Představa, že vám zubní kaz spraví živá výplň nebo že po vytrženém zubu vyroste úplně nový, už nepatří jen do říše sci-fi. Výzkumníci dnes kombinují kmenové buňky i poznatky ze zvířecí říše, aby přiměli lidské tkáně k přirozené regeneraci chrupu. Přestože nás od běžného použití v ordinacích dělí ještě roky, výsledky z laboratoří naznačují, že tradičním výplním a korunkám odzvoní.

Na návštěvu zubaře se asi nikdo netěší – a velká část lidí se jí vyloženě bojí. Vize, že by šly zuby přirozeně opravit nebo nechat znovu narůst, je tak pro mnohé fascinující. Jak píše BBC, mezi vědce, kteří se ji snaží zrealizovat, patří i profesorka orální biologie na Illinoiské univerzitě v Chicagu Anne Georgeová.

Dnes se podle ní ošetření primárně zaměřují na opravu poškození spíše než na obnovu biologické funkce. „Regenerativní stomatologie může být změnou paradigmatu. Klade důraz na hojení,“ říká Georgeová.

Samoopravující se zub

Zuby mají čtyři hlavní vrstvy: sklovinu, dentin, cement a zubní dřeň. Kazy vznikají, když se bakterie zubního plaku živí cukry a produkují kyseliny, které postupně rozpouštějí vrstvu zubní skloviny. Dentin se nachází pod sklovinou a je měkčí a méně odolný vůči kazu. Když se sklovina ztratí a dentin se obnaží, roste riziko kazu.

Georgeová zkoumá proteiny, které pomáhají dentinu růst, mineralizovat a opravovat se. Byla také součástí týmu klonujícího jeden z genů, které pomáhají budovat dentin. Lépe tak pochopila vnitřní fungování toho, jak vlastně zuby tuto tkáň vytvářejí a udržují. Poznatky by mohly vést k novým léčebným postupům, které stimulují poškozené zuby k opravě kazů novým dentinem. Tím by skončila potřeba tradičních výplní s omezenou trvanlivostí.

Cíl: Zub vytvořený v laboratoři

Také zástupkyně ředitele Institutu pro kmenové buňky a regenerativní medicínu Washingtonské univerzity Hannele Ruohola-Bakerová pracuje se svým týmem na „živých výplních“. V tomto případě ale takových, které se zaměřují spíše na sklovinu než na dentin.

Po prozkoumání darovaných zubů moudrosti vědkyně zjistila, že buňky tvořící sklovinu zvané ameloblasty po prořezání lidského zubu odumírají a nelze je tak už stimulovat. Místo toho tým použil chemické signály k přeměně některých kmenových buněk na ameloblasty. Z jiných kmenových buněk vytvořil odontoblasty, tedy buňky tvořící dentin. Tyto složky smíchané v misce vytvořily zjednodušenou verzi zubu, která sama vylučuje proteiny skloviny.

Podle Ruohly-Bakerové by se v budoucnu mohly tyto proteiny používat k výrobě výplní nebo se natírat na poškozené zuby. Jejím dlouhodobým cílem je však celý zub vypěstovaný v laboratoři. Nakonec chce vložit uměle vytvořené buňky potřebné k vytvoření zubu do úst pacienta a nechat přírodu, ať se postará o zbytek.

Mohlo by vás zajímat

Lidsko-myší zubní struktura

Konec implantátům a zubním korunkám by ráda udělala i ředitelka regenerativní stomatologie na King’s College London ve Velké Británii Ana Angelova Volponiová.

„Místo toho, abychom se jen snažili opravit poškozené, bychom mohli použít biologickou náhradu,“ načrtává Volponiová. Její tým zjistil, že by buňky odebrané z dospělé lidské dásně v kombinaci s buňkami tvořícími zuby myší mohly vytvořit hybridní lidsko-myší zubní strukturu s životaschopnými, vyvíjejícími se kořeny. Nyní se snaží vytvořit instrukce pro tvorbu zubů, které by spolu s biomateriály mohly funkční zub sestavit.

Další zvířecí pomocník: Prase

Bohužel se to neděje přirozeně. Na rozdíl od některých jiných zvířat si lidé nemohou neustále vytvářet nové zuby, jakmile se s jejich dospělým chrupem něco stane. Třeba žraloci mají nekonečnou zásobu zubů a regenerují je nepřetržitě. Klokanům roste více sad stoliček, stejně jako slonům.

Také prasata mají biologickou zvláštnost. Jejich čelisti totiž obsahují více sad neprořezaných dospělých zubních zárodků. Právě díky tomu dokázala profesorka na Tufts School of Dental Medicine v USA Pamela Yelicková vypěstovat zuby podobné těm lidským u dospělých yucatánských miniprasat. Povedlo se jí to pomocí kombinace lidských a prasečích zubních buněk.

Její tým shromáždil z lidských zubů buňky schopné tvořit dentin. A k tomu přidal buňky tvořící sklovinu z neprořezaných zubů v prasečích čelistech od řezníka. Ty pak zkombinoval na bioinženýrské konstrukci navržené tak, aby napodobovala prostředí vyvíjejícího se zubu. Po třech měsících se struktury podobné zubům vyvíjely rychlostí podobnou rychlosti růstu přirozených prasečích zubů.

„Byl to důkaz, že by to mohlo skutečně fungovat… Oslovilo nás mnoho, mnoho lidí, kteří zoufale chtěli vyřešit své problémy se zuby,“ říká Yelicková, která se nyní snaží experiment provést přímo v prasečí čelisti. Nakonec chce přimět buňky, aby díky nim v ústech člověka vyrostly zuby bez využití prasečích buněk.

Vědce ještě čeká spousta práce

Navzdory poptávce jsme ale stále roky daleko od prvního člověka, který získá samovýplň zubu nebo laboratorně vypěstovanou zubní náhradu. Než budeme moci začít mluvit o testování u lidí, musí nejprve proběhnout experimenty s primáty. Aby se navíc laboratorně vypěstované zuby dostaly do lidských úst, vědci musí vytvořit lepší prostředí pro vývoj zubů.

Mezitím by ale poznatky získané v regenerativní stomatologii mohly pomoci v širším úsilí o reprodukci různých částí těla, jako jsou orgány a kosti. Zuby jsou totiž „vysoce sofistikované živé orgány,“ poukazuje Yelicková. Úsilí o jejich replikaci v laboratořích přitom učí vědce, jak tvrdé a měkké tkáně spolupracují na základní úrovni.

I když se to nemusí stát brzy, Volponiová je přesvědčena, že bezpečná a udržitelná regenerativní zubní řešení budou nakonec dostupná veřejnosti. „V tom vidím budoucnost,“ uzavírá.