Ar kada nors įsivaizdavome malonų vizitą pas odontologą be skausmo ir baimės? Ne vieną reguliariai lankytis pas dantų specialistą atbaido vien mintis apie dūzgiantį grąžto garsą ar adatos dūrį į jautrią burnos gleivinės vietą. Visgi, kas kažkada atrodė tolima svajonė, pamažu virsta realybe. Naujausi mokslininkų atradimai ir kamieninių ląstelių terapija greitai pakeis skausmingas ir nemalonias dantų taisymo procedūras, kadangi natūralius dantis bus galima išauginti in vitro.
Šių metų gegužės mėnesį žurnale „Science Translational Medicine“ pasirodė Harvardo mokslininkų tyrimo rezultatai[1], rodantys, jog naudojant mažos galios lazerio spindulius galima paskatinti danties kamienines ląsteles formuoti dentiną - medžiagą, esančią po emaliu, kuri sudaro didžiausią danties masės dalį. Eksperimento metu buvo naudojamos laboratorinės pelės, kurių krūminiuose dantyse buvo išgręžtos skylės. Taip dirbtinai sukėlus danties pažeidimą, mokslininkai mažos galios lazerio spinduliais apšvitino danties pulpą (minkštimą), kurioje glūdi kamieninės ląstelės. Galiausiai dantys buvo uždengti laikinomis kepurėlėmis. Praėjus dvylikai savaičių, rentgeno nuotrauka ir mikroskopija (Pav.1) patvirtino suaktyvėjusį dentino formavimąsi. Po šios bandymo, tyrėjai ėmėsi aiškintis molekulinius tokio reiškinio mechanizmus. Jiems pavyko nustatyti tai, kad reguliacinis baltymas transformuojantis augimo faktorius beta-1 (TGF-β1), kuris nesant danties pažeidimui yra neaktyvus, paveikus tam tikrais faktoriais aktyvuojasi ir skatina audinių regeneraciją. Mokslininkai atrado, jog mažos galios lazerio spinduliai skatina deguonies radikalų susidarymą, o šie aktyvuoja būtent TGF-β1, kuris skatina danties regeneraciją. Toliau ketinama atlikti panašius bandymus su žmonėmis.
Be lazerių, indukuojančių kamienines ląsteles, vis dažniau ir dažniau tyrimams naudojamos virkštelės kraujo kamieninės ląstelės. 2013 m. žurnale BioMed Research International buvo publikuotas straipsnis[2], kurio pagrindinis tikslas - nustatyti, ar virkštelės kraujo kamieninės ląstelės gali diferencijuoti į odontoblastus, duodančius pradžią danties audiniams. Kaip žinia, virkštelės kraujo kamieninės ląstelės – tai vienas pagrindinių mezenchiminių kamieninių ląstelių šaltinis. Šios ląstelės yra mažiau diferencijuotos nei esančios kaulų čiulpuose, lengvai išskiriamos, nes nesukelia nei etinių diskusijų, nei skausmo ar komplikacijų nei motinai, nei kūdikiui. Eksperimento metu išskirtos iš virkštelės kamieninės ląstelės buvo pasėtos terpėje su osteogenezę indukuojančiomis medžiagomis (TGC-CM), tarp kurių buvo signalinių molekulių bei augimo faktorių, išskirtų iš epitelinių ir mezenchiminių danties germinatyvinių ląstelių. Praėjus 21-ai dienai ląstelėse buvo pastebėtos kalcio sankaupos (Pav. 2). Mokslininkams pavykus diferencijuoti kamienines ląsteles iš virkštelės kraujo į danties užuomazgines ląsteles, liko nustatyti, kokie mechanizmai lemia tai, jog skirtingose terpėse auginamos ląstelės diferencijuoja į tam tikras ląstelių linijas. Šiuo metu žinomi per 300 genų, apie 100 įvairių augimo ir diferenciacijos faktorių bei daug svarbių signalinių molekulių, skatinančių danties vystymąsi, tačiau tiksli signalinė kaskada, lemianti negrįžtama diferenciacijos į danties audinį procesą dar nėra nustatyta[3].
Vis dažniau pasirodantys moksliniai straipsniai teigia, jog nuo dantų būklės priklauso viso organizmo sveikata. Tačiau skausmo baimė neretai priverčia atidėlioti vizitą pas odontologą, kol situacija tampa kritinė, ko pasekoje dantį tenka šalinti. Nors yra kuriami inovatyvūs pakaitai dantims tokie kaip protezai ar dantų tilteliai, tačiau jie nėra ilgaamžiai. Regeneracinės medicinos dėka greitai bus galima dantis išauginti tiesiog iš burnos gleivinės ląstelių jas perprogramavus, virkštelės kraujo ląstelių paskatinus jų diferenciaciją į odontoblastus ar panaudojus lazerius suaktyvinant endogenines danties kamienines ląsteles.
Autorė: Martyna Petrulytė
Šaltiniai:
[1] Praveen R. Arany, Andrew Cho, Tristan D. Hunt, Gursimran Sidhu, Kyungsup Shin, Eason Hahm, George X. Huang, James Weaver, Aaron Chih-Hao Chen, Bonnie L. Padwa, Michael R. Hamblin, Mary Helen Barcellos-Hoff, Ashok B. Kulkarni, David J. Mooney. Photoactivation of Endogenous Latent Transforming Growth Factor–β1 Directs Dental Stem Cell Differentiation for Regeneration. Sci Transl Med 28 May 2014 6:238ra69. DOI:10.1126/scitranslmed.3008234
[2] Tian Xia Li, Jie Yuan, Yan Chen, et al., “Differentiation of Mesenchymal Stem Cells from Human Umbilical Cord Tissue into Odontoblast-Like Cells Using the Conditioned Medium of Tooth Germ Cells In Vitro,” BioMed Research International, vol. 2013, Article ID 218543, 10 pages, 2013. doi:10.1155/2013/218543
[3] Otsu K, Kumakami-sakano M, Fujiwara N, Kikuchi K, Keller L, Lesot H and Harada H(2014) Stem cell sources for tooth regeneration: current status and future prospects. Front. Physiol. 5:36. doi:10.3389/fphys.2014.00036
[4] Miyoshi, K., Tsuji, D., Kudoh, K., Satomura, K., Muto, T., Itoh, K., and Noma, T. (2010).
Generation of human induced pluripotent stem cells from oral mucosa. Journal of bioscience and bioengineering 110, 345-350. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20547351
Iliustracijų šaltiniai:
http://todayspractitioner.com/category/stem-cell/
http://www.readcube.com/articles/10.1155/2013/218543