Микробы

В Японии вырастили первый биоинженерный зуб. И не в пробирке, а в настоящей челюсти. Он выглядит, как настоящий, кусает, как настоящий, и даже болит, как настоящий.

Японского биоинженера Такаши Цуи даже маститые ученые ожидали в Москве с нетерпением. На стоматологическом саммите он должен был представить доклад о настоящем прорыве в медицине и биотехнологиях.

После тридцати лет размышлений, анализа, поиска, проб и ошибок научной группе из Исследовательского института науки и техники Токийского университета, которой руководит Такаши Цуи, удалось вырастить первый в мире нормальный, полноценный биоинженерный зуб, как говорят, «идентичный натуральному». И не в пробирке, а в живом существе – мыши. (К испытаниям на людях ученые приступить пока не отваживаются.) Над аналогичной проблемой бились и продолжают биться по сей день около десятка исследовательских групп. Японцам первым удалось добиться в этом направлении очевидного успеха.

Этот маленький зуб в пасти грызуна – большая опасность для процветающих ныне модных стоматологических технологий, поскольку перспектива выращивать для человека, по сути, повторно свои собственные зубы куда привлекательнее, чем импланты. Как сказал об этой зарождающейся технологии главный стоматолог Минздравсоцразвития академик РАМН Олег Янушевич, «мы держим джинна в бутылке, но процесс познания не остановить. И в один прекрасный день мы выпустим этого джинна на волю».

Биоинженерный зуб выращен, разумеется, из стволовых клеток. Их поистине безграничные возможности все более активно применяются в медицине. И биоинженерия постепенно переходит из области фантастики в область научных реалий. Только один нюанс: трансплантология и клеточные технологии прижились и интенсивно развиваются в тех направлениях медицины, которые занимаются более-менее однородными внутренними органами и мягкими тканями. Костная ткань и зубы оказались для ученых куда более твердым, во всех смыслах, орешком. Тем более что зуб по природе своей неоднороден и состоит из более мягкой пульпы в середине, твердой эмали снаружи, не говоря уже о корнях, кровеносных сосудах и нервах. К тому же он постоянно подвергается механическому и химическому внешнему воздействию.

«Например, британские ученые выращивали зуб в мышиной почке, и для того чтобы из клеток вырос зуб, а не что-либо еще, им пришлось прибегнуть к генной инженерии»

Тем не менее японские исследователи приготовили достаточно плотный «коктейль» стволовых клеток, из которых формируются зубы у зародыша, и поместили его в столь же плотную коллагеновую среду, призванную имитировать окружение, в котором изначально формируются зубы. Долгими исследованиями и экспериментами ученым удалось найти правильное соотношение в коктейле мезенхемальных клеток (из них формируется пульпа, кровеносные сосуды, нервы) и эпителиальных стволовых клеток (из них формируется эмаль), чтобы зуб получился правильной формы, как настоящий. Через 14 дней в пробирке сформировался зубной зародыш, готовый прорезаться, если бы было куда! Первый этап исследований завершился. Эксперимент in vitro состоялся.

Но сможет ли развиваться этот биоинженерный зародыш в уже сформировавшейся челюсти взрослого существа? Для того чтобы найти ответ на этот вопрос, лабораторной мыши удалили по всем правилам стоматологической хирургии зуб, а через некоторое время вглубь практически зажившей ранки, где прежде был корень зуба, ввели такой же коктейль из стволовых клеток.

Здесь не потребовалось генетических вмешательств, как в экспериментах других исследовательских команд. Например, британские ученые выращивали зуб в мышиной почке, и для того чтобы из клеток вырос зуб, а не что-либо еще, им пришлось прибегнуть к генной инженерии.

Для чистоты эксперимента вводимый в десну мышки коктейль пометили зеленым цветом. Но, увы, через 14 дней, к великому разочарованию исследователей, ничего не произошло…

Прошло еще две недели, и еще одна – и чудо свершилось: на 37-й день мышиный биоинженерный зуб прорезался! На 49-й день от начала эксперимента он вырос до нормального размера и, как положено, сомкнулся с соответствующим зубом нижней челюсти.

Похоже, что первая в мире мышь с зубом киборга разницы не почувствовала. Биоинженерный зуб оказался таким же крепким и пригодным для жевания и даже таким же чувствительным, как настоящий, природный. Единственное различие: у него оказался один корень вместо обычных двух, что, впрочем, на его функциях никак не отразилось.

Путь клеточного коктейля от мыши до человека, по мнению Такаши Цуи, займет при очень активной исследовательской работе 5−10 лет. Теперь исследователям предстоит разобраться, когда лучше зуб имплантировать – на стадии зубного зародыша или уже готовый, как имплант.

Но есть проблемы и посерьезнее: не вызовет ли побочных эффектов использование столь значительного количества стволовых клеток во взрослом организме? Ведь, как известно, бурный рост тканей характеризует не только стволовые клетки, но и раковые.

Отвечая на подобного рода опасения, Такаши Цуи честно сказал: «Моя задача – предложить базовую технологию, а пусть отрабатывают ее практикующие врачи, которые будут ее применять».