Зубы — главная цель регенеративной медицины. По словам Такаши Цудзи, лидера группы, примерно 10 процентов людей рождаются с некоторыми отсутствующими зубами, и, кроме того, практически все люди теряют зубы в результате несчастных случаев или болезней с возрастом.
Существуют такие средства правовой защиты, как имплантаты и мосты, но они не восстанавливают полную функциональность зубов. Выращивание новых зубов было бы полезным, но, к сожалению, у людей развивается лишь ограниченное количество зубных зачатков — рудиментарных групп клеток, из которых растут зубы.«Мы задавались вопросом, — говорит Цуджи, — сможем ли мы сделать больше зубов из одного зародыша». Чтобы продемонстрировать, что это возможно, группа сосредоточила внимание на том факте, что развитие зубов происходит посредством волнообразного паттерна экспрессии генов с участием Lef1, активатора, и Ectodin, ингибитора.
Чтобы управлять этим процессом, они удалили у мышей зубные зачатки и вырастили их в культуре. В подходящий момент в процессе развития, который, как выяснилось из их экспериментов, составлял 14,5 дней, они почти разрезали микробы на две части нейлоновой нитью, оставив только небольшую часть прикрепленной, и продолжили культивировать их. Была надежда, что сигнальные центры, которые контролируют волну молекул, регулирующих развитие зуба, возникнут в каждой части, и это действительно оказалось правдой. Перевязанные микробы естественным образом превратились в два зуба, которые команда трансплантировала в отверстия, просверленные в челюстях мышей.
Зубы оказались полностью функциональными, что позволило мышам жевать и чувствовать раздражитель, хотя они были только вдвое меньше нормальных зубов и вдвое меньше коронок — результат, которого можно было ожидать, учитывая, что исследователи использовали уже разработанные микробы.Примечательно, что они смогли манипулировать зубами, используя ортодонтические методы, эквивалентные брекетам, и кость была правильно реконструирована, чтобы приспособиться к движению зубов.Заглядывая в будущее, Цуджи говорит: «Наш метод можно использовать для педиатрических пациентов, у которых зубы не развиваются должным образом в результате таких состояний, как заячья губа или синдром Дауна, поскольку зародыши постоянных зубов или зубов мудрости могут быть расщеплены и имплантированы. В будущем мы могли бы также рассмотреть возможность использования стволовых клеток для роста большего количества микробов, но сегодня существуют препятствия для культивирования таких клеток, которые необходимо будет преодолеть ».
Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports, онлайн-журнале издательства Nature.