Mokslininkai bando užauginti žmogaus dantis iš naujo: odontologija gali pasikeisti iš esmės

Daugelis žmonių pas odontologą eina tik tada, kai nebegali atidėlioti. Vieniems kelia nerimą grąžtas, kitiems – skausmo prisiminimai, dar kitiems – būsima sąskaita. Dantų taisymas šiandien yra gerokai pažengęs, tačiau pagrindinė logika ilgą laiką išliko ta pati: pažeistą vietą reikia išvalyti, užpildyti dirbtine medžiaga arba, jei danties išgelbėti nebepavyksta, jį pašalinti ir pakeisti implantu.

Mokslininkai vis dažniau klausia, ar toks požiūris yra vienintelis įmanomas. Jei oda gali gyti, kaulas gali suaugti, o kai kurie gyvūnai gali nuolat keisti dantis, kodėl žmogaus dantys turėtų būti visiškai negrįžtamai prarandami? Būtent į šį klausimą atsiremia regeneracinė odontologija – sritis, kurioje dantų ligos būtų gydomos ne vien taisant žalą, bet skatinant pačius audinius atsikurti.

Vašingtono universiteto Kamieninių ląstelių ir regeneracinės medicinos instituto mokslininkė Hannele Ruohola-Baker priklauso tyrėjų grupei, bandančiai sukurti naujus dantų atkūrimo būdus. Ji sako kasdien sulaukianti laiškų iš žmonių, kurie norėtų dalyvauti eksperimentuose, nes tikisi ne dar vienos plombos ar implanto, o galimybės susigrąžinti tikrą dantį.

Toks susidomėjimas nestebina. Dantys nėra vien šypsenos dalis. Jie lemia, kaip žmogus valgo, kalba, jaučiasi tarp kitų ir net kaip vertina save. Netekus dantų ar nuolat kenčiant skausmą, keičiasi ne tik burnos sveikata, bet ir kasdienis gyvenimas. Žmogus pradeda vengti tam tikro maisto, mažiau šypsosi, drovisi kalbėti, o kartais ir visai atidėlioja gydymą, nes bijo dar vienos sudėtingos procedūros.

Kodėl plombos ir implantai nėra galutinis atsakymas

Šiuolaikinė odontologija gali daug. Ėduonies pažeistas dantis išvalomas, skylė užpildoma kompozitine medžiaga, o nulūžęs kampas atkuriamas taip, kad iš pirmo žvilgsnio jo beveik nematyti. Jei danties išsaugoti nepavyksta, galima rinktis implantą – į žandikaulį įsukamą atramą, ant kurios tvirtinamas dirbtinis vainikėlis.

Tačiau tai vis tiek nėra tas pats, kas gyvas dantis. Plomba užpildo ertmę, bet neatkuria natūralios danties biologijos. Ji gali laikyti kelerius metus, kartais gerokai ilgiau, tačiau neretai ją tenka keisti. Kiekvienas naujas taisymas reiškia dar vieną intervenciją ir dar daugiau pašalinto audinio.

Ilinojaus universiteto Čikagoje burnos biologijos profesorė Anne George aiškina, kad dabartiniai sprendimai dažniausiai remontuoja pažeidimą, bet neatkuria biologinės funkcijos. Regeneracinės odontologijos idėja yra kitokia: paskatinti gijimą ir leisti danties audiniams atsinaujinti ten, kur šiandien dedama dirbtinė medžiaga.

Dantis yra sudėtingesnis, nei gali atrodyti. Jį sudaro emalis, dentinas, cementas ir pulpa. Emalis yra išorinis, labai kietas sluoksnis. Po juo yra dentinas – minkštesnis ir jautresnis audinys. Viduje yra pulpa, kurioje yra nervai ir kraujagyslės. Kai bakterijos iš apnašų skaido cukrų ir gamina rūgštis, pirmiausia pažeidžiamas emalis. Vėliau, atsivėrus dentinui, dantis tampa dar lengviau pažeidžiamas.

