Первый в мире препарат для регенерации зубов скоро начнет клинические испытания
До сих пор считалось, что (врожденное) отсутствие или потеря постоянных зубов необратима, но новый препарат на основе антител, похоже, изменит эту ситуацию. Впервые соединение, предназначенное для выращивания новых зубов (ранее успешно испытанное на мышах), скоро начнет клинические испытания. Многообещающее заявление для тех, кто мечтает о неинвазивной, естественной альтернативе зубным протезам и имплантатам.
У человека количество постоянных зубов строго ограничено 32. Однако это число может уменьшаться генетически (это происходит у 1% населения) в рамках явления, известного как врожденная анодонтия. Анодонтия характеризуется отсутствием всех зубов, а отсутствие более 6 зубов называется "олигодонтия". Эти состояния, известные как "зубной агенезис", проявляются с раннего возраста и препятствуют способности правильно есть и говорить.
С другой стороны, 1% населения Земли имеет противоположное врожденное состояние: гипердонтия - состояние, при котором количество зубов превышает норму. По мнению исследователей из Университета Киото и Фукуи, это явление связано с ростом третьего ряда зубов, способности, которую большинство из нас утратило в ходе эволюции.
Некоторые животные, например, акулы и некоторые виды рептилий и грызунов, могут отращивать свои зубы бесконечно на протяжении всей жизни. И хотя считалось, что у человека существует только два набора зубов, недавно исследователи обнаружили "спящие почки" третьего поднабора. Стимуляция этих почек могла бы в большей или меньшей степени обеспечить такую же способность к регенерации зубов, которая наблюдается у вышеупомянутых животных.
"Идея выращивания новых зубов - мечта любого стоматолога", — говорит Кацу Такахаши, ведущий исследователь и заведующий отделением стоматологии и челюстно-лицевой хирургии в больнице Китано (Осака). В своем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, Такахаши и его коллеги выявили многообещающий генетический путь, конкретно участвующий в управлении развитием зубов и ростом третьего подмножества зубов.
Это открытие позволило им разработать моноклональное антитело, нацеленное на соответствующий ген. Хотя изначально молекула предназначена для детей в возрасте от 2 до 6 лет, страдающих от врожденного анодонтизма, она также может быть использована для лечения патологической (прогрессирующий кариес, эрозия зубных альвеол и т.д.) или травматической потери зубов. "В любом случае, мы надеемся, что настанет время, когда препараты для восстановления зубов станут третьим выбором наряду с протезами и имплантатами", — объясняет Такахаши.
Препарат на основе моноклональных антител
Рост отдельных зубов зависит от взаимодействия нескольких молекул, в частности BMP (костный морфогенный протеин) и сигнального пути Wnt. Предыдущие исследования показали, что BMP способствует образованию дополнительных зубов, а Wnt вызывает образование сверхкомплектных зубов при таких заболеваниях, как гипердонтия.
Однако участие обоих сигнальных путей в строгом определении количества зубов (32 в нашем случае) остается неясным. Кроме того, они вовлечены во многие другие биологические процессы, помимо роста зубов, такие как развитие скелета. Некоторые из этих процессов модулируются с эмбриональной стадии. В результате их активация напрямую сопряжена со значительными рисками.
Чтобы компенсировать эти потенциальные риски, японские исследователи выбрали USAG-1, бифункциональный белок, который антагонизирует пути BMP и Wnt. Поскольку этот белок является антагонистом и подавляет рост зуба, его деактивация с помощью антитела может возобновить этот рост. "Обычная тканевая инженерия не подходит для регенерации зубов. Наше исследование показывает, что ацеллюлярная молекулярная терапия эффективна для широкого спектра врожденных зубных агенезий", — говорит Манабу Сугаи из Университета Фукуи, соавтор исследования.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи протестировали на мышах ряд моноклональных антител против UСАG-1. Некоторые из них вызывали низкую рождаемость и выживаемость, что подтверждает важную роль BMP и Wnt в эмбриональном развитии. В отличие от них, антитело, блокирующее только взаимодействие USAG-1 с BMP, оказалось более успешным. В экспериментах одного введения антитела было достаточно для формирования зуба третьего поколения. Эксперты также обнаружили, что передача сигналов играет важную роль в определении количества зубов у мышей.
При повторении эксперимента на хорьках вырос дополнительный седьмой зуб. Учитывая, что зуб вырос между существующими и имел такую же форму, исследователи пришли к выводу, что это зуб третьего поколения. В ближайшем будущем безопасность и эффективность антитела будут проверены in vivo на других животных. Затем препарат может вступить в фазу клинических испытаний уже в июле 2024 года.