На протяжении двух десятилетий учёные ищут способы выращивать человеческие клетки в необычных условиях: от кожи и ушей на мышах до ранних стадий человеческих почек в брюшной полости свиней. Цель подобной биоинженерии — обеспечить пациентов дополнительными органами или тканями, когда доноров не хватает. В опубликованной в журнале Stem Cells Translational Medicine статье под названием "Human-like teeth successfully grown in a pig's mouth" (материалы которой впервые заметил MIT Technology Review) представлены новые результаты, подкреплённые ссылкой на изображение мини-пига: .
Исследованием занимались специалисты из стоматологического департамента Университета Тафтса (Tufts University), в том числе Вэйбо Чжан (Weibo Zhang) и Памела С. Йелик (Pamela C. Yelick). Они объединили клетки человеческой зубной пульпы с клетками эмали свиней, поместили их на специальный каркас («scaffold»), а затем на неделю перенесли эту конструкцию в биореактор. После начального роста клеточную заготовку внедрили непосредственно в нижнюю челюсть подопытных свиней, чтобы проверить, способна ли она формировать новые зубы.
Через несколько месяцев учёные увидели «формирование тканей, похожих на зуб». В ротовой полости животных появился небольшой участок, по структуре более напоминающий человеческий зуб, чем типичный свиной клык. Однако специалисты отмечают, что бесконтрольное деление клеток несёт определённый риск возникновения раковых образований, поэтому безопасность подобного подхода остаётся открытым вопросом.
Пока в стоматологии широко применяются металлические импланты (чаще всего из титана или титаново-алюминиевого сплава), и, по данным Национального института здоровья (NIH), такие операции становятся всё популярнее. Однако синтетические коронки иногда располагаются не совсем правильно, что ведёт к повреждению челюсти, а также повышается вероятность бактериального заражения. В отличие от искусственных вариантов, естественные зубы крепятся к кости с помощью связок, что снижает нагрузку и потенциально уменьшает риск травм.
Для проверки методов в рамках новой работы учёные привлекли шесть взрослых двухлетних мини-свиней, у которых изъяли по третьему резцу и первому премоляру, чтобы поместить туда биоинженерные заготовки. Исследователи изучали состояние имплантов через два месяца и через четыре — спустя четыре месяца у 50% животных была отмечена успешная адаптация частей выращенных зубов.
В прежних опытах на двухмесячных поросятах результативность оказалась ниже: постоянные зубы растущих животных мешали новой ткани прижиться. В последней серии экспериментов эта проблема была решена, и, по словам разработчиков, «эти существенные изменения нашего экспериментального подхода позволили добиться значительно более высокого уровня успешной регенерации зубов».
Зарождавшиеся зубы не достигли полного размера человеческих коронок и, скорее всего, не выдержали бы интенсивной жевательной нагрузки. Исследователи не пытались имплантировать подобные заготовки людям, но подчёркивают, что сама возможность вырастить соответствующие клетки может в будущем стать «клинически значимой альтернативой» для замены синтетических зубных имплантов.
Согласно опросу Pew Research 2018 года, 57% жителей США считают допустимым генетически модифицировать животных для выращивания тканей или органов. С учётом растущего интереса к подобным технологиям многие пациенты потенциально предпочтут биоинженерные зубы металлическим конструкциям. (См. также: «Could we ever regrow our adult teeth?»)
Изображение носит иллюстративный характер
Исследованием занимались специалисты из стоматологического департамента Университета Тафтса (Tufts University), в том числе Вэйбо Чжан (Weibo Zhang) и Памела С. Йелик (Pamela C. Yelick). Они объединили клетки человеческой зубной пульпы с клетками эмали свиней, поместили их на специальный каркас («scaffold»), а затем на неделю перенесли эту конструкцию в биореактор. После начального роста клеточную заготовку внедрили непосредственно в нижнюю челюсть подопытных свиней, чтобы проверить, способна ли она формировать новые зубы.
Через несколько месяцев учёные увидели «формирование тканей, похожих на зуб». В ротовой полости животных появился небольшой участок, по структуре более напоминающий человеческий зуб, чем типичный свиной клык. Однако специалисты отмечают, что бесконтрольное деление клеток несёт определённый риск возникновения раковых образований, поэтому безопасность подобного подхода остаётся открытым вопросом.
Пока в стоматологии широко применяются металлические импланты (чаще всего из титана или титаново-алюминиевого сплава), и, по данным Национального института здоровья (NIH), такие операции становятся всё популярнее. Однако синтетические коронки иногда располагаются не совсем правильно, что ведёт к повреждению челюсти, а также повышается вероятность бактериального заражения. В отличие от искусственных вариантов, естественные зубы крепятся к кости с помощью связок, что снижает нагрузку и потенциально уменьшает риск травм.
Для проверки методов в рамках новой работы учёные привлекли шесть взрослых двухлетних мини-свиней, у которых изъяли по третьему резцу и первому премоляру, чтобы поместить туда биоинженерные заготовки. Исследователи изучали состояние имплантов через два месяца и через четыре — спустя четыре месяца у 50% животных была отмечена успешная адаптация частей выращенных зубов.
В прежних опытах на двухмесячных поросятах результативность оказалась ниже: постоянные зубы растущих животных мешали новой ткани прижиться. В последней серии экспериментов эта проблема была решена, и, по словам разработчиков, «эти существенные изменения нашего экспериментального подхода позволили добиться значительно более высокого уровня успешной регенерации зубов».
Зарождавшиеся зубы не достигли полного размера человеческих коронок и, скорее всего, не выдержали бы интенсивной жевательной нагрузки. Исследователи не пытались имплантировать подобные заготовки людям, но подчёркивают, что сама возможность вырастить соответствующие клетки может в будущем стать «клинически значимой альтернативой» для замены синтетических зубных имплантов.
Согласно опросу Pew Research 2018 года, 57% жителей США считают допустимым генетически модифицировать животных для выращивания тканей или органов. С учётом растущего интереса к подобным технологиям многие пациенты потенциально предпочтут биоинженерные зубы металлическим конструкциям. (См. также: «Could we ever regrow our adult teeth?»)