Anne George tiria baltymus, kurie padeda dentinui augti, mineralizuotis ir taisytis. Tokie tyrimai gali atverti kelią gydymui, kai pažeistas dantis būtų skatinamas pats užsiauginti naujo dentino. Kitaip tariant, vietoj įprastos plombos danties ertmė galėtų būti pamažu užpildoma nauju biologiniu audiniu.

Kita mokslininkų kryptis susijusi su emaliu. Tai ypač sunkus uždavinys, nes ląstelės, kurios žmogaus organizme gamina emalį, išnyksta dantims išdygus. Būtent todėl suaugusio žmogaus emalis natūraliai nebeatsinaujina taip, kaip norėtųsi. Ruohola-Baker komanda bando apeiti šią ribą, laboratorijoje nukreipdama kamienines ląsteles taip, kad jos imtų elgtis panašiai kaip emalį ir dentiną formuojančios ląstelės.

Tyrėjams jau pavyko sukurti mažas danties organoidų struktūras, galinčias išskirti emalio baltymus. Ateityje tokios medžiagos galėtų būti naudojamos kaip savotiškos „gyvos plombos“ arba tepamos ant įtrūkusių dantų paviršiaus. Tai dar nėra įprasta procedūra klinikoje, bet kryptis aiški: vietoj pasyvaus užtaisymo mokslininkai nori sukurti aktyvų audinio atkūrimą.

Gražūs dantys be implantų

Dantį galima ne tik taisyti, bet ir auginti

Dar ambicingesnis tikslas – ne vien užtaisyti skylę, o užauginti visą dantį. Tai skamba kaip mokslinė fantastika, bet laboratorijose jau vyksta eksperimentai, kurie rodo, kad toks kelias teoriškai įmanomas.

Londono Karališkojo koledžo regeneracinės odontologijos tyrėja Ana Angelova Volponi mano, kad biologinis pakaitalas galėtų būti tvaresnis sprendimas nei implantas. Implantas atrodo ir veikia kaip dantis, bet jis nėra gyvas audinys. Jis neturi nervų, todėl žmogus gali kitaip jausti kramtymo spaudimą. Be to, aplink implantą gali kauptis bakterijos, o dirbtinius vainikėlius po tam tikro laiko tenka keisti.

Volponi komanda tyrė, kaip suaugusio žmogaus dantenų ląstelės, sujungtos su dantį formuojančiomis pelių ląstelėmis, gali sukurti hibridinę danties struktūrą su besivystančiomis šaknimis. Tai dar nereiškia, kad odontologai netrukus pacientams augins naujus dantis iš dantenų audinio, tačiau tokie eksperimentai padeda suprasti, kokių signalų ląstelėms reikia, kad jos pradėtų organizuotis į tikrą dantį.

Čia svarbiausia ne vien pati ląstelė. Dantis susiformuoja tada, kai ląstelės gauna tinkamus cheminius nurodymus, atsiduria tinkamoje aplinkoje ir pradeda veikti labai tiksliu laiku. Mokslininkai bando atkurti šias sąlygas dirbtinai: kuria biomaterjalus, atramines struktūras ir cheminius signalus, kurie galėtų nukreipti ląsteles ten, kur reikia.

Tokie tyrimai remiasi ir gyvūnų biologija. Žmonės turi pieninius dantis ir vieną nuolatinių dantų rinkinį. Jei nuolatinis dantis prarandamas, naujas jo vietoje natūraliai nebeišauga. Tačiau gamtoje yra kitų modelių. Rykliai dantis keičia nuolat, lyg konvejeriu. Drambliai ir kengūros turi kelias krūminių dantų kartas. Kiaulių žandikauliuose taip pat yra besiformuojančių dantų užuomazgų, kurios mokslininkams suteikia vertingos medžiagos tyrimams.

Tuftso universiteto odontologijos mokyklos profesorė Pamela Yelick su komanda pasinaudojo šia biologine savybe. Tyrėjai sujungė žmogaus dantų ląsteles, galinčias formuoti dentiną, su kiaulių dantų ląstelėmis, susijusiomis su emalio formavimu. Laboratorijoje šios ląstelės buvo auginamos ant specialios atramos, imituojančios besivystančio danties aplinką.

