Επανάσταση με την αναγεννητική οδοντιατρική – Με κύτταρα του ασθενούς αναπτύσσονται δόντια στο εργαστήριο

Είναι μάλλον σύνηθες ότι πολλοί άνθρωποι φοβούνται τον οδοντίατρο. Η αντικατάσταση ενός δοντιού συχνά απαιτεί επεμβατική χειρουργική, με την τοποθέτηση εμφυτεύματος που συνήθως είναι μια βίδα τιτανίου μέσα στο οστό της γνάθου και αναμονή μηνών μέχρι αυτή να σταθεροποιηθεί, ώστε να δημιουργηθεί μια τεχνητή ρίζα πάνω στην οποία προσαρμόζεται στη συνέχεια το νέο «καπάκι» ή η στεφάνη.

Όμως, ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για να βρουν τρόπους εμφύτευσης ή καλλιέργειας πραγματικών βιολογικών δοντιών στην ανθρώπινη γνάθο.

Μπορεί να είμαστε ακόμη μακριά από αυτό, ωστόσο στο King’s College του Λονδίνου, η δρ. Άνα Αντζελόβα Βολπόνι, διευθύντρια του μεταπτυχιακού προγράμματος στην αναγεννητική οδοντιατρική, πειραματίζεται με εργαστηριακά καλλιεργημένα δόντια εδώ και σχεδόν δύο δεκαετίες. Ήταν μέλος της ομάδας που το 2013 κατάφερε για πρώτη φορά να αναπτύξει ένα δόντι χρησιμοποιώντας τόσο ανθρώπινα όσο και κύτταρα από ποντίκια.

Φέτος, η ίδια ηγήθηκε μελέτης που βασίστηκε στην προηγούμενη έρευνα, πετυχαίνοντας μια σημαντική πρόοδο στο υλικό που χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη του δοντιού στο εργαστήριο – ένα υλικό που μιμείται καλύτερα το φυσικό περιβάλλον μέσα στο στόμα, όπου αναπτύσσονται τα βιολογικά δόντια. Πρόκειται για καθοριστικό βήμα προς την αντικατάσταση των κυττάρων από ποντίκια με ανθρώπινα και την ενεργοποίησή τους ώστε να σχηματίσουν δόντι.

Δόντια στο εργαστήριο

Η ιδέα της δημιουργίας δοντιών στο εργαστήριο χρονολογείται από τη δεκαετία του 1980, σημειώνει η ίδια η Βολπόνι, όμως εκείνο που κατάφερε η δική της ομάδα πριν από περισσότερο από 10 χρόνια ήταν το πρώτο που χρησιμοποίησε ενήλικα ανθρώπινα κύτταρα των ούλων -τα οποία λαμβάνονται με ήπια απόξεση από το εσωτερικό του στόματος- σε συνδυασμό με «προγονικά» οδοντικά κύτταρα που είχαν ληφθεί από έμβρυο ποντικιού.

«Είναι σχεδόν σαν ένα τρίπτυχο», υπογραμμίζει η ίδια για τα στοιχεία που χρειάζονται ώστε να αναπτυχθεί ένα δόντι στο εργαστήριο. «Τα δύο είδη κυττάρων επικοινωνούν μεταξύ τους σε μια μορφή “συνομιλίας”, και μετά υπάρχει το περιβάλλον μέσα στο οποίο αυτή η διαδικασία συμβαίνει».

Αυτό το περιβάλλον -που οι ερευνητές αποκαλούν «ικρίωμα» (scaffold)- είναι καθοριστικό για τη δημιουργία του δοντιού και αποτέλεσε το αντικείμενο της πιο πρόσφατης έρευνας της Βολπόνι. Το 2013 είχε χρησιμοποιήσει ένα ικρίωμα από πρωτεΐνη κολλαγόνου, σήμερα, το αντικαθιστά με υδρογέλη, έναν τύπο πολυμερούς με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό.

Όπως εξηγεί ο υποψήφιος διδάκτορας Σουετσέν Ζανγκ, συνεργάτης της Βολπόνι στο King’s College και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, «παίρνουμε τα κύτταρα από τα έμβρυα ποντικών, τα αναμειγνύουμε, δημιουργούμε ένα μικρό κυτταρικό σύμπλεγμα και το εγχέουμε μέσα στην υδρογέλη, όπου αναπτύσσεται για περίπου οκτώ ημέρες». Επειδή η έρευνα επικεντρώθηκε στο περιβάλλον, δεν ήταν απαραίτητα τα ανθρώπινα κύτταρα.

Στο τέλος αυτών των οκτώ ημερών, μέσα στην υδρογέλη σχηματίζονται οδοντοειδείς δομές. Στην έρευνα του 2013, οι δομές αυτές -τα λεγόμενα «πρωτοδόντια» (tooth primordia)- μεταφέρθηκαν σε ποντίκι, όπου εξελίχθηκαν σε πλήρες δόντι, με ρίζες και αδαμαντίνη.

Παρότι παραμένουν πολλά τα εμπόδια πριν μπορέσει ένα εργαστηριακά καλλιεργημένο δόντι να χρησιμοποιηθεί σε άνθρωπο, το νέο υλικό βελτιώνει ουσιαστικά την «επικοινωνία» ανάμεσα στα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία του δοντιού.

Οι επιστήμονες ακόμη δεν γνωρίζουν πώς να αντικαταστήσουν πλήρως τα εμβρυϊκά κύτταρα ποντικού με ενήλικα ανθρώπινα, αλλά αν λυθεί αυτό το πρόβλημα, η Βολπόνι προβλέπει δύο πιθανούς δρόμους για την εφαρμογή της μεθόδου:

«Είτε καλλιεργούμε το δόντι μέχρι ένα ορισμένο στάδιο ανάπτυξης και το εμφυτεύουμε στην οδοντική κοιλότητα, εκεί όπου βρισκόταν το χαμένο δόντι – ώστε να συνεχίσει να αναπτύσσεται φυσιολογικά και να ενσωματωθεί οργανικά στο οστό και στους ιστούς. Είτε το καλλιεργούμε πλήρως στο εργαστήριο και το εμφυτεύουμε χειρουργικά. Είναι ακόμη νωρίς για να πούμε ποια προσέγγιση θα είναι πιο βιώσιμη».

Τα πλεονεκτήματα ενός πραγματικού δοντιού

Ένα βιολογικό δόντι, καλλιεργημένο από τα ίδια τα κύτταρα του ασθενούς, θα είχε σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με ένα εμφύτευμα ή στεφάνη. Θα γινόταν αποδεκτό από τον οργανισμό χωρίς φλεγμονές ή απορρίψεις, ενώ θα είχε αίσθηση ακριβώς σαν φυσικό δόντι – σε αντίθεση με τα εμφυτεύματα που, αν και σταθερά, δεν έχουν αίσθηση ή ελαστικότητα καθώς συγχωνεύονται απλώς με το οστό.