Медики вырастили человеческие зубы во рту свиней

Исследователи из Университета Тафтса (США) совершили прорыв в регенеративной стоматологии: им удалось вырастить во рту взрослых свиней зубы, структурно и гистологически напоминающие человеческие. Вместо титановых имплантов, которые не имеют биологической связи с тканями челюсти, ученые предложили гибридную технологию, комбинирующую клетки человека и свиньи. Этот эксперимент, результаты которого опубликованы в журнале Stem Cells Translational Medicine, может стать первым шагом к созданию полностью биологических, «живых» заменителей утраченных зубов.

Гибридная биотехнология: как свиньи помогают восстановить человеческую улыбку

Современные импланты — титановые или пластиковые — решают проблему отсутствия зуба, но не решают проблему отсутствия периодонтальной связки и других мягких тканей, которые амортизируют жевательную нагрузку и защищают кость. Ученые давно ищут способ создать биоинженерный имплант, который был бы не просто «заглушкой», а полноценной биологической структурой. Ключевая сложность — получить все необходимые типы клеток, особенно эпителиальные, из которых формируется эмаль. У взрослого человека такие клетки уже отсутствуют.

Авторы исследования нашли элегантный выход. Они использовали «донорские» эпителиальные клетки из зачатков зубов свиней, которые обычно утилизируются на бойнях. Мезенхимальную часть, формирующую дентин и пульпу, получили из удаленных человеческих зубов мудрости. Этот гибридный зачаток поместили в биосовместимый каркас и имплантировали в челюсть взрослой свиньи.

Сроки и результаты: три месяца роста

Эксперимент длился 90 дней. За это время имплантированные зачатки прошли те же стадии развития, что и естественные зубы млекопитающих на аналогичном сроке. Скорость их роста совпадала с темпами формирования свиных зубов, которые по своей биологии близки к человеческим. Хотя зубы не успели прорезаться через десну, их внутренняя структура на микроскопическом уровне, по заявлению исследователей, была неотличима от настоящих человеческих зубов. Это доказывает, что гибридная система способна к самоорганизации и правильной дифференцировке клеток.

В последние годы регенеративная стоматология переживает ренессанс. Ранее ученым уже удавалось выращивать зачатки зубов в лабораторных чашках Петри, но перенос технологии in vivo (в живой организм) сталкивался с проблемой отторжения и недостаточной васкуляризации (прорастания кровеносных сосудов). Использование свиней как «биореактора» решает эту проблему: организм животного сам обеспечивает питание и рост имплантата. Параллельно ведутся работы по созданию полностью человеческих зачатков из стволовых клеток, но технология Тафтса предлагает более быстрый и доступный путь, используя уже готовые, зрелые клетки.

Влияние этого открытия на стоматологию может быть колоссальным. Если технология будет адаптирована для человека, она позволит отказаться от механического вкручивания титановых штифтов. Пациент сможет получить не протез, а биологический зуб, который будет иметь естественную связь с челюстной костью и десной. Это снизит риск периимплантита (воспаления вокруг импланта) и значительно улучшит качество жизни. Однако до клинического применения предстоит решить этические вопросы (использование животных клеток) и доказать долгосрочную безопасность. Ближайшие годы покажут, сможет ли гибридная технология заменить классическую имплантацию или останется лишь лабораторным курьезом.