Японские биоинженеры сначала вырастили зуб в почке, а потом пересадили его в челюсть. Зуб прижился – сформировались кровеносные сосуды и нервные волокна. Ученые уверяют, что апробированная технология поможет выращивать новые органы с заданными геометрическими параметрами.
Регенеративная стоматология
Японские биоинженеры не первый год вставляют лабораторным грызунам новые зубы. Группа профессора Такаси Цудзи (Takashi Tsuji) из Токийского университета наук (Tokyo University of Science) добилась потрясающих успехов в регенеративной стоматологии. У японских экспериментальных зубов есть все -- эмаль, дентин, пульпа, кровеносные сосуды и нервные волокна, в структуре зуба различимы коронка и корни.
Еще в 2007 году биологи вживляли в десны экспериментальных животных 500-микрометровые «зародыши» зубов, которые дорастали до настоящих зубов. Уже в 2009 году из стволовых клеток биоинженеры научились выращивать полноценные коренные зубы. Уже тогда команда Такаси Цудзи выращивала зуб вместе с комплектующими частями – альвеолой (челюстным углублением, в котором он сидит) и периодонтом (комплексом тканей, который находятся между зубом и альвеолой). Такими «комплектами» можно «латать» дырки не только в улыбке, но и в челюстях.
Зуб вырастает в почке
Чтобы вырастить такой зуб, биологи поместили «зародыш» в фиброзную капсулу почки – плотный чехол, который покрывает орган снаружи. Этот метод – подсаживание имплантата в фиброзную капсулу почки – используется для исследования противоопухолевых препаратов: часть опухоли вживляют в почечный чехол животным (крысам или мышам), после чего на опухоль воздействуют лекарствами и изучают гистологические изменения и биологический эффект.
«Геометрические параметры – ширина коронки, общие размеры зуба, длина корней – искажались под воздействием давления наружной мембраны почечной капсулы. Коронка зуба получалась сплюснутой, а корни – вытянутыми», -- пишет Такаси Цудзи, рассказывая о достижениях и недостатках регенеративной стоматологии.
Как контролировать размеры
Теперь биоинженеры разработали каркас, который поможет контролировать параметры зуба, альвеолы и периодонта. Можно сказать, что они «запеленали» зародыш зуба в полимерные «пеленки», которым придали нужные размеры – такие, чтобы выращенный зуб можно было безболезненно пересадить в челюсть, не притесняя «соседей».
Выращенный в почке зуб биологи пересадили в челюсть. Через некоторое время они провели его томографическое и ангиографическое исследование. Оказалось, что нервные волокна и кровеносные сосуды нового зуба срослись с теми, которые уже были в челюсти у мышей. Это означает, что зуб прижился. «Трансплантат восстановил поврежденную челюсть, параметры зуба соответствовали нормальным размерам», -- пишут исследователи в статье, опубликованной в PLoS ONE.
Сравнивая, как развиваются разные зубные «зародыши», биологи пришли к выводу, что выращивать их в «пеленках» много удобнее: не приходится постоянно контролировать размеры «новорожденного» и оперативно извлекать его из почки, если он вдруг окажется акселератом.
«Думаем, что разработанная и апробированная методика пригодится для регенеративной медицины – для выращивания не только зубов, но и внутренних органов», -- завершают авторы исследования.
