Регенерация зубов

Регенерация зубов — биоинженерная технология, конечной целью которой является создание/воссоздание (регенерация) полноценных новых здоровых коренных зубов у человека.

Пересадка зубов человеку от эмбрионов

В 1980-е и 1990-е годы проводились эксперименты по пересадке зубных зародышей от человеческих эмбрионов. Несмотря на успехи^[1], массовой эта технология не стала: одной из причин стали этические аспекты.

Трансплантация зубов

трансплантация собственных зубов

Если зубы выросли в 2 ряда, или зуб испорчен, то на место испорченного зуба стоматолог может хирургическим путём пересадить зуб мудрости или зуб из второго ряда.

Хронология

• 2002 год — английские учёные научились выращивать практически целые, но непрочные зубы из отдельных клеток^[2].
• 2007 год — японские учёные вырастили мышам практически полноценные новые зубы, но без корня^[3].
• 2009 год — из стволовых клеток были выращены полноценные зубы для мышей, причём удалось вырастить даже зубной корень, что ранее не удавалось. Проблема, однако, состояла в том, что выращенные зубы оказались немного меньше «родных» зубов^[4].
• 2013 год — китайским учёным удалось вырастить человеческие зубы у мышей, из стволовых клеток, полученных из мочи^[5].
• 2015 год — учёным удалось вырастить новый молодой зуб на месте старого в пустой альвеоле. Для это они создали каркас зуба из натуральных материалов и вырастили в нём при помощи стволовых клеток и стимулятора роста новый зуб всего за 2 месяца^[6][7].
• 2017 год — у мышей при помощи вещества Tideglusib (NP-12, NP031112), используемого как средство борьбы с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями, за счёт ингибирования и связывания белка GSK3 в клетках пульпы зуба удалось стимулировать деление стволовых клеток и направить их развитие по пути одонтобластов — клеток, длинные отростки (трубочки) которых формируют основу дентина. Опыты прошли успешно^[8], что открывает путь к регенерации зубов.
• 2018 год — искусственный процесс подражает естественному: рекомбинантный эластиноподобный биополимер инициирует и направляет рост нанокристаллов апатита. Похожим образом всё происходит в человеческом организме^[9].
• 2019 год — молекулярные биологи из университета Плимута (графство Девон, Великобритания) изучали методики, позволяющие «естественным» образом восстанавливать человеческие зубы. Проследив за ростом резцов у мышей, учёные открыли набор генов и сигнальных молекул, управляющих этим процессом^[10][11].
• 2020 год — доктор Джереми Мао и его коллеги из Колумбийского университета (США) предложили использовать стволовые клетки для выращивания зубов, при этом отсутствующее костное образование планируется заменять стволовыми клетками. Благодаря этому процесс регенерации и восстановление будут достаточно быстрыми. Чтобы вырастить новые зубы прямо во рту человека на это потребуется, по их данным, около 2,5 месяцев^[12]. Другой профессор Джереми Мао^{[уточнить]} (тоже из Колумбийского университета) сделал каркас из натуральных материалов, который по форме был похож на реальный зуб, и поместил в зуб стимулятор роста. Подопытному животному он внедрил зачаток такого зуба в пустую альвеолу. Пористая структура каркаса позволила стволовым клеткам организма животного мигрировать в эту конструкцию. В среднем, в течение девяти недель у испытуемых вырастали зубы, которые идеально приживались с восстановлением периодонтальных связок^[13].
• 2021 год — японские учёные предложили выращивать зубы с помощью моноклональных антител. Опыты проводились на мышах. Антитела к гену USAG-1 могут стимулировать рост зубов у мышей, при этом одного приёма антитела достаточно, чтобы запустить процесс формирования целого зуба^[14]. Старт клинических исследований препарата был запланирован на лето 2024 года, и в случае подтверждения безопасности учёные планируют сделать данную терапию доступной для всех людей к 2030 году^[15].
• В октябре 2024 года команда Кацу Такахаси (заведующий отделением хирургии полости рта в Медицинском исследовательском институте больницы Китано в Осаке) начала клинические испытания в больнице Киотского университета, вводя взрослым испытуемым экспериментальное лекарство, которое, по их словам, может стимулировать рост третьего набора зубов, который есть у людей и млекопитающих в зачаточном состоянии, но не вырастает в полноценные зубы без медицинского вмешательства. Лекарство блокирует белок USAG-1, который препятствует росту новых зубов.^[16][17]

Эксперименты на животных

Китайские исследователи показали, что для создания органов и тканей, в том числе зубов могут быть использованы стволовые клетки, полученные из мочи^[5]. Для начала они превратили клетки, собранные из мочи, в индуцированные стволовые клетки (ИПСК)^[18][19]. Затем из культуры клеток ИПСК получили эпителиальные клетки, соединённые между собой в виде плоского листа. Смешав эти клетки с эмбриональными клетками мезенхимы мыши, они пересадили их мышам. Три недели спустя выросло образование, физически и структурно напоминающее человеческие зубы и содержащее пульпу, дентин и клетки, формирующие зубную эмаль^[5]. По мнению некоторых учёных, модифицировав этот метод, можно будет создавать биоинженерные зачатки зуба in vitro, а затем трансплантировать их в челюсть пациента, чтобы вырос полностью функциональный зуб^[20][21].

Способы

• Наружный — зуб выращивается отдельно и имплантируется пациенту.
• Внутренний — зуб выращивается непосредственно в полости рта пациента.

Регенерация зубов в природе

Акулы постоянно в течение жизни меняют зубы. У акул, в зависимости от их вида, одномоментно в общей сложности от 280 до 3000 зубов, в течение жизни они теряют как минимум 30 тысяч зубов, максимально — до 280 тысяч. Их зубы регенерируют от нескольких дней до 2-х месяцев^[22][23].

Крокодилы тоже регенерируют зубы, в течение жизни они меняют около 3000 зубов^[24].

В течение всей жизни меняют зубы цихлиды^[25].

У ламантинов в течение всей жизни на месте потерянных задних зубов вырастают новые^[26].