Δεν προκαλεί έκπληξη ότι πολλοί άνθρωποι φοβούνται τον οδοντίατρο. Η αντικατάσταση ενός δοντιού απαιτεί συχνά επεμβατική χειρουργική και την τοποθέτηση μιας βίδας τιτανίου στην γνάθο του ασθενούς, ενώ στη συνέχεια χρειάζονται μήνες για να ενισχυθεί αυτή και να μετατραπεί σε τεχνητή ρίζα, προτού τοποθετηθεί επάνω της ένα «στέμμα» ή κάλυμμα.
Ωστόσο, ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για να βρουν τρόπους εμφύτευσης ή καλλιέργειας πραγματικών βιολογικών δοντιών σε ανθρώπινη γνάθο.
Αυτό μπορεί να απέχει ακόμη, αλλά στο King’s College του Λονδίνου, η Άνα Αντζελόβα Βολπόνι, διευθύντρια του μεταπτυχιακού προγράμματος στην αναγεννητική οδοντιατρική, πειραματίζεται με δόντια που καλλιεργούνται στο εργαστήριο εδώ και σχεδόν δύο δεκαετίες, και ήταν μέλος μιας ομάδας που το 2013 ανέπτυξε ένα δόντι από ανθρώπινα και ποντικίσια κύτταρα.
Φέτος, ηγήθηκε μιας μελέτης που βασίστηκε σε εκείνη την έρευνα και πέτυχε μια σημαντική πρόοδο στο υλικό που χρησιμοποιείται για τη φιλοξενία του αναπτυσσόμενου δοντιού στο εργαστήριο, καθώς προσομοιάζει καλύτερα το πραγματικό περιβάλλον όπου αναπτύσσονται τα βιολογικά δόντια στο στόμα. Πρόκειται για ένα βασικό βήμα προς την αντικατάσταση των ποντικίσιων κυττάρων με ανθρώπινα και τη διέγερσή τους ώστε να σχηματίσουν ένα δόντι.
Η ιδέα δημιουργίας δοντιών στο εργαστήριο χρονολογείται από τη δεκαετία του 1980, δήλωσε η Βολπόνι, αλλά το δόντι που εκείνη και οι συνάδελφοί της δημιούργησαν πριν από περισσότερο από μια δεκαετία ήταν το πρώτο που χρησιμοποίησε ενήλικα ανθρώπινα κύτταρα των ούλων – τα οποία προέρχονται με ελαφρύ ξύσιμο από το εσωτερικό του στόματος – και τα συνδύασε με «προγονικά» κύτταρα δοντιών που είχαν ληφθεί από έμβρυο ποντικιού.
«Είναι σχεδόν σαν τρίποδο», είπε σχετικά με τα στοιχεία που συμβάλλουν στην ανάπτυξη ενός δοντιού σε εργαστηριακό περιβάλλον. «Οι δύο τύποι κυττάρων συνεργάζονται για τη δημιουργία του δοντιού, σε έναν είδος διαλόγου, και έπειτα υπάρχει το περιβάλλον όπου αυτό συμβαίνει».
Το περιβάλλον, το οποίο οι ερευνητές αποκαλούν «σκελετό» (scaffold), είναι ουσιώδες για τον σχηματισμό του δοντιού που καλλιεργείται στο εργαστήριο, και αποτελεί το αντικείμενο της πιο πρόσφατης μελέτης της Βολπόνι. Το 2013, η Βολπόνι είχε χρησιμοποιήσει έναν σκελετό από την πρωτεΐνη κολλαγόνο, αλλά τώρα χρησιμοποιεί μια υδρογέλη, ένα είδος πολυμερούς με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, εξήγησε ο Σουετσέν Ζανγκ, διδακτορικός φοιτητής στο King’s College του Λονδίνου και εκ των συγγραφέων της μελέτης.
