Istraživači diljem svijeta koriste matične stanice i bioinženjering kako bi razvili metode kojima bi se oštećeni zubi mogli sami obnoviti.
Gubitak zuba danas se uglavnom rješava plombama, krunicama, mostovima i implantatima. No sva ta rješenja imaju ograničenja – nisu trajna, ne vraćaju u potpunosti prirodnu funkciju zuba i često zahtijevaju ponovljene zahvate. Što kada bismo umjesto popravljanja ili zamjene zuba mogli jednostavno ponovno izrasti vlastiti?
Upravo je to cilj sve većeg broja znanstvenika diljem svijeta koji istražuju mogućnosti regenerativne stomatologije – područja medicine koje pokušava iskoristiti sposobnost tijela da obnovi vlastita tkiva.
Biokemičarka Hannele Ruohola-Baker, zamjenica ravnatelja Instituta za matične stanice i regenerativnu medicinu Sveučilišta Washington u SAD-u, piše BBC, gotovo svakodnevno prima poruke ljudi koji žele sudjelovati u neobičnim stomatološkim eksperimentima. Ne traže samo novu plombu ili implantat – žele ponovno imati svoje prirodne zube.
– Kada smo počeli istraživati ovo područje, jedna stvar postala mi je vrlo jasna – ljudi su spremni na nešto novo u stomatologiji – kaže Ruohola-Baker.
Zdravlje zuba puno je više od lijepog osmijeha
Mnogi ljudi odlazak stomatologu doživljavaju kao neugodno iskustvo. Istraživanja pokazuju da se velik broj odraslih osoba boji stomatoloških zahvata, a strah od bušenja, popravaka i nepovjerenje prema tradicionalnim metodama često dovode do izbjegavanja redovitih pregleda. No zdravlje usne šupljine nije važno samo zbog izgleda osmijeha.
– Zubi su vaš prozor prema svijetu. Ako se bojite otvoriti usta ili ne možete pravilno jesti, to može pokrenuti vrlo negativan začarani krug – kaže Pamela Yelick, profesorica na Stomatološkom fakultetu Sveučilišta Tufts u SAD-u.
Danas se sve više razumije koliko je oralno zdravlje povezano s općim zdravljem. Bakterije povezane s bolestima desni mogu povećati rizik od srčanih bolesti i respiratornih infekcija, a neka istraživanja povezuju probleme sa zubima i s Alzheimerovom bolešću.
Gubitak zuba također je povezan s većim brojem zdravstvenih problema i kraćim životnim vijekom. Osim što otežava žvakanje i prehranu, može utjecati na društveni život, samopouzdanje i emocionalno stanje osobe.
Današnji stomatološki zahvati popravljaju štetu, ali ne obnavljaju zub
Stomatologija danas ima učinkovite metode za očuvanje zuba. Karijes se uklanja, a nastali prostor popunjava se umjetnim materijalima poput kompozitnih smola. Manja oštećenja i pukotine također se mogu sanirati plombama. Ipak, ta rješenja nisu savršena.
Trajnost plombi može značajno varirati – neke traju svega nekoliko godina, dok druge mogu izdržati i do 20 godina. Mnogi pacijenti tijekom života moraju prolaziti kroz ponovljene zahvate. Prema Anne George, profesorici oralne biologije na Sveučilištu Illinois u Chicagu, problem je u tome što se klasična stomatologija uglavnom usredotočuje na „popravljanje oštećenja“, a ne na vraćanje prirodne biološke funkcije zuba.
– Regenerativna stomatologija mogla bi predstavljati promjenu paradigme. Ona stavlja naglasak na zacjeljivanje – objašnjava George.
Karijes koji bi se mogao sam popraviti
Jedno od područja istraživanja je razvoj takozvanih „živih ispuna“ – materijala koji bi mogli potaknuti zub da se sam obnovi. Karijes je jedan od najčešćih uzroka propadanja zuba. Nastaje kada bakterije iz zubnog plaka koriste šećere iz hrane i stvaraju kiseline koje postupno razgrađuju caklinu.
Zub se sastoji od četiri glavna sloja: cakline, dentina, cementa i zubne pulpe. Kada se caklina ošteti i dentin postane izložen, zub postaje osjetljiviji i podložniji daljnjem propadanju.
Anne George proučava proteine koji sudjeluju u stvaranju i obnovi dentina – sloja zuba koji se nalazi ispod cakline. Njezina istraživanja mogla bi dovesti do terapija koje bi potaknule oštećene zube da sami stvaraju novi dentin i popravljaju posljedice karijesa. Takav pristup mogao bi u budućnosti smanjiti potrebu za klasičnim plombama.
