Исследование показывает, как «позитивный стресс» может ускорить регенерацию тканей зуба

Стволовые клетки зуба, модифицированные для имитации состояния при низком уровне кислорода (PHD2KD), привели к образованию ткани пульпы зуба со значительно увеличенным количеством кровеносных сосудов. Исследование проведено в  Университете Гонконга.

Стресс обычно считается негативным явлением, но исследователи из Гонконгского университета обнаружили «положительный стресс», который может вызывать хорошие изменения в стволовых клетках зубов, делая их более устойчивыми к травмам и болезням.

Исследование, опубликованное онлайн в Journal of Dental Research, впервые показало, что адаптивные механизмы в стволовых клетках зуба, вызванные стрессом, могут ускорить регенерацию ткани пульпы зуба. Исследователи обнаружили, что окислительный стресс, вызванный средой с низким содержанием кислорода, может вызывать защитную реакцию, делающую стволовые клетки зуба менее уязвимыми для повреждений.

Когда зуб поврежден в результате кариеса или травмы, живая ткань внутри подвергается воздействию вредных бактерий и становится уязвимой для инфекции. Как только ткань пульпы зуба полностью заражена, варианты лечения ограничиваются либо удалением пораженной пульпы и заполнением пустого канала композитным цементом, либо удалением зуба. Когда лишенный пульпы зуб заполняется искусственными инертными материалами, он со временем усыхает, становится хрупким и более склонным к растрескиванию и повторному инфицированию. В конечном итоге это может привести к удалению зуба и замене его протезом.

Исследовательская группа под руководством доктора Варуны Диссанаяки, доцента кафедры биологических наук, стремится разработать подход к регенерации утраченной пульпы зуба, который мог бы его оживить и позволить ему функционировать как нормальный зуб.

Терапия на основе стволовых клеток считается многообещающей стратегией регенерации пульпы зуба. Однако, поскольку корневой канал зуба окружен твердой зубной тканью с ограниченным кровоснабжением, что создает суровую среду для клеток с низким содержанием кислорода и питательных веществ, низкая жизнеспособность клеток после трансплантации in vivo остается серьезной проблемой для исследователей.

Исследовательская группа разработала протокол предварительного кондиционирования, который генетически модифицировал клетки, чтобы имитировать состояние реакции на условия с низким содержанием кислорода, чтобы активировать белок, вызывающий адаптивные изменения в клетках.

Доктор Юаньюань Хан, один из исследователей группы, отметил: «Поскольку сообщалось, что этот белок активирует несколько ключевых адаптивных механизмов, мы задались вопросом, можно ли применить это явление для улучшения выживаемости клеток после трансплантации до тех пор, пока не будет достигнуто достаточное кровоснабжение. "

«В нашем исследовании мы обнаружили, что эти клетки активируют метаболический механизм для производства энергии в условиях низкого содержания кислорода и удаления вредных метаболитов, образующихся в условиях стресса», — объяснил доктор Хан.

«Интересно, что мы также обнаружили, что прекондиционированные клетки значительно усиливают образование твердых тканей зуба в регенерированной ткани пульпы», — добавила доктор Диссанаяка.

«Предыдущее исследование показало, что наши клетки обладают рядом адаптивных механизмов к стрессу, которые регулируются несколькими ключевыми генами, закодированными в нашей ДНК, которые обычно неактивны», — сказала доктор Диссанаяка. «Если мы сможем активировать эти гены, последующая экспрессия специфических белков может сделать клетки менее уязвимыми к повреждениям».

С помощью доктора Мохамада Кухи-Могхадама, доцента-исследователя в области клинического искусственного интеллекта, команда исследовала, какие гены активируются или подавляются во время прекондиционирования, и продолжает работу над характеристикой активируемых нижестоящих белков, которые делают клетки устойчивыми к повреждениям.

«Стволовые клетки зубов обладают присущей им способностью выживать в условиях стресса», — сказала доктор Диссанаяка. «Наша цель — найти способы воспользоваться этой способностью и использовать позитивный стресс для регенерации тканей зуба».

Доктор Диссанаяка планирует использовать знания о конкретных генах и белках, ответственных за выживание клеток, для определения лекарств, которые можно использовать для клинической регенерации тканей. Она считает, что эти новые результаты будут способствовать разработке новых стратегий для повышения терапевтического потенциала стволовых клеток зубов.

Источник: https://medicalxpress.com/news/2022-09-dentistry-positive-stress-boost-tooth.html