«Συλλέγουμε πρώτα τα κύτταρα από τα έμβρυα ποντικών και στη συνέχεια τα αναμειγνύουμε και τα περιστρέφουμε ώστε να αποκτήσουμε ένα μικρό σύμπλεγμα κυττάρων», είπε. «Έπειτα, εγχέουμε αυτό το σύμπλεγμα κυττάρων μέσα στην υδρογέλη και το αφήνουμε να αναπτυχθεί για περίπου οκτώ ημέρες».
Στο τέλος των οκτώ ημερών, μέσα στην υδρογέλη έχουν σχηματιστεί δομές που μοιάζουν με δόντια, οι οποίες αναπτύχθηκαν σε συνεργασία με το Imperial College του Λονδίνου. Στην έρευνα του 2013, αυτά τα «πρωτογενή δόντια» μεταφέρθηκαν σε ποντίκι, όπου αναπτύχθηκαν σε δομή δοντιού με ρίζες και αδαμαντίνη.
Πολλές προκλήσεις παραμένουν πριν ένα δόντι που καλλιεργήθηκε στο εργαστήριο μπορέσει να χρησιμοποιηθεί σε ανθρώπινο ασθενή, αλλά το νέο υλικό βοηθά σε ορισμένα κομμάτια του παζλ, δήλωσε η Βολπόνι, βελτιώνοντας τον «διάλογο» μεταξύ των κυττάρων που είναι επιφορτισμένα με τη δημιουργία του δοντιού.
Οι ερευνητές ακόμη δεν γνωρίζουν ακριβώς πώς να αντικαταστήσουν τα εμβρυϊκά ποντικίσια κύτταρα με ενήλικα ανθρώπινα, αλλά αν αυτό το πρόβλημα λυθεί, η Βολπόνι φαντάζεται δύο πιθανούς τρόπους για να ενσωματωθούν τα εργαστηριακά δόντια στην καθημερινή οδοντιατρική:
«Είτε αναπτύσσουμε ένα δόντι μέχρι ένα ορισμένο στάδιο εξέλιξης και έπειτα το τοποθετούμε στην (οδοντική κοιλότητα) όπου υπήρχε το χαμένο δόντι και όπου το νέο θα έχει τη δυνατότητα να αναπτυχθεί πλήρως σε βιολογικό δόντι, ενσωματώνοντας τον εαυτό του στις οργανικές δομές, όπως το οστό και ο σύνδεσμος. Ή αναπτύσσουμε πλήρως το δόντι πρώτα και μετά το εμφυτεύουμε χειρουργικά. Είναι ακόμη πολύ νωρίς για να πούμε ποια προσέγγιση θα είναι πιο βιώσιμη.»
Τα πλεονεκτήματα των πραγματικών δοντιών
Ένα πραγματικό, βιολογικό δόντι που θα αναπτυχθεί από τα ίδια τα κύτταρα του ασθενούς θα προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με ένα εμφύτευμα. Πρώτα απ’ όλα, θα ενσωματωθεί στους ιστούς χωρίς φλεγμονή ή ενδεχόμενο απόρριψη, ενώ θα έχει και την αίσθηση ενός αληθινού δοντιού – σε αντίθεση με τα εμφυτεύματα, τα οποία στερούνται αίσθησης και ελαστικότητας, καθώς είναι απλώς συγκολλημένα στο οστό.
Σύμφωνα με τον Βίτορ Σ. Μ. Νέβες, ανώτερο κλινικό λέκτορα στη Σχολή Κλινικής Οδοντιατρικής του Πανεπιστημίου του Σέφιλντ στην Αγγλία, η Βολπόνι υπήρξε πρωτοπόρος στον τομέα της αναγέννησης ολόκληρου δοντιού, αποτελώντας έμπνευση για πολλούς ερευνητές σε όλο τον κόσμο. «Η νέα της έρευνα αντιμετωπίζει έναν καθοριστικό παράγοντα στην παραγωγή και τη μελλοντική βιομηχανοποίηση αυτής της τεχνολογίας – τη χρήση μητρικών υλικών στην αναγέννηση ολόκληρου δοντιού», δήλωσε ο Νέβες, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη της Βολπόνι.
