Цивилизация
Достижения регенеративной медицины состоят в выращивании органов и тканей с использованием стволовых клеток собственного организма пациента. Большие надежды специалисты в этой области связывают с так называемыми индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК) , которые обладают ключевыми свойствами эмбриональных стволовых клеток.
Для получения ИПСК клетки взрослого организма перепрограммируют путем введения определенных генов и возвращают им способность к дифференцировке по разным путям.
За это открытие Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2012 году получил Синъя Яманака . ИПС можно заставить дифференцироваться в клетки разных тканей, что было показано в многочисленных работах.
Зубы – совершенно необходимые нам органы, но в течение жизни мы их, к сожалению, теряем. Регенерация зубов — вместо протезирования, применяемого сейчас, — была бы востребована очень многими. Этот путь уже в течение нескольких лет разрабатывают несколько исследовательских групп. Японские ученые уже использовали стволовые клетки, находящиеся в пульпе зуба, для регенерации зубов мыши. А другие исследователи использовали для той же цели индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, но опять же у мышей. Выращивать человеческие зубы из ИПСК до сих пор никто не пробовал.
Ученые находят все новые и новые источники индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.
Идея получать ИПСК из мочи, где в небольшом количестве содержатся эпителиальные клетки, принадлежит китайским исследователям.
Теперь же Дуаньцин Пэй из Института биомедицины и здоровья Гуанчжоу вместе с коллегами из других китайских институтов использовал ИПСК из мочи для выращивания зачатков зубов. Свои результаты китайские ученые опубликовали в открытом доступе в журнале Cell Regeneration.
Развитие зубов – прекрасный пример органогенеза, отмечают авторы статьи. Зубы формируются при взаимодействии двух типов клеток – эпителиальных и мезенхимальных. Эпителиальные клетки образуют амеобласты, которые формируют эмаль зубов. Из мезенхимальных клеток образуются дентин, зубной цемент и пульпа.
Китайские исследователи разработали систему получения химерных человеческо-мышиных структур, которые, по их утверждению, можно использовать для регенерации зубов. Сначала они по уже известной технологии получили человеческие ИПСК из мочи трех доноров. Обработав клетки специальными белками – факторами роста, они получили из них тонкий слой эпителиальных клеток. Затем они смешали эти клетки с мышиными мезенхимальными клетками и подсадили их в мышиный организм, причем вовсе не в челюсть, а в почечную капсулу.
Через три недели в мышиной почке выросли похожие на зубы образования.
Они были похожи на зубы по своим физическим характеристикам и по строению – состояли из пульпы, дентина и амелобластов, продуцирующих эмаль. Ученые считают, что эти зачатки зубов можно было бы трансплантировать в челюсть для выращивания полностью функциональных человеческих зубов.
Однако метод надо было доработать. Чтобы приблизить свойства полученных структур к человеческим зубам, исследователи заменили мышиные мезенхимальные клетки на человеческие и следка изменили условия культивирования.
Авторы методики надеются, что она в один прекрасный день послужит пациентам для выращивания новых зубов по индивидуальному заказу. Из результатов работы уже можно сказать определенно, что человеческие ИПСК можно использовать как источник дентального эпителия, который в комбинации с мезенхимальными клетками рождает зачаток зуба.
Однако сам использованный источник ИПСК, человеческая моча, у многих специалистов вызывает сомнения.
«Моча – это один из самых худших источников клеток, — считает профессор Крис Мэйсон из Университетского колледжа Лондона, который изложил свою точку зрения в интервью ВВС . — Она содержит мало клеток, и эффективность их получения из мочи очень низка». Кроме того, при таком способе высок риск заражения культуры клеток бактериями. Профессор Мэйсон добавил, что основная трудность в регенерации зуба состоит в том, чтобы обеспечить иннервацию и кровоснабжение ткани пульпы.