Растат нови зъби
Поникването на нови зъби е реалност!
Израстването на нови зъби - поне на три реда, ако желаете, е точно зад ъгъла. Учените са открили гени, които са отговорни за образуването на зъбния емайл и растежа на цели зъби. И те биха могли по свое усмотрение или да лишат животните от зъбите им, или да им растат зъби навсякъде.
Изследователи от университета в Цюрих (University of Zurich), ръководени от професор Тимиос Мициадис (Thimios Mitsiadis), установиха, че рудиментът на лицето и зъбната система се формира по време на вътреутробното развитие от епитела и мезенхима на ембриона. Нарушаването на този процес води до развитие на лицево-челюстни патологии - дефекти в развитието на зъбите, цепка на устната и цепка на небцето.
Учените решават да проведат изследване върху специални трансгенни мишки, за да открият модела на времевото и пространствено участие на гените в развитието на зъбната система и лицето. И в същото време и точно да определи кои гени са отговорни за кариеса и разрушаването на зъбната тъкан.
Беззъби мишки
Зъбният емайл, според изследователите, се формира от минерализацията на определени протеини, които се секретират от зъбните епителни клетки - амелобласти. Тези клетки произвеждат емайл, докато зъбът започне да избива от венеца.
Оказа се, че мишки с увреден Tbx 1 показват липса както на емайл, така и на амелобласти. Вярно е, че лабораторните животни не са живели много дълго и учените е трябвало да завършат експеримента върху дългоживеещи тъканни култури, което е позволило да се проследирастежът на зъбите до пълна зрялост.
Връзка между производството на емайл и гените е открита и от колегите на Мициадис от Университета на Орегон. Вярно е, че според тях липсата на емайл се влияе от спирането на транскрипционния фактор на друг ген - Ctip 2.
Зъби от стволови клетки
Учените от Цюрих установиха също, че Tbx 1 участва в производството на зъбни епителни стволови клетки, които от своя страна образуват амелобласти. Затова Мициадис смята, че в някои случаи стволовите клетки могат да се използват за възстановителна терапия при генетични аномалии на зъбите. „Тези клетки в бъдеще може да бъдат полезни за нови технологии за трансплантация“, обяснява професорът, „разбирането на генните механизми, които контролират растежа и възстановяването на зъбите, ще ни позволи да произвеждаме нови продукти и тъкани, които да заменят наранени и болни зъби. Въпреки че не си струва да залагаме само на стволови клетки.”
Мишки с цепнато небце и зъби от акула
Изследователи от Медицинския център на университета в Рочестър, ръководени от д-р RulangJiang, решиха да не се спират на изследването на произхода на зъбния емайл. Те решиха да разберат как растат самите зъби. И за това те също се обърнаха към периода на формиране на лицето по време на развитието на плода.
За науката лабораторните мишки отново трябваше да „страдат зъбите си“. Учените са отгледали модифицирани животни, в които са „изключили“ гена Osr 2, очевидно „колега“ на Tbx 1. Неговата „отговорност“ включваше предотвратяването на деформация на зъбите и появата на цепнато небце, вроден дефект, при който двете половини на небцето не се свързват, образувайки празнина.
"Нокаутирането" на Osr 2 доведе до факта, че мишките се раждат с цепнато небце. Освен това те израстват зъби извън нормалната линия на растеж. Този факт заинтригува Джанг толкова много, че той реши да остави цепнатината на небцето за известно време и се съсредоточи върху изучаването на начините, по коиторастат зъбите.
Първият признак за образуване на зъби при ембриони на бозайници е удебеляването на епитела.по линията на челюстта. Това предполага, че се е образувала група от клетки, която се нарича зъбна плочка. Тъй като всички зъби впоследствие се образуват от тази ламина, учените предположиха, че някакво специално качество на епителните клетки ги прави подходящи за този процес. Предишни проучвания показват, че зъбите може да са произлезли от епител, който обикновено не участва в зъбната ламина. Но как сигналите за растеж на зъбите се появяват извън границите на зъбната редица, учените не знаеха.
