Ред.: Аверкіна Любов

Зубна емаль – найтвердіший матеріал в людському організмі, вона захищає зуби від механічних навантажень, які виникають під час жування, і допомагає їм протистояти карієсу. Емаль утворюється під час формування зуба спеціалізованими клітинами, які називаються амелобластами. Коли формування зуба завершено, ці клітини відмирають. Отже, організм не має можливості відновити або відновити пошкоджену емаль, і зуби можуть руйнуватись без можливості відновлення, що в решті призводить до їх втрати.

На дімку американських вчених, сучасні досягнення у вивченні генетики, стовбурових клітин та можливості створення органіоїдів з них допоможуть у вирішення проблеми регенерації зубної емалі.

Цей прогрес розглядається як ключовий початковий крок до інноваційної терапії для відновлення та регенерації зубів. Стовбурові клітини використовували для виробництва органоїдів, які вивільняли білки, відповідальні за формування зубної емалі, речовини, яка захищає зуби від пошкодження та руйнування. Цю ініціативу очолила міждисциплінарна група дослідників з Університету Вашингтона в Сіетлі (США).

Щоб створити амелобласти в лабораторії, дослідники спочатку повинні були зрозуміти генетичну програму, яка спонукає фетальні стовбурові клітини розвиватися в ці високоспеціалізовані клітини, що виробляють емаль. Для цього вони використали техніку, яка називається одноклітинним комбінаторним індексуванням РНК секвенування (sci-RNA-seq), яка показує, які гени активні на різних стадіях розвитку клітини.

Це можливо тому, що молекули РНК, звані інформаційною РНК (мРНК), передають інструкції для білків, закодованих у ДНК активованих генів, до молекулярних машин, які збирають білки. Ось чому зміни в рівнях мРНК на різних етапах розвитку клітини показують, які гени вмикаються і вимикаються на кожному етапі.

Для цього вони використали техніку, яка називається одноклітинним комбінаторним індексуванням РНК секвенування (sci-RNA-seq), яка показує, які гени активні на різних стадіях розвитку клітини. Це можливо тому, що молекули РНК, звані інформаційною РНК (мРНК), передають інструкції для білків, закодованих у ДНК активованих генів, до молекулярних машин, які збирають білки. Ось чому зміни в рівнях мРНК на різних етапах розвитку клітини показують, які гени вмикаються і вимикаються на кожному етапі.

У своєму експерименті вченим вдалось «відстежити» хімічний шлях від стовбурової клітини до амелобласту і відтворити його.

Реалізуючи всій амбітний проект, вчені також вперше ідентифікували інший тип клітин, який називається субодонтобласт, який, на їхню думку, є прабатьком одонтобластів, типу клітин, вирішального для формування зубів.

Дослідники виявили, що разом ці типи клітин можуть утворювати маленькі, тривимірні, багатоклітинні міні-органи, які називаються органоїдами. Вони організовувалися в структури, подібні до тих, що спостерігаються в зубах людини, що розвиваються, і виділили три важливі білки емалі: амелобластин, амелогенін і емалелін. Потім ці білки утворять матрицю. Відбудеться процес мінералізації, необхідний для формування емалі з необхідною твердістю.

Тепер дослідницька група тепер сподівається вдосконалити процес, щоб зробити емаль, порівнянну за міцністю з тією, що є у природних зубів, і розробити способи використання цієї емалі для відновлення пошкоджених зубів. Одним із підходів було б створити емаль у лабораторії, яку потім можна було б використовувати для заповнення порожнин та інших дефектів.

Руохола-Бейкер зазначає, що інший більш амбітний підхід полягав би у створенні «живих пломб», які могли б рости та виправляти карієси та інші дефекти. Зрештою, метою було б створити зуби, отримані зі стовбурових клітин, які могли б повністю замінити втрачені зуби.

За матеріалами: SciTechDaily