Nije iznenađujuće što se mnogi ljudi plaše zubara. Zamjena zuba često zahtijeva invazivnu operaciju i ugradnju titanijumskog vijka u vilicu pacijenta, pa se potom čeka mjesecima da on ojača i postane umjetni korijen, prije nego što se na njega postavi krunica ili kapica.
Ali istraživačke grupe širom svijeta rade na pronalasku načina da se u ljudskoj vilici implantiraju ili uzgoje pravi biološki zubi, prenosi CNN.
To možda još traje, ali na King’s Collegeu u Londonu, Ana Angelova Volponi, direktorica postdiplomskog programa za regenerativnu stomatologiju, eksperimentira s laboratorijski uzgojenim zubima gotovo dvije decenije i bila je dio tima koji je 2013. godine izrastao zub od ljudskih i miševih ćelija.
Ove godine predvodila je studiju koja je nadogradila taj rad i postigla proboj u materijalu koji se koristi za smještaj rastućeg zuba u laboratoriju — materijal koji bolje oponaša stvarno okruženje u kojem biološki zubi rastu u ustima. To je ključni korak ka zamjeni miševih ćelija ljudskim ćelijama i stimulisanju tih ćelija da formiraju zub.
Ideja stvaranja laboratorijski uzgojenih zuba datira još iz 1980-ih, kaže Volponi, ali onaj koji su ona i njene kolege stvorile prije više od decenije bio je prvi koji je koristio odrasle ljudske gingivalne ćelije (ćelije desni) — dobijene laganim grebanjem unutrašnjosti usne — i spojio ih s „progenitorskim“ (prekursornim) ćelijama zuba uzetim iz miševa embriona.
„To je gotovo kao troznačje,“ rekla je o elementima koji doprinose rastu zuba u laboratorijskim uslovima. „Dva tipa ćelija učestvuju u stvaranju zuba, u nekoj vrsti razgovora, a zatim imamo i okolinu u kojoj se to dešava.“
Okolina, koju istraživači nazivaju „skela“ ili „matrica“, ključna je za formiranje laboratorijski uzgojenog zuba i ona je predmet Volponijeve najnovije studije. 2013. Volponi je koristila skelu od proteina kolagena, ali sada koristi hidrogel, vrstu polimera s visokim udjelom vode, objasnio je Xuechen Zhang, doktorand na King’s Collegeu u Londonu i koautor studije. „Prvo sakupljamo ćelije iz miševih embriona, zatim ih miješamo i centrifugiramo da dobijemo mali pelet ćelija,“ rekao je. „Zatim taj pelet ubrizgamo u hidrogel i uzgajamo otprilike osam dana.“ Pošto se rad fokusirao na okolinu, ljudske ćelije nisu bile potrebne.
Na kraju osam dana, unutar hidrogela formiraće se strukture nalik zubu, koji su razvijeni u saradnji s Imperial Collegeom u Londonu. U istraživanju iz 2013. ti „rani zubni zametci“ su potom presađeni u miša gdje su se razvili u zubnu strukturu s razvojem korijena i zubne cakline.
Mnogo izazova ostaje prije nego što laboratorijski uzgojen zub bude upotrebljiv kod ljudskog pacijenta, ali novi materijal pomaže u nekim djelovima te slagalice, kaže Volponi, poboljšavajući „razgovor“ između ćelija zaduženih za izradu zuba.
Istraživači još uvijek ne znaju tačno kako zamijeniti embrionalne miševe ćelije odraslim ljudskim ćelijama, ali ako se to riješi, Volponi zamišlja dva moguća načina integracije laboratorijski uzgojenih zuba u svakodnevnu stomatologiju: „Ili uzgojimo zub do određenog stadija razvoja, pa ga zatim ugradimo u alveolu (zubnu čašicu) gdje je nekada bio izgubljeni zub — i gdje novi zub ima potencijal da se potpuno razvije u biološki zub, integrirajući se sa organskim strukturama poput kosti i parodontnog ligamenta. Ili, potpuno izrastemo zub u laboratoriju i onda ga hirurški implantiramo. Još je prerano reći koja će se metoda pokazati održivijom.“
Prednosti pravog zuba
Pravi, biološki zub, uzgojen od pacijentovih sopstvenih ćelija, ponudio bi mnoge prednosti u odnosu na krunicu ili implantat. Prvo, bio bi prihvaćen u tkivo bez upale ili odbacivanja, a također bi se osjećao potpuno kao pravi zub — za razliku od implantata koji nemaju osjet i elastičnost zato što su jednostavno spojeni s kosti.
Prema Vitoru C. M. Nevesu, višem kliničkom predavaču na Školi kliničke stomatologije Univerziteta u Sheffieldu u Engleskoj, Volponi dugo je pionirka u polju regeneracije cijelog zuba i predstavlja inspiraciju mnogim istraživačima širom svijeta. „Njeno novo istraživanje se bavi ključnim faktorom u proizvodnji i potencijalnoj industrijalizaciji ove tehnologije — upotrebom matrica u regeneraciji cijelog zuba,“ rekao je Neves, koji nije učestvovao u Volponijevoj studiji.
Nalazi, dodao je, ističu važnost stvaranja okoline koja može podržati inženjering cijelog zuba za kliničku primjenu: „Što više istraživača doprinese napretku ovog polja, to će čovječanstvo prije moći ubirati njegove benefite.“
Krajem 2024. tim pod vodstvom Pamele Yelick sa Škole dentalne medicine na Tufts University izrastao je zube slične ljudskim — stvorene od ljudskih i svinjskih ćelija — u svinjama. Svinje, za razliku od ljudi, obnavljaju svoje zube nekoliko puta tokom života. Krajnji cilj je potaknuti ćelije u ljudskoj vilici da samostalno izrastu nove zube, bez upotrebe svinjskih ćelija.
Na Univerzitetu Washington, tim pod vodstvom Hannele Ruohola-Baker, profesorice biohemije i zamjenice direktora Instituta za matične ćelije i regenerativnu medicinu, uspješno je uzgojio matične ćelije zubne pulpe iz ljudskih matičnih ćelija dobijenih iz doniranih umnjaka: „Ciljamo otkriti molekularni planformu stvaranja ljudskog zuba i ponoviti taj proces u laboratoriju,“ rekla je. „Dok Volponijeva studija gradi strukture nalik zubu iz postojećih dentalnih tkiva, naša platforma generiše ključne ljudske tipove ćelija koje formiraju zub (od nule) i vodi ih kroz autentične razvojne putanje.“
Što se tiče kada će plodovi svega ovoga postati dostupni, Ruohola-Baker vjeruje da neće trebati dugo čekati. „Iako će prijevod u kliničku praksu zahtijevati vremena, zamah u ovom polju ubrzava i najavljuje budućnost u kojoj biološko popravljanje ili zamjena zuba postaje realna opcija u narednoj deceniji,“ rekla je.