Ученые из Центра биологии развития RIKEN совместно с коллегами из Университета медицины и стоматологии Токио нашли способ разделить клетки одного зуба на два полноценных зуба. Проведя опыт с мышами, ученые извлекли мезенхимальные клетки зубов (скопление зародышевых клеток, из которых потом формируются зубы). Затем, разделили данные клетки на две части и ввели их в челюсти мышей. Впоследствии, из пересаженных клеток сформировались два функциональных зуба.

Одним из основных направлений регенеративной медицины является поиск способа выращивания и восстановления зубов. По мнению автора работы Такаши Цуджи, уже при рождении примерно у 10 % людей наблюдается дефект зубного ряда. Более того, из-за возрастных болезней или в связи с травмами многие люди также теряют зубы. Разумеется, затем они устанавливают имплантаты и мосты, тем не менее, эти конструкции не обладают полным набором свойств, присущих естественным зубам. Возможность вырастить новые зубы вместо выпавших стала бы идеальным решением, но, к сожалению, зубы не растут в течение всей жизни, поскольку количество зачаточных клеток зубного мешочка ограниченно.

«Я задумался над тем, можно ли разделить мезенхимальную клетку и вырастить из нее два зуба», — говорит д-р Цуджи. Развитие зуба происходит благодаря экспрессии генов, в рамках которой активатором выступает Lef1, а ингибитором – эктодин. Чтобы воспроизвести данный процесс и видоизменить его, ученые извлекли мезенхимальные клетки зуба мышей и вырастили их в лабораторных условиях. В заданный момент (этот этап занял 14,5 дней), они разделили клетки при помощи нейлоновой нити, и продолжили культивировать их в растворе. Главной проблемой в данном случае была необходимость развития сигнальных центров, контролирующих колебания молекул, регулирующих рост зубов, в обеих разделенных клетках. В ходе эксперимента было обнаружено, что в обеих клетках появились сигнальные центры. Далее, из материала исследования сформировались два зуба, но перед этим ученые поместили клетки в отверстия, просверленные в челюсти мыши. Новые зубы не отличались по свойствам от естественных, с их помощью мыши могли пережевывать пищу и реагировать на раздражители. Тем не менее, выращенные зубы по размеру были в два раза меньше естественных зубов мыши, а также обладали только двумя бугорками на коронке зуба. По словам ученых, они ожидали такого видоизменения новых зубов, поскольку в эксперименте использовали дифференцированные клетки.

Кроме того, в процессе роста имплантированных зубов, ученые использовали ортодонтические конструкции, чтобы выровнять их положение, обеспечивая им правильное движение.

По словам Такаши Цуджи: «В будущем данную методику можно будет применять для детей с синдромом Дауна и заячьей губой, у которых из-за болезни отсутствуют некоторые зубы. Для этого необходимо будет извлекать зачаточные клетки из зубов мудрости или коренных зубов. Мы также рассматриваем вариант использования стволовых клеток, на основе которых будут выращены необходимые мезенхимальные клетки зубного мешочка. Сложность в том, что механизм трансформации одних клеток в другие пока что не разработан».