Стволовые клетки восстанавливают зубы под действием лазера
Команда исследователей из Гарварда впервые показала возможность фотоактивации стволовых клеток для регенерации тканей в организме. Учёные предполагают, что их изобретение найдёт множественное применение в клинике: в стоматологии, регенеративной медицине, при заживлении ран, для восстановления костной ткани и др. Результаты работы опубликованы 28 мая в журнале Science Translational Medicine.
Исследователи из гарвардского Института Висс (Wyss Institute), под руководством доктора Девида Муни (David Mooney), применили лазер малой мощности, чтобы запустить трансформацию стволовых клеток человека в дентин – основной компонент зубов, сходный с костной тканью. Кроме того, учёные продемонстрировали своё открытие на лабораторных животных.
Для дифференциации в различные типы клеток стволовым клеткам требуется воздействие специфических белков — факторов роста. В настоящее время при терапии стволовыми клетками их извлекают из организма пациента, выращивают в лабораторных условиях, а потом вновь возвращают донору. Но методика, разработанная командой Муни, отличается от традиционной.
Доктор Правин Арани (Praveen Arany), ведущий автор исследования, стоматолог, с помощью миниатюрных инструментов просверлил отверстия в коренных зубах лабораторных крыс. Затем он воздействовал на стволовые клетки, находящиеся в пульпе, маломощным лазером и поставил временные пломбы. Примерно через 12 недель рентгеновские снимки с высоким разрешением и исследования под микроскопом подтвердили повышенное образование дентина у грызунов после воздействия лазером.
Следующий этап исследования заключался в изучении на культуре клеток молекулярного механизма, ответственного за лечение после воздействия лазером. Ученые обнаружили, что главную роль в формировании дентина из стволовых клеток играет регуляторный белок, повсеместно присутствующий в клетках — так называемый трансформирующий ростовой фактор, бета-1 (TGF-β1). Как правило, TGF- β1 латентен и активируется при воздействии на него внешних факторов.
При маломощном воздействии лазером, стимулируется выработка реактивных форм кислорода (РФК), играющих важную роль в функционировании клетки. РФК, в свою очередь, активируют комплекс TGF- β1, запускающий механизм дифференцировки стволовых клеток пульпы в дентин.
С начала использования лазера в 1960-х годах существовала неподтверждённая информация о том, что терапия маломощным источником света стимулирует все виды биологических процессов, включая омолаживание кожи, стимулирование роста волос и т.п. Однако лазер можно также использовать для прижигания дефектов кожи и удаления волос – всё зависит от способа его использования.
Клинические эффекты маломощного лазера были противоречивы и недостоверны. Новое исследование, описывающее молекулярный механизм светолечения с использованием стволовых клеток, открывает новые перспективы не только в стоматологии, но и в регенеративной медицине.
Следующим этапом исследования будет клиническое испытание методики на добровольцах.
