Вы не спрашивали, но мы отвечаем. Пермский биотехнолог — о том, почему зубы не растут как кости

Зубы и кости кажутся похожими органами — но почему переломы срастаются, а зубы заново не вырастают? На вопросы о зубах и возможностях их регенерации ответил доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского политеха Владислав Никитин.

Как объяснил ученый, хотя и зубы, и кости являются твердыми тканями, устроены они совершенно по-разному.

«Кость — это живая ткань, которая всё время обновляется за счет того, что в ней распределены клетки (остеокласты и остеобласты), которые удаляют поврежденные участки костной ткани и замещают их новой, а также в ней имеются „зоны роста“ (пластинки, которые отвечают за рост кости в длину) и надкостница (оболочка, которая активна всю жизнь и обеспечивает сращение кости после переломов), — перечисляет Владислав Никитин. — Кость вся пронизана кровеносными сосудами и нервами. Зуб же только внутри является живой тканью, а снаружи он покрыт эмалью, которая является самой твердой тканью в организме человека, в которой уже нет живых клеток».

Эмаль вообще не может восстанавливаться и заново вырастать, как кость. Другие ткани зуба — дентин и цемент — обладают потенциалом к регенерации, но он ограничен.

«Зубы и кости происходят из разных тканей, — поясняет Владислав Никитин. — Эволюционно зубы являются производными зубной пластинки, где эктодерма формирует эмаль, а мезенхима формирует внутренние ткани зуба. А кости относятся к скелетной ткани, запрограммированной на пожизненное обновление, а не на формирование и развитие жестко дискретной структуры, как у зуба».

Таким образом, у зубов просто нет механизма для восстановления, как у костей: не сложилось такой эволюционной необходимости. Тем не менее то, чем человека «обделила» биология, он стремится исправить с помощью технологий. В Японии ведутся активные исследования в области регенерации зубов — но прежде чем рассказать о них, нужно упомянуть о зубных «поколениях». Два из них общеизвестны: молочные зубы и коренные. Чем они отличаются и почему первые выпадают, и вместо них вырастают вторые?

«Во-первых, они отличаются количеством, — объясняет Владислав Никитин. — Молочных зубов — 20 штук, а коренных — 32. Молочные зубы не имеют премоляров. Они включают 8 резцов, 4 клыка и 8 моляров. Зачатки коренных зубов формируются как „вторая смена“ и лежат в одной костной лунке с молочным зубом, но несколько глубже. Под молочными резцами находятся зачатки постоянных резцов. Под молочными клыками находятся зачатки постоянных клыков. Под молочными молярами находятся зачатки постоянных премоляров (это зубы, которые в постоянном прикусе (уже только коренные зубы) стоят на месте молочных моляров). Постоянные моляры не имеют молочного предшественника и развиваются из заднего края зубной пластинки».

Более того, коренные зубы отличаются от молочных и на уровне тканевой организации, и генетической программы развития. По словам ученого, молочные зубы имеют существенно меньшую толщину эмали и дентина по сравнению с постоянными зубами, а их корни короче и расходятся, чтобы вместить развивающийся под ними зачаток постоянного зуба. Выпадение первого поколения зубов жестко «запрограммировано» эволюцией, а последующие их смены исключены — таково оптимальное эволюционное решение для людей и других млекопитающих. После завершения формирования корня коренного зуба эпителиальная зубная пластинка, которая могла бы дать начало третьему поколению, регрессирует и подвергается апоптозу — процессу запрограммированной гибели клеток. Частично «отменить» эту гибель и пытаются японские исследователи.

«Суть японской технологии заключается в фармакологической реактивации собственных „спящих“ зубных зачатков третьего поколения зубов пациента путем нейтрализации белка USAG-1, который в нормальных условиях подавляет их развитие после завершения формирования постоянного прикуса, — рассказывает Владислав Никитин. — Препарат TRG035 представляет собой гуманизированное моноклональное антитело, связывающее и инактивирующее USAG-1, что снимает ингибирующий блок и потенциально позволяет рудиментарной зубной пластинке инициировать развитие третьего поколения зубов».

Сейчас разработка проходит клинические испытания. В первой фазе участвовали 30 взрослых мужчин — опыты длились больше года и показали, что препарат безопасен. Теперь предстоит следующая фаза — намного более серьезная: в ней должны будут принять участие дети с тяжелой адонтией — редким заболеванием, при котором зачатки молочных и коренных зубов могут отсутствовать вообще.

Из-за закрытости полных данных о ходе испытаний сложно судить об эффективности японской технологии, однако исследователи демонстрируют оптимизм: они заявили о планах вывода препарата на рынок к 2030 году.

Если не брать во внимание возможный технологический прорыв, биологическая действительность для человека такова: кость может срастись, а зуб — нет.

«Кость может восстановиться при небольших дефектах и сохранённых „инструментах“ регенерации (надкостница, кровоснабжение), но не способна к отращиванию заново при крупной потере или утрате всей кости, — заключает Владислав Никитин. — Зуб не способен ни к тому, ни к другому».

Ранее ученые развеяли основные мифы о пищевых добавках — в том числе рассказали о том, какие витамины нужны для здоровья костей и зубов.