Polscy naukowcy jako pierwsi na świecie pracują nad wyhodowaniem „trzecich zębów”

Zawiązki „trzecich zębów” z organizmu pacjenta lekarze pobieraliby z komórki dziąsła, które następnie badacze obrabialiby w laboratorium przy pomocy specjalnych odczynników, tak żeby wyseparować z nich konkretną frakcję komórek macierzystych. Następnie przenosiliby je na komórkowe rusztowanie z materiałów opracowanych na Politechnice Warszawskiej (są to materiały biozgodne i takie, które nasz organizm potrafi metabolizować). Potem w warunkach laboratoryjnych hodowano by zawiązki zębów z komórek macierzystych. Takie zawiązki byłyby przeszczepiane człowiekowi, który potrzebuje nowych zębów.

Na jakim etapie jest projekt?

– Ustaliśmy, że w dziąśle mamy komórki macierzyste, mające bardzo duży potencjał do regeneracji, szczególnie tkanki kostnej, chrzestnej i nerwowej, która bardzo często jest odbudowywana w dziąśle po usunięciu zęba. Z drugiej strony też wiemy, że materiały, które syntezujemy w laboratorium, mające być rusztowaniem komórkowym, są nietoksyczne dla komórek z linii komercyjnych. W zależności od tego, jak te materiały są zbudowane, to też ta odpowiedź komórkowa jest inna. Poza tym wiemy, że im mają więcej grup polarnych, tym chętniej komórki się przyczepiają do takich materiałów i lepiej na takich materiałach rosną. Konieczne będą dodatkowe czynniki, które spowodują, że komórki macierzyste zróżnicują się właśnie w tkankę, o którą nam chodzi – tłumaczy kierująca projektem SteamScaf dr hab. inż. Agnieszka Gadomska-Gajadhur z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej.

Przeszkodą są finanse, a wyzwaniem pozyskiwanie materiału

Typową przeszkodą dla naukowców, jak w większości projektów badawczych, są skromne środki finansowe, dlatego badania ograniczono tylko do pewnego niezbędnego obszaru. Projekt jest na początkowym etapie, dlatego naukowcy nie założyli jeszcze startupu. Mogą korzystać tylko z grantów badawczych. W przyszłości chcą korzystać głównie z funduszy europejskich.

SteamScaf jest obecnie finansowany w ramach Inicjatywy Doskonałości Uczelni Badawczej PW (BioTechMed-3 Advanced).

– Dużym wyzwaniem technicznym jest samo pozyskiwanie materiału. Chcieliśmy początkowo pracować na fragmentach dziąsła pobranych od ludzi, ale z racji tego, że była pandemia i nie mieliśmy możliwości zbankowania tak dużej ilości materiału ludzkiego, to w tej chwili prowadzimy badania z udziałem komórek zwierzęcych – głównie ze świni domowej – mówi dr Gadomska-Gajadhur.

Innowacyjne implanty nie będą tańsze od tradycyjnych

Po zakończeniu badań nowe rozwiązanie będzie dużo droższe niż tradycyjne implanty z wyższej półki. Po pewnym czasie, kiedy stomatolodzy nauczą się przeszczepiać te zawiązki, jest szansa, że koszt wstawienia „trzecich zębów” będzie porównywalny z tymi lepszymi, droższymi implantami.

Jak będzie wyglądać procedura implantologiczna?

– Najdłuższa część to byłoby oczekiwanie na wytworzenie się zawiązków, natomiast sam zabieg przeszczepienia byłby porównywalny z długością zabiegu założenia klasycznych implantów, czyli maksymalnie kilka godzin. Lekarz pobierze fragment dziąsła, wyśle do laboratorium, my ten fragment obrobimy i następnie gotowy preparat przyjedzie do kliniki i w określonym dniu pacjent zostanie przebadany, czy może taki zabieg przejść. Potem stomatolog założy zawiązki, które zaczną rosnąć z dziąsła – wyjaśnia dr Gadomska-Gajadhur.

Nie każdy skorzysta z „trzecich zębów”

Prawdopodobnie typowe przeciwwskazania do założenia innowacyjnych implantów będą takie, jak przy zakładaniu tradycyjnych: niektóre choroby autoimmunologiczne, zmniejszona krzepliwość krwi, czy nietolerancja na któryś składnik podłoża, w którym zawiązki będą hodowane. Naukowcy nie potrafią dziś jeszcze podać wszystkich przeciwwskazań. To również wymaga badań.

Nie tylko dla stomatologii

Odkrycie polskich naukowców może okazać się pomocne przy regeneracji tkanki nerwowej, ponieważ komórki z dziąsła mają także zdolność do odbudowy tkanki nerwowej. Badacze próbują zróżnicować komórki macierzyste, wyseparowane z dziąseł w kierunku tkanki nerwowej, tak żeby mieć gotowe przeszczepy dla ludzi, którzy mają porażone nerwy, szczególnie obwodowe lub w obrębie rdzenia kręgowego.

Inżynieria tkankowa i hodowle trójwymiarowe

Badania, jakie prowadzą naukowcy są częścią nauki zwanej inżynierią tkankową, która łączy w sobie medycynę, chemię oraz metody inżynierii materiałowej służącej do wytwarzania funkcjonalnych zamienników tkanek lub nawet całych narządów.

Jednym z elementów inżynierii tkankowej są hodowle komórkowe. Obecnie wykorzystuje się już nie tylko tradycyjne płaskie hodowle na płytkach Petriego, ale również hodowle trójwymiarowe, lepiej obrazujące warunki istniejące w organizmie. Potrzebne są do nich wspomniane wcześniej specjalne rusztowania, a materiały do ich budowy stworzyli sami naukowcy z Politechniki Warszawskiej.

Na „trzecie zęby” poczekamy jeszcze co najmniej 10 lat

– Na razie są to badania podstawowe, a nie wdrożeniowe, wymaga to jeszcze długiej pracy laboratoryjnej – pierwszy etap, w którym teraz jesteśmy potrwa do końca przyszłego roku, później będziemy mieć 3-letni projekt przedwdrożeniowy i później 5-letni projekt z badaniem klinicznym. Możemy przyjąć, że czeka nas jeszcze przynajmniej 10 lat pracy – mówi dr Gadomska-Gajadhur.