Matične stanice mogle bi pomoći u stvaranju nove cakline
Tim Hannele Ruohola-Baker također istražuje mogućnost stvaranja „živih ispuna“, ali s naglaskom na caklinu. Znanstvenici su otkrili da stanice koje stvaraju caklinu, ameloblasti, nestaju nakon što ljudski zub izraste. Zbog toga ih nije moguće jednostavno ponovno aktivirati.
Istraživači su zato koristili kemijske signale kojima su matične stanice pretvorili u ameloblaste, dok su druge matične stanice razvili u odontoblaste – stanice koje stvaraju dentin. Kombinacijom tih stanica u laboratoriju nastao je zubni organoid koji sam proizvodi proteine potrebne za stvaranje cakline.
Dugoročni cilj nije samo stvaranje boljih ispuna, nego razvoj cijelog laboratorijski uzgojenog zuba.
– Želimo ugraditi potrebne stanice u pacijentova usta i pustiti da priroda odradi ostatak – kaže Ruohola-Baker.
Mogu li se zubi uzgojiti poput drugih organa?
Kada je zub teško oštećen zbog karijesa, često se vadi i zamjenjuje implantatom. Iako su implantati danas vrlo uspješni, imaju određene nedostatke. Nemaju živce pa pacijent ne osjeća potpuno prirodne podražaje tijekom žvakanja. Zbog toga se može dogoditi da osoba nesvjesno zagrize prejako i ošteti implantat.
Na implantate se također mogu pričvrstiti bakterije, što može utjecati na okolna tkiva i preostale zdrave zube. Krunice je potrebno mijenjati nakon određenog vremena, a cijeli postupak može biti vrlo skup. Zato bi potpuno biološki uzgojeni zubi mogli predstavljati dugotrajniju alternativu.
Ana Angelova Volponi, direktorica regenerativne stomatologije na King’s Collegeu u Londonu, radi na stvaranju organoida koji bi se mogao razviti u novi zub.
– Umjesto da pokušavamo zakrpati ono što je oštećeno, mogli bismo koristiti biološku zamjenu – kaže Volponi.
Njezin tim otkrio je da kombinacija stanica iz ljudskog tkiva desni i stanica koje stvaraju zube može dovesti do razvoja strukture slične pravom zubu, uključujući početke korijena.
Zašto ljudi ne mogu prirodno obnavljati zube?
Neke životinje tijekom života neprestano stvaraju nove zube. Morski psi, primjerice, imaju gotovo neograničen broj zuba koje stalno obnavljaju. Slonovi i klokani također dobivaju više setova zuba tijekom života. Ljudi tu sposobnost nemaju.
Zanimljiva iznimka su svinje. Njihove čeljusti sadrže više skupova zubnih zametaka koji čekaju razvoj novih zuba. Upravo zbog toga Pamela Yelick uspjela je uzgojiti zube slične ljudskima kod odraslih mini svinja koristeći ljudske i svinjske stanice zuba.
Znanstvenici su uzeli stanice koje stvaraju dentin iz ljudskih zuba te stanice koje stvaraju caklinu iz neizniklih svinjskih zuba. Te su stanice zatim postavili na posebno izrađen nosač koji oponaša prirodno okruženje razvoja zuba. Nakon tri mjeseca razvile su se strukture slične zubima.
– To je bio dokaz da bi ovo doista moglo funkcionirati – kaže Yelick.
Iako je pred znanstvenicima još mnogo izazova, njihov je krajnji cilj razviti metodu kojom bi se ljudski zubi mogli potaknuti na rast bez korištenja životinjskih stanica.
Kada ćemo zube uzgojene u laboratoriju vidjeti kod pacijenata?
Unatoč velikom interesu javnosti, do prvih pacijenata koji će dobiti zub uzgojen u laboratoriju ili zube koji sami popravljaju karijes još je nekoliko godina, možda i više. Prije testiranja na ljudima potrebno je provesti dodatna istraživanja, uključujući eksperimente na neljudskim primatima. Potrebna su i dodatna sredstva te razvoj boljih uvjeta za rast zuba.
Ipak, znanstvenici smatraju da bi istraživanja regenerativne stomatologije mogla pomoći i drugim područjima medicine. Zubi su iznimno složeni živi organi, a njihovo stvaranje u laboratoriju pomaže istraživačima bolje razumjeti kako tvrda i meka tkiva surađuju u tijelu.
Iako ova tehnologija neće postati dostupna preko noći, Ana Angelova Volponi vjeruje da će regenerativna stomatologija jednog dana postati stvarnost.
– Tu vidim budućnost. Još nije potpuno jasna, ali pruža nadu – zaključuje.
(Ordinacija.hr)