Po kelių mėnesių susidarė į dantį panašios struktūros. Tai nebuvo pacientui tinkamas naujas žmogaus dantis, bet tai buvo svarbus principo įrodymas: ląsteles galima nukreipti taip, kad jos pradėtų kurti dantį primenantį audinį. Yelick teigia, kad dabar tikslas yra judėti toliau – suprasti, kaip tokius procesus būtų galima paleisti žmogaus burnoje be gyvūninių ląstelių.

Kodėl tai dar nepasiekiama pacientams

Nors idėja skamba viltingai, iki kasdienės klinikinės praktikos dar toli. Mokslininkai pabrėžia, kad kalbama ne apie artimiausius metus ir ne apie procedūrą, kurią pacientas galėtų užsisakyti registratūroje. Prieš pereinant prie žmonių, reikia daugiau tyrimų, daugiau saugumo duomenų ir sudėtingų bandymų su gyvūnais.

Ruohola-Baker sako, kad prieš pradedant kalbėti apie tyrimus su žmonėmis, būtini eksperimentai su nežmoginiais primatais. Tai reiškia laiką, finansavimą ir daugybę patikrinimų. Burna nėra paprasta laboratorinė terpė: joje yra seilių, bakterijų, kramtymo jėga, nuolatinis temperatūrų ir rūgštingumo kitimas. Naujas audinys turėtų ne tik susiformuoti, bet ir išlikti saugus, funkcionalus bei atsparus realiam kasdieniam naudojimui.

Yra ir dar vienas svarbus klausimas: dantis nėra vien kietas daiktas. Jis turi įsitvirtinti žandikaulyje, turėti tinkamą šaknį, reaguoti į spaudimą, derėti su kitais dantimis ir nekelti vėžio ar netinkamo audinių augimo rizikos. Kuo daugiau mokslininkai bando atkurti natūralią struktūrą, tuo aiškiau mato, kokia ji sudėtinga.

Todėl artimiausiu metu įprastos plombos, vainikėliai ir implantai niekur nedings. Jie vis dar yra realūs, prieinami ir patikrinti sprendimai. Tačiau tyrimai keičia kryptį, kuria gali judėti odontologija. Vietoj klausimo „kuo užpildyti pažeistą vietą?“ vis dažniau klausiama: „kaip priversti audinį atsistatyti?“

Tokios žinios gali būti svarbios ne tik dantims. Dantis yra sudėtingas organas, kuriame dera kieti ir minkšti audiniai. Mokydamiesi jį atkurti, mokslininkai geriau supranta, kaip organizme formuojasi kaulai, nervai, kraujagyslės ir kitos struktūros. Tai gali padėti ir platesnei regeneracinės medicinos sričiai.

Kol kas pacientui svarbiausia žinia paprasta: nauji dantys laboratorijoje dar nėra kasdienė realybė, bet ši sritis juda į priekį. Mokslininkai jau moka paskatinti tam tikras ląsteles kurti danties audinius, auginti dantį primenančias struktūras ir geriau supranta, kokie signalai valdo šį procesą.

Ateities odontologas galbūt ne vien gręš, plombuos ar suks implantą. Galbūt jis naudos biologines medžiagas, kurios paskatins pažeistą dantį atkurti dentiną. Galbūt emalio baltymai bus naudojami įtrūkimams gydyti. O gal vieną dieną prarasto danties vietoje bus galima inicijuoti naujo, gyvo danties augimą.

Tai dar nėra pažadas, kurį galima įrašyti į gydymo planą. Tai labiau kryptis, kuri rodo, kaip smarkiai gali pasikeisti dantų medicina. Dabartinė odontologija daugiausia taiso žalą. Regeneracinė odontologija siekia, kad kūnas pats dalyvautų atkūrime.

Jei tai pavyks, apsilankymas pas odontologą ateityje gali reikšti ne tik dar vieną plombą ar implantą, bet ir bandymą sugrąžinti danties gyvybingumą. Toks scenarijus dar miglotas, tačiau mokslininkai vis aiškiau mato, kad dantys nėra vien prarandama kūno dalis. Jie gali tapti viena iš sričių, kurioje medicina iš remonto pereina prie tikro atkūrimo.