Перспективы биоинженерии: самовосстановление зубов у человека японские ученые планируют начать в 2030 году

Современная биоинженерия, стремительно развиваясь в последние годы, дает человечеству надежду на возможность самовосстановления утраченных органов, в т. ч. зубов. Их можно будет выращивать, не прибегая к мучительным процедурам имплантации, протезирования. Как это будет осуществляться? Учеными выявлен ген, который отвечает за рост зубов и образование на них эмали. Уже осуществлен ряд успешных экспериментов на грызунах. Осталось только перенести опробованные технологии на человека.

И дальше всех в этом направлении продвинулись японские ученые. В частности, Кацу Такахаси — ведущий специалист в стране по возможности восстановления зубов. А «попутно» еще и глава стоматологического отделения, а также челюстно-лицевой хирург в больнице г. Осака. Такое совмещение должностей позволило ученому заниматься исследованиями на протяжении нескольких лет. Сформированная Такахаси группа вплотную занялась изучением описанного выше гена, которому дано название USAG-1. Положительные результаты опытов на мышах были опубликованы еще в 2021 году. Согласно проведенным исследованиям, ген играет роль «блокиратора», не дающего расти новым зубам. Значит, если остановить его «деятельность», они буду образовываться снова, как, например, самовосстанавливается в небольших размерах кожный покров. В результате удалось создать препарат в виде антитела. Он стал активно подавлять USAG-1. Эффективность оказалась налицо: у грызунов стали расти новые зубы: японским ученым удалось теорию перевести в практику. Подтверждением тому служит и статься, опубликованная в издании Regenerative Therapy (2023 год). Методика, созданная учеными, была названа «прорывом» в стоматологии.

Третий набор зубов

Оказывается, таковой уже есть у каждого человека, только находится в заблокированном состоянии. Но в некоторых случаях третий ряд себя проявляет: например, у людей с гипердонтией — случай, когда появляется 33-й зуб, а то и еще больше. Это свидетельствует о том, что резерв в плане зубов в человеческом организме существует. И не только у людей — обратимся к животным. Речь идет не только об акулах с их впечатляющими рядами в пасти. Например, слоны меняют свои зубы «автоматически» раз в шесть лет. А у мышей, крыс, они вообще растут постоянно, обновляясь по необходимости. Кстати: зубы — довольно сложные природные «изделия». В них имеется собственная кровеносная система, есть нервы, ткань в виде эмали. Правда, у последней отсутствуют живые клетки, из-за чего она не самовосстанавливается.

Как выращивают зубы в лаборатории

Это еще одно направление, успешно опробованное на грызунах. Ученые взяли у мыши несколько клеток и поместили их в коллагеновую оболочку. Применяя биоинженерные технологии, исследователи вырастили зуб, точнее, зародыш, длиной в 1,3 мм. Его подсадили вместо удаленного резца грызуну возрастом 8 недель. Через 14 суток стало ясно, что зуб не отторгнут и растет. Причем, он никак не отличался ни по «функциональности», ни по виду от своих природных «собратьев». В будущем ученые предполагают для людей «делать» новые зубы двумя способами. Первый подразумевает их полное формирование в лаборатории с последующей имплантацией. Второй предполагает выращивание зуба прямо в ротовой полости из созданных вне организма клеток.

Однако, японские ученые идут дальше: они хотят, чтобы организм сам занимался формированием новых зубов взамен утраченных. В будущем стоматологу нужно будет только запустить этот процесс. Какие задачи нужно решить ученым? Первая из них заключается в «модернизации» деления клеток, чтобы получить зуб с нужными пропорциями пульпы, эмали и дентина. Второй момент — получение конкретных форм и габаритов, т. е. если требуется резец, то будет он, а не коренной зуб. И третья задача — недопущение отторжения организмом нового биологического материала.

Перспективы на 2030 год

Именно к этому сроку Такахаси надеется завершить клинические проверки на людях. Сейчас ведется подготовка к экспериментам, суть которых — блокировать USAG-1 теперь уже у человека без побочных последствий. Сроки названы амбициозные — работа предстоит многоэтапная, непростая. Японский ученый заметил, что технология воздействия на белки-ингибиторы, вызывающая формирование «своей» ткани, может применяться и в других областях, помимо стоматологии. Например, для выращивания волос или восстановлении некоторых внутренних органов. А что касается зубов, то в будущем посещение стоматолога больше не будет ассоциироваться с бормашиной и болевыми ощущениями.