خداحافظی با ایمپلنت؛ سلولهای بنیادی دندان را از نو میرویانند
به گزارش «سایتکدیلی» (SciTechDaily)، پژوهشگران موسسه «علم توکیو» (Science Tokyo) دو نوع کاملا متفاوت از سلولهای بنیادی را شناسایی کردهاند. این سلولها که در شکلگیری ریشه دندان و «استخوان آلوئولار» در پیرامون آن نقش محوری دارند. این تیم با مطالعه موشهای مهندسی شده از نظر ژنتیکی و ردیابی چگونگی تکامل سلولهای منفرد در گذر زمان، فرایندهای کلیدی پیامرسانی سلولی را آشکار کرد؛ فرآیندهایی که مشخص میکنند سلولهای بنیادی در جریان رشد دندان چگونه به انواع تخصصیافته سلولی تبدیل میشوند. این یافتهها میتوانند مبنایی برای درمانهای آینده با هدف بازسازی دندان و ترمیم یا تقویت استخوان نگهدارنده آن فراهم کنند.
چرا رویش دوباره دندان تاکنون دشوار بوده است
جایگزینی دندانهای از دسترفته مدتهاست که بر راهحلهای مصنوعی مانند ایمپلنت و دندان مصنوعی متکی است. این گزینهها با وجود کارآمد بودن، نمیتوانند ساختار، عملکرد و حس طبیعی دندان واقعی را بهطور کامل بازآفرینی کنند. دانشمندان سالهاست میکوشند بفهمند دندانها اساسا چگونه شکل میگیرند، به این امید که بتوانند راهی برای رویش طبیعی دوباره آنها پیدا کنند.
تکوین دندان به تعاملات بسیار هماهنگ میان چندین نوع سلول و بافت بستگی دارد؛ از جمله پالپ دندان، اندام مینایی (enamel organ) و سلولهای استخوانساز موجود در فک. این اجزا از طریق شبکههای پیچیده پیامرسانی سلولی با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند؛ شبکههایی که با دقت تعیین میکنند هر بخش دندان، از تاج تا ریشه، چگونه شکل بگیرد. با وجود دههها پژوهش، هنوز بسیاری از جزئیات این فرایند روشن نشده است.
ردیابی تبار سلولهای بنیادی در دندانهای در حال تکوین
برای پر کردن این خلاهای دانشی، گروهی به سرپرستی «میزوکی ناگاتا»، استادیار بخش «پریودنتولوژی» (بیماریها و بافتهای نگهدارنده دندان) در دانشکده تحصیلات تکمیلی علوم پزشکی و دندانپزشکیِ موسسه علم توکیو (Science Tokyo)، ژاپن، و «وانیدا اونو» از مرکز علوم سلامت دانشگاه تگزاس در هیوستون (UTHealth)، آمریکا، با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه میشیگان و چند موسسه دیگر، دو مطالعه مرتبط درباره چگونگی تمایز سلولهای بنیادی در جریان رشد دندان انجام دادند. نتایج این دو مطالعه در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
پژوهشگران با استفاده از موشهای مهندسیشده از نظر ژنتیکی و روشهای پیشرفته ردیابی تبار سلولی، رفتار سلولها را در نوک ریشه دندانهای در حال رشد (ناحیه اپیکال) دنبال کردند. روشهایی مانند میکروسکوپی با قدرت تفکیک بالا، نشانگذاری فلورسنت و خاموشسازی ژن به آنها امکان داد مشاهده کنند که چگونه پروتئینهای پیامرسان خاص بر این موضوع اثر میگذارند که سلولهای بنیادی در نهایت به چه نوع سلولهایی تبدیل شوند.
شناسایی دو تبار متمایز از سلولهای بنیادی
تیم پژوهشی گروهی ناشناخته از سلولهای بنیادی مزانشیمی را شناسایی کرد که به دو مسیر تکوینیِ جداگانه منشعب میشوند. یکی از این تبارها با شکلگیری ریشه دندان ارتباط نزدیک دارد، در حالی که تبار دیگر در ساخت استخوان آلوئولار نقش دارد؛ استخوانی که دندان را در جای خود نگه میدارد.
تبار نخست از «پاپیلا اپیکال» (apical papilla) منشا میگیرد؛ ناحیهای از بافت نرم که درون غلاف اپیتلیالی ریشه و در نوک ریشه دندانِ در حال رشد قرار دارد. این سلولها پروتئینی به نام CXCL۱۲ تولید میکنند که به خاطر نقش آن در استخوانسازی در مغز استخوان شناخته شده است.
«پاپیلا اپیکال» (apical papilla)
این سلولهای بیانکننده CXCL۱۲ از طریق یک مسیر پیامرسانی موسوم به مسیر متعارف Wnt میتوانند به چند نوع سلول مختلف تبدیل شوند. آنها میتوانند اودونتوبلاستها را بسازند؛ سلولهایی که عاج دندان را تولید میکنند. همچنین میتوانند به سمنتوبلاستها تبدیل شوند؛ سلولهایی که سمان دندان، یعنی لایه بیرونی پوشاننده ریشه، را میسازند. این سلولها در شرایط بازساختی حتی میتوانند به استئوبلاستها، یعنی سلولهای استخوانساز، تبدیل شوند که استخوان آلوئولار را ایجاد میکنند.
مسیر دوم، شکلگیری استخوان را کنترل میکند
تبار دوم در «فولیکول دندانی» یافت میشود؛ ساختاری کیسهمانند که دندان در حال رشد را احاطه میکند و به شکلگیری بافتهای نگهدارنده آن کمک میرساند. در این ناحیه، پژوهشگران سلولهایی را شناسایی کردند که پروتئین مرتبط با «هورمون پاراتیروئید» (PTHrP) را بیان میکنند. این سلولها توانایی آن را دارند که به سمنتوبلاستها، فیبروبلاستهای رباط دندانی و استئوبلاستهایی که استخوان آلوئولار را تشکیل میدهند تمایز پیدا کنند.
با این حال، این فرایند خودبهخود رخ نمیدهد بلکه به شرایط مولکولی مشخصی وابسته است. ناگاتا در توضیح این موضوع میگوید: «مشاهده کردیم که برای آنکه سرنوشت سلولهای بیانکننده PTHrP در فولیکول دندانی بهسوی تبدیل شدن به استئوبلاستهای استخوان آلوئولار هدایت شود، باید مسیر Hedgehog–Foxf سرکوب شود. این یافته، سازوکاری ویژه و مختص دندان را برای شکلگیری استخوان آشکار میکند؛ سازوکاری که به تنظیم سنجیده روشن و خاموش شدن [مسیر] پیامرسانی Hedgehog نیاز دارد».
گامی به سوی بازسازی دندان و استخوان
در مجموع، این یافتهها تصویر روشنتری از چگونگی رشد دندانها و استخوان نگهدارنده آنها در بدن ارائه میکنند. پژوهشگران با ترسیم نقش این دو تبار سلولهای بنیادی و پیامهایی که هدایتشان میکنند، اکنون چارچوب محکمتری برای درک شکلگیری ریشه دندان در اختیار دارند.
ناگاتا درباره اهمیت گستردهتر این یافتهها میگوید: «یافتههای ما چارچوبی سازوکارشناختی برای شکلگیری ریشه دندان فراهم میکند و راه را برای درمانهای بازساختی نوآورانه مبتنی بر سلولهای بنیادی در پالپ دندان، بافتهای «نگهدارنده دندان» (بافتهای پریودنتال) و استخوان هموار میسازد».
انتهای پیام/
