования команда Университета Вашингтона исследовала, как эмаль можно восстановить, изучив, в первую очередь, как он образуется естественным путем. Ключевым моментом является своего рода клетка, называемая амелобластом, которая вырабатывает вещество во время развития зубов, но отмирает после того, как их работа выполнена.
Во-первых, команда использовала метод, называемый секвенированием РНК с комбинаторным индексированием отдельных клеток (sci-RNA-seq), который подчеркивает активацию генов на протяжении всего развития клетки. Запустив это на клетках человеческого зуба по мере их развития и с помощью специализированных алгоритмов, исследователи смогли создать схему образования амелобластов из стволовых клеток.
Изображение под микроскопом различных генов, экспрессирующихся на разных стадиях развития в зубе Исследовательская группа стоматологических органоидов UW
Затем они следовали своему собственному рецепту, пытаясь уговорить человеческие стволовые клетки стать амелобластами посредством определенной последовательности активации генов. И действительно, методом проб и ошибок клетки организовались в органоиды, структуры, подобные тем, что формируются в зубах. Они секретировали три ключевых белка — амелобластин, амелогенин и эмалелин, — которые образовывали матрикс, который минерализовался в эмалеподобную ткань.
«Это важный первый шаг к нашей долгосрочной цели — разработке клеток на основе стволовых клеток. лечения для восстановления поврежденных зубов и восстановления утраченных», — сказал Хай Чжан, со-автор исследования.
Команда говорит, что с дополнительной работой по оптимизации процесса они могли даже создавать «живые пломбы» из амелобластов, которые можно помещать в полости или трещины, и заполнять их вновь полученной эмалью.
Исследование было опубликовано в журнале Developmental Cell.
