Вирощування зубів перспективна біоінженерна технологія кінцевою метою якої є створення відтворення повноцінних нових кор

Вирощування зубів — перспективна біоінженерна технологія, кінцевою метою якої є створення / відтворення повноцінних нових корінних зубів у людини або тварин. Застосування на людях можливо не раніше 2020-х — 2030-х років.

Пересадка зубів людині від ембріонів

У 1980-х і 1990-х роках — проводилися експерименти з пересадки зубних зародків від людських ембріонів. Незважаючи на успіхи, масовою ця технологія не стала.

Хронологія

2002 рік — англійські вчені навчилися вирощувати практично цілі, але слабенькі зуби з окремих клітин.
2007 рік — японські вчені виростили мишам практично повноцінні нові зуби, але без кореня.
2009 рік — зі стовбурових клітин були вирощені повноцінні зуби для мишей, причому вдалося виростити навіть зубний корінь, раніше це не вдавалося, але є й проблема, вона полягає в тому, що вирощені зуби виявилися трохи менше «рідних» зубів.
2012 рік — індійські дослідники знайшли спосіб вилікувати та регенерувати заражений кореневий канал через активацію стовбурових клітин. Це замінює старий спосіб видалення нерва зуба.
2013 рік — Швейцарські дослідники відновили зубну емаль ранніх порожнин за допомогою біоматеріалу на пептидній основі.
2015 рік — вченим вдалося виростити новий молодий зуб на місці старого в порожній альвеолі. Для цього вони створили каркас зуба з натуральних матеріалів і виростили в ньому за допомогою стовбурових клітин і стимулятора росту новий зуб всього за 2 місяці.
2017 рік — у мишей, за допомогою речовини тайдглусіб, яка використовувалась як засіб боротьби з хворобою Альцгеймера та іншими нейродегенеративними захворюваннями, за рахунок інгібування і зв'язування білка ^[en] у клітинах пульпи, вдалося стимулювати поділ стовбурових клітин і направити їх розвиток по шляху одонтобластів — клітин, довгі відростки (трубочки) яких формують основу дентину. Досліди пройшли успішно, що відкрило шлях до регенерації зубів.
2018 рік — штучний процес наслідує природній: рекомбінантний еластиноподібний біополімер ініціює та спрямовує зростання нанокристалів апатиту. Схожим чином все відбувається в людському організмі.
2019 рік — фахівці помістили на предметний стіл дентин і спостерігали, як відбувається процес руйнування зуба та тестували нові засоби лікування зубів.
2020 рік — доктор Джеремі Мао і його колеги з Колумбійського університету (США) запропонували використовувати стовбурові клітини для вирощування зубів. Відсутнє кісткове утворення планується замінювати стовбуровими клітинами. Через це процеси регенерації і відновлення будуть досить швидкими. Щоб виростити нові зуби прямо в роті людини буде потрібно, за їхніми даними, близько 2,5 місяців. Вони зробили каркас з натуральних матеріалів, який за формою був схожий на реальний зуб, і помістили в зуб стимулятор росту. Піддослідній тварині вони імплантували зачаток такого зуба в порожню альвеолу. Пориста структура каркасу дозволила стовбуровим клітинам організму тварини мігрувати в цю конструкцію. В середньому через 9 тижнів у піддослідних тварин виростали зуби, які ідеально приживалися з відновленням періодонтальних зв'язок.
2021 рік — японські вчені запропонували вирощувати зуби за допомогою моноклональних антитіл. Досліди проводилися на мишах, антитіла до гена USAG-1 можуть стимулювати ріст зубів у мишей. При цьому одного прийому антитіла досить, щоб запустити процес формування цілого зуба.

