Zęby z komórek macierzystych

Zęby z hodowli komórek macierzystych
Paweł Szablewski, 2009-08-19

Dwa lata temu udał się wyhodować zęby z komórek macierzystych ale nie w pełni odpowiadające kształtom i wytrzymałości zębów naturalnych. Od tego czasu metodę znacznie udoskonalano i otrzymywane w ten sposób zęby prawie nie różnią się od naturalnych.

Tak dobre rezultaty udaję się na razie osiągnąć u myszy. Jak podkreślają Japońscy naukowcy z Uniwersytetu Nauki w Tokio, Uniwersytetu Medycznego i firmy Organ Technologies opracowana przez nich metoda mogłaby służyć także ludziom. Jest też nadzieją, że poznanie funkcjonalności poszczególnych komórek zarodkowych, w przyszłości pozwoli także na hodowlę innych narządów i tkanek.

W poprzednich eksperymentach cały ząb hodowano w laboratorium, a następnie wszczepiano biorcy. Wykorzystywano specjalne matryce wypełnione pożywką oraz mieszaniną komórek macierzystych i tworzących zęby. Wyhodowane w ten sposób zęby mimo, że budową bardzo zbliżone do naturalnych był słabsze, odbiegające od kształtu naturalnych organów i z niezbyt dobrze wykształconym korzeniem.

Zespół pod kierunkiem Etsuko Ikedy zrezygnował z przeprowadzenia całej pracy hodowlanej w warunkach laboratoryjnych. Prace ograniczono do uzyskania grup komórek stanowiących zawiązki zębów. Naturalnie u młodych myszy wykształcają się z nich dorosłe zęby. Do tego celu pozyskano komórki macierzyste nabłonkowe i mezenchymalne z embrionów myszy. Tak uzyskane zawiązki po około 6 dniach hodowli w laboratorium wszczepiano dorosłym gryzoniom (w wieku 8 tygodni, 3 tygodnie po usunięciu naturalnych zębów) w kość szczęki (na miejscu wcześniej utraconych zębów trzonowych). U ssaków zęby trzonowe charakteryzują się najbardziej złożoną budową. Po około 36 dniach wszczepione zęby całkowicie odpowiadały kształtem i budowa wewnętrzną naturalnym odpowiednikom, a po około 49 dniach osiągnęły wymiary otaczających naturalnych zębów i wykazywały znaki używania ich do przeżuwania pokarmu. Potwierdziło to jego pełną funkcjonalność w pełnieniu roli utraconego zęba. W okresie wzrostu ząb wykształcił prawidłowe unerwienie całkowicie łącząc się z otaczającymi tkankami. Zdaniem badaczy może on w pełni pełnić funkcje naturalnego zęba.

Zęby z hodowli mają tylko inny kolor, za sprawą dodanego geny kodującego fluoroscencyjne białko. Dodatek ten został wykorzystany tylko na potrzeby eksperymentu. Miał za zadanie wyróżnienie komórek z hodowli aby móc dokładnie śledzić ich rozwój i etapy wzrostu nowego zęba. Pozwolił także stwierdzić, iż aktywacji ulegają te same geny, co przy normalnie rozwijających się zębach.
Czyżby koniec z borowaniem?
Jak podkreślają badacze u ssaków bardzo wiele organów tworzy się z zawiązków będących działaniem komórek nabłonkowych i mezenchymalnych zarodka. Daje to duże nadzieje na możliwość zaadaptowania osiągniętych w tym doświadczeniu metod do uzyskiwania innych w pełni funkcjonalnych organów metodą in-vitro, w laboratorium.

Źródło:
- Science Now Daily News, 03.08.2009r., Researchers Grow New Teeth in Mice,
- Etsuko Ikeda, i In., Fully functional bioengineered tooth replacement as an organ replacement therapy, PNAS, August 11, 2009, vol. 106, no. 32, 13475–13480, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0902944106