Τα ευρήματα, πρόσθεσε, υπογραμμίζουν τη σημασία της δημιουργίας ενός περιβάλλοντος που μπορεί να υποστηρίξει τη μηχανική αναγέννηση ολόκληρου δοντιού για κλινική εφαρμογή: «Όσο περισσότεροι ερευνητές συμβάλλουν στην πρόοδο αυτού του πεδίου, τόσο συντομότερα η ανθρωπότητα θα μπορέσει να επωφεληθεί από τα αποτελέσματά του.»
Ρεαλιστική επιλογή την επόμενη δεκαετία η αντικατάσταση δοντιών
Άλλοι ερευνητές που εργάζονται στον ίδιο τομέα χρησιμοποιούν ποικίλες τεχνικές για την ανάπτυξη δοντιών.
Ο Κάτσου Τακαχάσι και οι συνεργάτες του στο Ιατρικό Ερευνητικό Ινστιτούτο του Νοσοκομείου Κιτάνο στην Οσάκα αναπτύσσουν μια θεραπεία βασισμένη σε αντισώματα, που στοχεύει στην προώθηση της ανάπτυξης δοντιών σε άτομα με παθήσεις όπως η ανοδοντία, δηλαδή η συγγενής έλλειψη δοντιών. Η θεραπεία έχει εισέλθει σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους και ενδέχεται να είναι έτοιμη μέχρι το τέλος της δεκαετίας.
Στα τέλη του 2024, μια ομάδα υπό την Πάμελα Γιέλικ στη Σχολή Οδοντιατρικής του Πανεπιστημίου Ταφτς ανέπτυξε δόντια παρόμοια με τα ανθρώπινα – δημιουργημένα από ανθρώπινα και κύτταρα χοίρων – μέσα σε γουρούνια. Τα γουρούνια, σε αντίθεση με τους ανθρώπους, αναπτύσσουν ξανά τα δόντια τους πολλές φορές κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Ο απώτερος στόχος είναι να διεγερθούν τα κύτταρα σε ανθρώπινη γνάθο ώστε να αναπτύξουν νέα δόντια, χωρίς τη χρήση κυττάρων χοίρων.
Στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, μια ομάδα υπό την καθηγήτρια βιοχημείας Χανέλε Ρουόχολα-Μπέικερ, αναπληρώτρια διευθύντρια του Ινστιτούτου Βλαστικών Κυττάρων και Αναγεννητικής Ιατρικής του ίδιου πανεπιστημίου, έχει επιτύχει την ανάπτυξη βλαστοκυττάρων οδοντικού πολφού από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα που προήλθαν από φρονιμήτες: «Στόχος μας είναι να αποκαλύψουμε το μοριακό σχέδιο της δημιουργίας ανθρώπινου δοντιού και να αναπαράγουμε αυτή τη διαδικασία στο εργαστήριο», δήλωσε. «Ενώ η μελέτη της Βολπόνι δημιουργεί δομές που μοιάζουν με δόντια από υπάρχοντες οδοντικούς ιστούς, η δική μας πλατφόρμα παράγει τους βασικούς ανθρώπινους τύπους κυττάρων που σχηματίζουν δόντι (από την αρχή) και τους καθοδηγεί σε αυθεντικές αναπτυξιακές πορείες.»
Όσο για το πότε τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας θα γίνουν διαθέσιμα, η Ρουόχολα-Μπέικερ πιστεύει ότι δεν θα χρειαστεί να περιμένουμε πολύ. «Αν και η κλινική εφαρμογή θα χρειαστεί χρόνο, η δυναμική σε αυτόν τον τομέα επιταχύνεται, προμηνύοντας ένα μέλλον όπου η βιολογική επιδιόρθωση ή αντικατάσταση δοντιών θα γίνει ρεαλιστική επιλογή μέσα στην επόμενη δεκαετία», δήλωσε.
Πηγή: CNN
