Czy zęby tego gatoratora mogą zawierać wskazówki do regeneracji perłowych białych ludzi? Zdjęcie użytkownika Flickr montuschi
Ludzie wyciągnęli krótki koniec szczoteczki do zębów, jeśli chodzi o długość życia naszych perłowych białych. Inne zwierzęta, takie jak gady i ryby, często tracą i wymieniają zęby, hodując nowe, ale ludzie przez całe życie tkwią w tym samym zestawie dojrzałych zębów dorosłych. Jeśli utracą ząb - lub wszystkie 32 - protezy są zwykle jedyną opcją.
Co dziwne, śmiertelne gryzaki aligatorów mogą mieć wskazówkę, w jaki sposób naukowcy mogli nakłonić ludzi do odrastania zębów. Te gady należą do rzędu Crocodilia, które ze swoimi słynnymi wesołymi uśmiechami spowodowały, że autorzy piosenek ostrzegają, że nigdy nie powinieneś uśmiechać się do krokodyla. Na zgubę kapitana Haka i innych ofiar ataków gator i croc duże gady często wielokrotnie odrastają zęby brzytwy. Naukowcy uważają, że z czasem technologia może się rozwinąć, abyśmy mogli pożyczyć te gadzi uśmiechy. Ale najpierw naukowcy muszą zrozumieć, w jaki sposób zwierzęta te zachowują uśmiech.
W artykule opublikowanym w tym tygodniu w Proceedings of National Academy of Sciences międzynarodowy zespół badaczy próbował poznać mechanizmy doskonałej zdolności regeneracyjnej zęba jednego gatunku Crocodilia - amerykańskiego aligatora - w nadziei na zastosowanie wyników dla ludzi.
Na ludziach narządy takie jak włosy, łuski, paznokcie i zęby „znajdują się na granicy między organizmem a jego środowiskiem zewnętrznym, a zatem są narażone na ciągłe zużycie”, piszą naukowcy. Ale aligatory opracowały sposoby radzenia sobie z tymi wyzwaniami. Mięsożercy mogą wymienić dowolne ze swoich 80 zębów do 50 razy w ciągu swojego życia od 35 do 75 lat. Małe zęby zastępcze rosną pod każdym dojrzałym zębem aligatora, gotowe do działania w chwili, gdy gator straci ząb.
Aby dowiedzieć się, jakie cząsteczki i komórki są odpowiedzialne za wymianę, naukowcy wykorzystali promieniowanie rentgenowskie i próbki małych tkanek z zarodków aligatora, piskląt i rozwijających się zębów 3-letnich nieletnich. Wyhodowali również komórki zębów w laboratorium i stworzyli komputerowe modele tego procesu. Pisma aligatora wydają się cyklicznie ciągłe, piszą, ale w rzeczywistości zęby zwierząt przechodzą przez trzy odrębne fazy: wstępną inicjację, inicjację i wzrost.
Gdy aligator straci ząb, te trzy fazy rozpoczynają się. Warstwa zębowa lub pasmo tkanki związane z początkowymi etapami formowania się zębów u wielu zwierząt zaczyna wybrzuszać się. To uruchamia komórki macierzyste i szereg cząsteczek sygnałowych, które kierują procesem tworzenia nowego zęba.
Wyniki te mogą mieć zastosowanie do perłowych białek ludzi. Siekające mięso siekacze aligatorów są zaskakująco podobne do dobrze zorganizowanych, złożonych zębów kręgowców, takich jak nasze. U ludzi pozostałość blaszki zębowej - struktura niezbędna do powstawania zębów - wciąż istnieje, a czasem nieprawidłowo aktywuje się i zaczyna tworzyć guzy zębowe. Rozumują, że jeśli naukowcy mogliby lepiej odkryć molekularne ścieżki sygnałowe za wymianą zębów aligatora, mogą być w stanie zaindukować te same instrukcje chemiczne u ludzi, aby nakłonić ciało do utworzenia nowego zęba po wyrzuceniu z gry w piłkę nożną lub musi zostać usunięty po zarażeniu.
Alternatywnie, lekarze mogą być w stanie odciąć cząsteczki odpowiedzialne za stany, które powodują niekontrolowane tworzenie się zębów. Osoby cierpiące na zespół dysplazji czaszkowo-twarzowej wyrastają na przykład z wielu zębów w kształcie kołków o nietypowym kształcie, a osoby z zespołem Gardnera również mają zęby nadliczbowe lub dodatkowe.
Podczas gdy naukowcy wciąż muszą wyjaśnić więcej szczegółów molekularnych stojących za wzrostem zębów aligatora, to wstępne badanie sugeruje, że lekarze i dentyści mogą pewnego dnia być w stanie selektywnie obdarzyć pacjentów zdolnościami gadów do regeneracji zębów.
„Na podstawie naszych badań może być możliwa identyfikacja sieci regulacyjnej dla cyklu zębów”, podsumowują naukowcy. „Ta wiedza pozwoli nam albo pobudzić utajone komórki macierzyste w szczątku ludzkiej blaszki zębowej, aby wznowić normalny proces odnowy u dorosłych, którzy stracili zęby, lub zatrzymać niekontrolowane wytwarzanie zębów u pacjentów z zębami nadliczbowymi”.
W każdym razie zauważają, że „Natura jest bogatym zasobem, z którego można nauczyć się, jak konstruować komórki macierzyste do zastosowania w medycynie regeneracyjnej”.