Експерименти на тваринах

Китайські дослідники показали, що для створення органів і тканин, в тому числі зубів, можуть бути використані стовбурові клітини, отримані з сечі. Для початку вони перетворили клітини зібрані з сечі в індукованих стовбурових клітинах. Потім з культури цих клітин отримали епітеліальні клітини, з'єднані між собою у вигляді плоского листа. Змішавши ці клітини з ембріональними клітинами мезенхіми миші, вони пересадили їх мишам. Три тижні по тому виросло утворення, котре фізично і структурно нагадує людські зуби і містить пульпу, дентин і клітини, що формують емаль. На думку деяких учених, модифікувавши цей метод, можна буде створювати біоінженерні зачатки зуба по технології , а потім трансплантувати їх в щелепу пацієнта, щоб виріс повноцінний зуб.

Способи

Зовнішній зуб — зуб, що вирощується окремо та імплантується пацієнту.
Внутрішній зуб — зуб, що вирощується безпосередньо в порожнині рота пацієнта.

Прогноз

За прогнозами вчених від вересня 2009, технологія, можливо, буде перенесена на людину через 15 років (тобто близько середини 2020-х років).

Примітки

Трансплантация зуба / Simonas Grybauskas // S'OS. — [2016].
В Великобритании клонировали зубы : [арх. 21.10.2014].
Мыши вырастили себе новые зубы : [арх. 21.10.2014].
Из стволовых клеток впервые выращены полноценные зубы : [арх. 21.10.2014].
Breakthrough dentistry : [арх. 26.06.2022] / Anuradha Dutt // The Hindu. — 2013. — September 01. — Updated June 02, 2016. — Дата звернення: 16 жовтня 2014.
Treatment of early caries lesions using biomimetic self-assembling peptides – a clinical safety trial : [арх. 29.09.2014] // British Dental Journal. — 2013. — Vol. 215. — E6. — Дата звернення: 16.10.2014.
Growing New Teeth in the Mouth Using Stem-Cell Dental Implants -Prescouter — Custom Intelligence, On-Demand : [арх. 20.11.2018]. — Дата звернення: 19.11.2018.
Ученые узнали новую технологию выращивания зубов : [арх. 05.07.2017]. — Дата звернення: 28.06.2017.
Конец пломбам: найден способ заставить зубы расти : [арх. 09.05.2019] // Популярная механика : журнал. — Дата звернення: 09.05.2019.
Найден способ вырастить зубы заново : [арх. 05.07.2018]. — Дата звернення: 05.07.2018.
Найден способ выращивать новые зубы прямо во рту
Стало возможным вырастить зубы в любом возрасте : [арх. 13.02.2022]. — Дата звернення: 29.08.2020.
Ученые нашли новый способ вырастить выпавшие зубы : [арх. 31.03.2021]. — Дата звернення: 02.04.2021.
Cai J, Zhang Y, Liu P, Chen S, Wu X, Sun Y, Li A, Huang K et al (2013) Generation of tooth-like structures from integration-free human urine induced pluripotent stem cells [Архівовано 26 квітня 2015 у Wayback Machine.]. .Cell Regeneration , 2:6 doi:10.1186/2045-9769-2-6
Zhou T, Benda C, Duzinger S, Et al & Esteban MA(2011) Generation of induced pluripotent stem cells from urine. J Am Soc Nephrol 22: 1221—1228
Ting Zhou, Christina Benda, Sarah Dunzinger, et al. & Miguel A Esteban (2012) Generation of human induced pluripotent stem cells from urine samples. Nature Protocols. 7(12), 2080—2089 doi:10.1038/nprot.2012.115
Steindorff M. M., Lehl H., Winkel A., Stiesch M. (2013) Innovative Approaches to Regenerate Teeth by Tissue Engineering [Архівовано 24 вересня 2015 у Wayback Machine.]. Archives of Oral Biology. http://dx.doi.org/10.1016/j.archoralbio.2013.11.005
Makiko Arakaki, et al. & Hidemitsu Harada (2013) Frontier dental research on iPS cells [Архівовано 24 вересня 2015 у Wayback Machine.]. Journal of Oral Biosciences, 55(4), 191—199 http://dx.doi.org/10.1016/j.job.2013.08.002

