Týmu Takashiho Tsujiho z univerzity v Tokiu se podařilo vypěstovat náhradní zuby a implantovat je do čelisti myši. Nadějný experiment před týdnem ve svém on-line vydání zveřejnil odborný časopis Nature Methods. A od zvířat už není daleko k lidem, věří Takashi Tsuji. Je přesvědčen, že podobně jako u myší bude již brzy možné postupovat také u člověka.
Použitá metoda by ale nemusela pomáhat jen při obnově chrupu. Podle japonských vědců třeba jednou umožní vytvoření vlasových implantátů, které by zahustily řídnoucí kštici. Jak uvádí komentář k výzkumu, zveřejněný na internetových stránkách prestižního vědeckého časopisu Science, mohlo by zdokonalení použitého postupu dokonce otevřít cestu k pěstování některých tělních orgánů. Ato by způsobilo revoluci v transplantační medicíně. Dosud na tomto poli slavil úspěchy jen Anthony Atala z Wake Forest University Medical School v americkém městě Winston-Salem, který loni společně s kolegy transplantoval pacientovi močový měchýř „ze zkumavky“. Šlo o vůbec první uměle vypěstovaný orgán. (Badatelé nejprve odebrali tkáně z těla dotyčného a „navěsili“ je na uměle vytvořenou kostru umístěnou v živném roztoku. Když získal močový měchýř požadovaný tvar, voperovali ho do pacientova těla.)
Kopírování přirozeného vývoje
Zuby se začínají utvářet už v prvních týdnech embryonálního vývoje. Poměrně složitý proces řídí široká škála genů. Prostřednictvím hormonů do něj zasahuje také nervová soustava – samotný vývoj zubů má na starosti podvěsek mozkový neboli hypofýza, jejich prořezávání reguluje štítná žláza.
Ze zárodku se vytvaruje korunka a kořen, objem zubu postupně roste. V další fázi dochází především k ukládání anorganických látek do zuboviny. Nakonec se ještě zpevňuje sklovina a dorůstá kořen. Kompletní vývoj stálého chrupu může u člověka trvat až deset let.
Když se japonští bioinženýři rozhodli vytvořit náhradní zub, nestáli tedy před jednoduchým úkolem. Zvolili metodu, jež se velmi blížila přirozenému vzniku chrupu. Jako výchozí materiál pro své experimenty využili tkáň ze zárodku zubů, které ještě neprorazily dásní. Odebrali ji z myších embryí. Získanou tkáň v laboratoři rozdělili na epiteliální neboli výstelkovou, která tvoří vnější vrstvu zubu, a mezenchymální, představující spíše vnitřní pojivo. Pak z každé kultivovali jednotlivé buňky.
A právě tímto krokem se naše práce liší od těch předchozích, upozorňuje Yasuhiro Tomooka, vedoucí Výzkumného centra tkáňového inženýrství univerzity v Tokiu a spoluautor nové studie v časopise The Scientist.
Směs propojená lepidlem
V dalším kroku použili japonští vědci jednoduchý, ale poměrně účinný trik. Výstelkové a pojivé buňky smíchali a jejich důkladné spojení „pojistili“ jednoduchým lepidlem – kapkou kolagenu. Tato ve vodě nerozpustná bílkovina je základní stavební hmotou pojivových tkání. Představuje důležitou složku kůže, kostí nebo třeba svalů. Během experimentu kolagen podpořil optimální prostorové uspořádání obou typů buněk.
Vzniklou směs pak výzkumníci dva dny kultivovali v živném roztoku. Už po několika hodinách si všimli, jak se výstelkové a vazivové buňky postupně propojují a vytvářejí nový zubní zárodek.
Ten vložili na dopěstování do speciálního „inkubátoru“ – do funkční ledviny dospělé myši. Podobně postupoval nedávno třeba tým Paula Sharpeho z londýnské King's College. Bohaté krevní zásobení dělá z ledviny místo s optimálním přísunem živin a kyslíku. Panují v ní tedy ideální podmínky pro vývoj zubního zárodku. Mimo ledvinového „inkubátoru“ otestovali japonští badatelé s úspěchem ještě mnohem šetrnější způsob dopěstování zárodku. Po dvoudenní kůře v prvním živném roztoku následoval další, tentokrát čtrnáctidenní pobyt v Petriho misce.
Pak vědci osm týdnů staré, tedy dospělé myši odstranili řezák. Na jeho místo vložili vypěstovaný zárodek o délce asi 1,3 milimetru. Avýsledek byl opravdu pozoruhodný. Již za dva týdny se z drobného štěpu vyvinul plnohodnotný zub s kořenem zapuštěným do dásně, dření obsahující krevní cévy a zubovinou, kterou pokrývala sklovina. Snad jen vývoj zubního kanálku a nervu neproběhl zcela podle očekávání odborníků. "Studie představuje důležitý pokrok v regeneraci zubů, protože ukazuje, že náhradní chrup může vyrůst přímo v ústech,“ komentuje v populárně vědeckém časopise New Scientist výzkum Jeremy Mao, specialista za zubní medicínu z Columbia University College v New Yorku.
„Doufáme, že navážeme spolupráci se zubaři, ale i s dalšími odborníky z klinické praxe. Mohli bychom se tak podílet na vývoji umělých orgánů určených k léčbě lidí,“ plánuje Takashi Tsuji. Použití embryonálních buněk je spojeno s etickými překážkami. Tsujiho kolega Yasuhiro Tomooka proto už nyní uvažuje, kde se v těle dospělého člověka vyskytují vhodné kmenové buňky.
Od pleše k bujné kštici
Podobně jako zub, tedy ze dvou typů zkultivovaných buněk, zkoušeli japonští vědci u myší vypěstovat také náhradní hmatový vous. Otestovaný postup může v budoucnu otevřít cestu k vytváření a implantování vlasových folikulů. Pleš nebo řídnoucí vlasy by se tak mohly proměnit v bujnou kštici.