Проучвания в други лаборатории също показват, че костният морфогенетичен протеин Bmp 4 е необходим за иницииране на растежа на зъбите.Той има свой собствен протеин "усилвател на сигнала" Msx 1. Следователно Jang и колегите предполагат, че има някакъв неизвестен фактор, който ограничава растежа на зъбите в един ред при мишки с дефицит на Osr 2, като блокира Bmp 4.
По-нататъшни изследвания показват, че концентрацията на активния ген Osr 2 се увеличава в челюстния рудимент в посока от бузата към езика. А концентрацията на Bmp 4 нараства в обратна посока. Освен това, ако Osr 2 не работи, тогава активността на Bmp 4 се простира отвъд зъбната редица и не се ограничава само до зъбната пластина. И тогава зъбите могат да растат далеч отвъд „традиционното“ съзъбие за бозайниците.
Къде да растат зъби
Джан отново не спря дотук. Той реши да разбере защо бозайниците имат празнина между зъбите. И защо понякога го няма и съседните зъби изглеждат слети. Така че изследователите преразгледаха мишки, при които генът Osr 2 и генът Msx 1 бяха изтрити.
Експериментални мишки, лишени само от Msx 1, не успяха да пораснат нито един зъб. А за тези, които „изключиха“ и двата протеина, те израснаха само първите кътници. Експериментирайтепозволи на учените да кажат, че дори и да няма Osr 2, който поставя зъбите на място, тогава протеинът Bmp 4 е достатъчен, за да расте нещо в устата. Но без Msx 1, сигналът Bmp 4 не се увеличи достатъчно, за да започне изграждането на следващия зъб в редицата.
Професор Джан предположи, че Bmp 4 работи с други фактори при формирането на зъбите, за да помогне за създаването на "демаркационна зона" около всеки зъб, където нищо не може да расте. Когато зъбът е почти зрял, Msx 1 намалява нивото на инхибиране на растежа и започва развитието на следващия зъб, задвижван от Bmp 4.
Тъй катоне само зъбите растат, но и челюстта, всеки зъб трябва да получи сигнал, че челюстната кост вече е пораснала достатъчно за него. Тук според Джан се крие механизмът за образуването на устата на вълка.
Материали за трудното формиране на зъбите на тяхно място можете да прочетете на уебсайта на Медицинския център на Университета в Рочестър в списание Science.
Зъбите вече могат да растат ин витро
Както се казва, зъбите идват с времето. Но скоро, изглежда, ще бъде възможно да се придобият не изкуствени зъби, а истински. Самозъби, отглеждани ин витро. Японски учени ни казаха за това.
Японски учени съобщиха, че са успели да заменят зъб на мишка с такъв, отгледан в стоматологията от клетки и функциониращ подобно на оригинала.
Заотглеждане на пълноценен зъб учените са използвали примитивни клетки, които са малко по-високи от стволовите, мезенхимните и епителните клетки. Беше направена инжекция от клетъчен материал в колагеновото скеле, поддържащо цялото тяло.
След израстването на зъба те открили, че той е дълъг около 1,3 милиметра и е придобил зряла форма, която се състои от цели части, като дентин, пулпа, съдове,пародонтални тъкани и емайл. След това учените отстраниха резеца на осемседмична мишка и имплантираха пораснал зъб на негово място. Прегледът, извършен две седмици по-късно, показа, че новият зъб расте точно като обикновен, пуснал е корени и функционира абсолютно нормално.
Порастването на зъб беше само първата стъпка в развитието на тази революционна и обещаваща технология.
По този начин операцията беше първият успешен опит за успешна подмяна на цял орган с биоинженерни материали. Изследователите отбелязват, че има два начина за израстване на зъб: или в органна култура, или в специална капсула, прикрепена към черния дроб на друга мишка. Процесът на растеж отнема 14 дни.
Този метод ще позволи отглеждането на цели органи от една или две клетки, твърдят изследователите, макар и да не отричат, че имат още много работа, за да проучат това наистина революционно постижение.