Посилання

Alligators Inspire New Way for Growing Teeth / Jennifer Viegas // Discovery. — 2013. — May 13.
Wu P. et al. Specialized stem cell niche enables repetitive renewal of alligator teeth / P. Wu, X. Wu, T. X. Jiang et al. & C. M. Chuong // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2013. — Vol. 110, no. 22 (May 13). — E. 2009—2018.
Researchers Grow New Teeth in Mice / Dennis Normile // Sciencemag. — 2009. — August 3.
Lai W. F. et al. Molecular and engineering approaches to regenerate and repair teeth in mammals : [арх. 24.02.2014] / W. F. Lai, J. M. Lee, H. S. Jung // Cellular and Molecular Life Sciences. — 2014. — Vol. 71. — P. 1691–1701. — DOI 10.1007/s00018-013-1518-7.
Відео англ. — 2013.

[1] Трансплантация зуба / Simonas Grybauskas // S'OS. — [2016].

[2] В Великобритании клонировали зубы : [арх. 21.10.2014].

[3] Мыши вырастили себе новые зубы : [арх. 21.10.2014].

[autogenerated1-4] Из стволовых клеток впервые выращены полноценные зубы : [арх. 21.10.2014].

[5] Breakthrough dentistry : [арх. 26.06.2022] / Anuradha Dutt // The Hindu. — 2013. — September 01. — Updated June 02, 2016. — Дата звернення: 16 жовтня 2014.

[6] Treatment of early caries lesions using biomimetic self-assembling peptides – a clinical safety trial : [арх. 29.09.2014] // British Dental Journal. — 2013. — Vol. 215. — E6. — Дата звернення: 16.10.2014.

[7] Growing New Teeth in the Mouth Using Stem-Cell Dental Implants -Prescouter — Custom Intelligence, On-Demand : [арх. 20.11.2018]. — Дата звернення: 19.11.2018.

[8] Ученые узнали новую технологию выращивания зубов : [арх. 05.07.2017]. — Дата звернення: 28.06.2017.

[9] Конец пломбам: найден способ заставить зубы расти : [арх. 09.05.2019] // Популярная механика : журнал. — Дата звернення: 09.05.2019.

[10] Найден способ вырастить зубы заново : [арх. 05.07.2018]. — Дата звернення: 05.07.2018.

[11] Найден способ выращивать новые зубы прямо во рту

[12] Стало возможным вырастить зубы в любом возрасте : [арх. 13.02.2022]. — Дата звернення: 29.08.2020.

[13] Ученые нашли новый способ вырастить выпавшие зубы : [арх. 31.03.2021]. — Дата звернення: 02.04.2021.

[Cai-14] Cai J, Zhang Y, Liu P, Chen S, Wu X, Sun Y, Li A, Huang K et al (2013) Generation of tooth-like structures from integration-free human urine induced pluripotent stem cells [Архівовано 26 квітня 2015 у Wayback Machine.]. .Cell Regeneration , 2:6 doi:10.1186/2045-9769-2-6

[15] Zhou T, Benda C, Duzinger S, Et al & Esteban MA(2011) Generation of induced pluripotent stem cells from urine. J Am Soc Nephrol 22: 1221—1228

[16] Ting Zhou, Christina Benda, Sarah Dunzinger, et al. & Miguel A Esteban (2012) Generation of human induced pluripotent stem cells from urine samples. Nature Protocols. 7(12), 2080—2089 doi:10.1038/nprot.2012.115

[17] Steindorff M. M., Lehl H., Winkel A., Stiesch M. (2013) Innovative Approaches to Regenerate Teeth by Tissue Engineering [Архівовано 24 вересня 2015 у Wayback Machine.]. Archives of Oral Biology. http://dx.doi.org/10.1016/j.archoralbio.2013.11.005

[18] Makiko Arakaki, et al. & Hidemitsu Harada (2013) Frontier dental research on iPS cells [Архівовано 24 вересня 2015 у Wayback Machine.]. Journal of Oral Biosciences, 55(4), 191—199 http://dx.doi.org/10.1016/j.job.2013.08.002