Ткани зубов могут регенерировать под воздействием лазера
Методика, разработанная группой ученых под руководством биоинженера Дэвида Муни, может быть использована не только в восстановительной стоматологии, но и в других областях медицины, например, при лечении ран.
Исследователи использовали маломощный лазер, чтобы заставить дентальные стволовые клетки человека формировать дентин — твердую ткань, похожую на кость, которая составляет основу зуба. Более того, в своей работе ученые описали задействованные в этом процессе молекулярные механизмы и продемонстрировали эффективность методики «в пробирке» и на животных.
Некоторые биологически активные вещества, в частности, белки, называемые факторами роста, могут заставить стволовые клетки дифференцироваться в другие типы клеток. Современные технологии работы с собственными стволовыми клетками пациента предполагают их извлечение из организма, лабораторные манипуляции и возвращение хозяину. Такие методики сталкиваются с рядом проблем, как технических, так и нормативных. Однако подход, предложенный Муни, потенциально позволяет не заменять зубы, а восстанавливать их, используя распространенные в стоматологической практике лазеры.
Стоматолог Правин Арани, ведущий автор исследования, провел серию экспериментов на грызунах, успешно преодолев все трудности такой «ювелирной» стоматологии. Он высверлил отверстия в их молярах и подверг пульпу зубов, содержащую дентальные стволовые клетки, воздействию лазерного излучения. Через 12 недель, в течение которых животные содержались в комфортных условиях, рентгеновская визуализация с высоким разрешением и исследования под микроскопом подтвердили: лечение лазером привело к усиленному образованию дентина.
Дальнейшие исследования показали, что ключевую роль в восстановлении дентина играет белок, называемый «трансформирующий ростовой фактор, бета-1» (TGF-β1). Как правило, он пребывает в латентном (неактивном) состоянии, пока определенные ферменты не вызовут его активацию.
Под дозированным воздействием лазера образуются реактивные формы кислорода (РФК), играющие важную роль в функционировании клеток. РФК активируют TGF-β1, который, в свою очередь, стимулирует дифференциацию стволовых клеток и формирование дентина.
Описанный механизм позволяет объяснить давно наблюдаемые медиками терапевтические эффекты лазерного излучения. С одной стороны, «светотерапия» способна стимулировать различные биологически процессы, например, регенерацию кожных покровов и рост волос (следует отметить, что специализированных исследований, подтверждающих эту информацию, не проводилось, но медики наблюдают подобные эффекты с конца 1960-х годов). С другой, лазером можно «прижигать» дефекты кожи и удалять волосы — все зависит от того, как врач использует этот лазер. Информация о клинических эффектах маломощных лазеров весьма противоречива, однако новое исследование, открывающее механизм их действия, позволит разработать научно обоснованные, контролируемые методики «лечения светом».
Следующим этапом должны стать клинические испытания на людях. Арани с нетерпением ждет этого момента: во многом это проще, чем работать с грызунами...