Ученые хотят вылечить кариес с помощью стволовых клеток
Человеческое тело – удивительная вещь. Но, как и все, что создано эволюцией, оно имеет множество недостатков. Возьмем, к примеру, зубы. В то время как у акул новые зубы вырастают в течение всей жизни, у взрослого человека есть один комплект, который должен прослужить 60 лет и более.
Это непросто. Из-за бедности, богатого сахаром рациона и плохой гигиены 2,5 миллиарда человек в мире страдают от кариеса, при котором кислота, выделяемая бактериями, обитающими в полости рта, разъедает твердую эмаль, покрывающую внешнюю поверхность зуба. Это может открыть двери для болезненных инфекций, которые наносят еще больший ущерб. Если кариес уже начался, все, что может сделать стоматолог, – это заполнить щель искусственной пробкой – пломбой.
Но 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, которые обладают способностью превращаться в любой другой тип клеток организма. Исследователи утверждают, что вскоре можно будет использовать эти протеиновые клетки для естественного восстановления эмали зуба.
Для начала нужно было выяснить, как именно образуется эмаль. Это непросто, поскольку клетки, производящие эмаль, известные как амелобласты, исчезают вскоре после окончания роста взрослых зубов. Чтобы обойти эту проблему, исследователи обратились к образцам тканей человеческих плодов, которые были абортированы по медицинским показаниям или естественным путем. В таких тканях содержится большое количество функционирующих амелобластов.
Затем исследователи проверили, какие гены были особенно активны в клетках, вырабатывающих эмаль. Зубная эмаль состоит в основном из фосфата кальция, и гены, кодирующие белки, предназначенные для связывания с кальцием, были особенно активны. Они также исследовали другой тип клеток, называемых одонтобластами. В них экспрессируются гены, вырабатывающие дентин – еще один вид твердой ткани, которая находится под внешней эмалью.
Вооружившись этой информацией, доктор Руохола-Бейкер и ее коллеги проверили с помощью стоматологического оборудования, можно ли убедить стволовые клетки превратиться в амелобласты. Команда разработала коктейль из лекарств, предназначенных для активации генов, которые, как они знали, экспрессируются в функционирующих амелобластах. Это помогло: сконструированные амелобласты вырабатывали те же белки, что и естественные. Другой коктейль подтолкнул стволовые клетки к превращению в одонтобласты.
Культивируя клетки вместе, исследователи получили так называемый органоид – сгусток ткани в чашке Петри, имитирующий биологический орган. Органоиды с удовольствием вырабатывали химические компоненты эмали. Наличие обоих типов клеток оказалось решающим: когда одонтобласты присутствовали вместе с амелобластами, гены, кодирующие белки эмали, экспрессировались сильнее, чем при наличии только амелобластов.
На данный момент эта работа является скорее доказательством концепции, чем прототипом будущего медицинского лечения. Следующим шагом, говорит доктор Руохола-Бейкер, будет попытка еще больше увеличить производство эмали, чтобы в конечном итоге начать клинические испытания. Есть надежда, что в один прекрасный день медицинские версии органоидов команды смогут использоваться в качестве биологических имплантатов для восстановления 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, которые похожи, но не совсем идентичны человеческой эмали. В отличие от лечения стволовыми клетками, белки можно включать в состав зубной пасты, ополаскивателей для рта и даже капель от кашля. Но синтетические составы 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 рот пациента. Но эти результаты многообещающие. Как скажет вам любой стоматолог, профилактика лучше лечения. Но лучшее лекарство все же не помешает.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
