Недавно исследователи обнаружили, что определенные препараты стимулируют врожденные механизмы самовосстановления
Для стоматологов полость представляет собой загадку - для того, чтобы спасти зуб, они должны еще больше повредить его. В настоящее время основным способом обработки полости является выкапывание распада и окружающей области перед заполнением полученного кратера прочным суррогатным материалом, таким как металл, пластик или стеклянный цемент.
Но что, если вместо того, чтобы бурить отверстия в зубах и набивать их синтетическими наполнителями, стоматологи могли бы уговорить наши жемчужные белки подняться? Недавно Пол Шарп, биоинженер в King's College London, и его коллеги обнаружили новый способ сделать именно это у мышей. В прошлом году они опубликовали исследование, описывающее их инновационные методы в научных отчетах. И с тех пор они добились еще большего прогресса, который приближает эту экспериментальную процедуру к клиническим испытаниям человека. Если лечение в конечном итоге станет частью стандартного набора инструментов стоматолога, ученые говорят, что он легко станет одним из самых важных достижений в области поля в течение 50 лет.
Наши зубы постоянно повреждаются. Большая часть травм, которые они выносят, обусловлена ежедневным износом, а также активностью микробов во рту. Эти организмы покрывают поверхность каждого зуба и питаются остатками пищи. Когда они разрушают частицы пищи, некоторые из этих микробов производят и секретируют кислоты как побочный продукт. И эта кислотность деградирует эмаль - жесткий внешний слой зуба.
Как и кожа, зубы обычно могут восстанавливать незначительные нарушения. Однако, когда наши зубы остаются неочищенными слишком долго, кислота может съесть через эмаль и начать растворять подстилающие слои плотной костной ткани, называемой дентином. Когда дентин серьезно поврежден, стволовые клетки, расположенные в мягком, внутреннем слое зуба - зубная пульпа, превращаются в клетки, называемые одонтобластами, которые выделяют новую ткань. (Стволовые клетки способны стать практически любым типом клеток.) Однако, когда травма слишком велика или глубока, этого свежего дентина недостаточно для восстановления зуба. В результате часто бывает полость.
Шарп подозревал, что он может значительно повысить естественную целебную способность зубов, мобилизуя стволовые клетки в зубной пульпе. Раннее исследование продемонстрировало, что сигнальный путь Wnt - особый каскад молекул, участвующих в коммуникации между клетками, - необходим для восстановления тканей и развития стволовых клеток во многих частях тела, таких как кожа, кишечник и мозг. Шарп задавался вопросом: может ли этот сигнальный путь быть важным для процессов саморемонта в зубах? Если это так, возможно, подвергая поврежденные зубы лекарственным средствам, которые стимулируют передачу сигналов Wnt, аналогичным образом будет стимулировать активность стволовых клеток в зубной целлюлозе, придавая зубы вид регенеративных сверхдержав, которые обычно видны только растениям, саламандрам и морским звездам.
Чтобы проверить эту идею, Шарп и его коллеги-исследователи просверлили отверстия в молярах мышей, имитируя полости. Затем они пропитывали крошечные коллагеновые губки (которые сделаны из того же белка, что и в дентине) в различных лекарственных средствах, которые, как известно, стимулируют передачу сигналов Wnt, в том числе tideglusib, соединение, которое было исследовано в клинических испытаниях для его способности лечить болезни Альцгеймера и другие неврологические расстройства. Затем ученые помещали эти пропитанные лекарством губки в просверленные моляры мыши, закрывали их и оставляли на четыре-шесть недель. Зубы, обработанные этими препаратами, продуцировали значительно больше дентина, чем не обработанные или набитые необожженной губкой или типичными зубными наполнителями. В большинстве случаев техника восстанавливала жемчужные белки грызунов до их прежнего неповрежденного состояния. «Это был по существу полный ремонт, - говорит Шарп. «Вы едва можете увидеть сустав, где встречается старый и новый дентин. Это может стать первым стандартным лекарственным средством в стоматологии ».
Дэвид Муни, профессор или биоинженерия в Гарвардском университете, который также исследовал новые способы лечения зубов, но не участвовал в исследовании, говорит, что эти впечатления «очень впечатлены». «Это не только научно важное значение, но и имеет значительные практические преимущества», - говорит он. Адам Селиз, доцент биоинженерии в Imperial College London, который также не участвовал в недавних исследованиях, говорит, что это важный шаг в формирующейся области регенеративной стоматологии ». Использование материалов стоматологов вскоре может быть революционизировано», - говорит он.
Тем не менее, любое лечение, которое рекрутирует родные стволовые клетки организма или добавляет новые клетки стеблей в организм, создает риск неконтролируемого роста ткани. Экспериментальная и нерегулируемая терапия стволовыми клетками приводила, например, к опухолям головного мозга, а также к костям, растущим в веках. Но в этом случае Шарп говорит, что количество используемого препарата настолько мало, что риск нежелательного роста минимален. Селиз согласен с тем, что опасность небольшая, но он говорит, что тщательное тестирование в лабораторных животных и клинические испытания должны проводиться для исключения потенциальных побочных эффектов.
После публикации своего первоначального исследования Шарп и его коллеги протестировали свою регенеративную технику на крысах. (Поскольку у этих грызунов больше зубов, чем у мышей, пробуренный моль крысы лучше аппроксимирует разрушение человеческого зуба.) Лечение работало так же хорошо на крысах, как у мышей, говорит Шарп, но данные еще не опубликованы. Теперь команда Шарпа исследует большую группу лекарств-кандидатов, чтобы определить, работает ли другое лекарство лучше, чем те, которые уже были проверены, и определить оптимальную дозу. Они также разрабатывают альтернативную систему доставки, которая более поддается современным стоматологическим практикам: выбранный препарат будет растворен в геле, который вводится в полость и купается с ультрафиолетовым светом, чтобы укрепить его - быстрая и простая процедура, подобная одному стоматологу уже используют для уплотнения и ремонта зубов.
Однако для того, чтобы официально ввести это лечение в современную стоматологию, исследователям необходимо будет провести клинические испытания с пациентами. Шарп говорит, что такая работа длится не менее нескольких лет. Но некоторые из лекарств, которые он мог бы рассмотреть, уже одобрены для других применений у людей, которые, как он надеется, могут ускорить процесс для окончательного утверждения. «Многие стоматологические процедуры все еще находятся в зачаточном состоянии, - говорит Шарп. "Время двигаться дальше."