Могут ли зубы этого аллигатора содержать ключи для регенерации жемчужных белых людей? Фото пользователя Flickr montuschi
Люди использовали короткий конец зубной щетки, когда дело доходит до долголетия наших жемчужно-белых. Другие животные, такие как рептилии и рыбы, часто теряют и заменяют свои зубы, выращивая новые, но люди всю свою жизнь застряли с таким же набором зрелых взрослых зубов. Если они потеряли зуб - или все 32 - зубные протезы, как правило, единственный вариант.
Как ни странно, смертоносные грызуны аллигаторов могут помочь понять, как ученые могут заставить людей вырастить зубы. Эти рептилии принадлежат к ордену Крокодилии, который своими знаменитыми веселыми ухмылками заставил авторов песен предупредить, что тебе никогда не следует улыбаться крокодилу. К несчастью капитана Хука и других жертв нападений аллигаторов и крокодилов, крупные рептилии часто вырастают свои бритвенные зубы несколько раз. Исследователи считают, что со временем технологии могут развиваться, чтобы мы могли заимствовать эти рептильные улыбки. Но сначала ученые должны понять, как эти животные держат свои улыбки зубастыми.
В статье, опубликованной на этой неделе в Слушаниях Национальной академии наук, международная команда исследователей попыталась понять механизмы, лежащие в основе превосходных способностей регенерации зубов одного вида Crocodilia - американского аллигатора - в надежде применить результаты для людей.
У людей такие органы, как волосы, чешуя, ногти и зубы, «находятся на стыке между организмом и его внешней средой и, следовательно, подвержены постоянному износу», пишут исследователи. Но аллигаторы разработали способы решения этих проблем. Хищники могут заменить любой из своих 80 зубов до 50 раз в течение жизни от 35 до 75 лет. Маленькие сменные зубы растут под каждым зрелым зубом аллигатора, готовые вступить в действие в тот момент, когда зуб теряет зуб.
Чтобы выяснить, какие молекулы и клетки ответственны за замену, исследователи использовали рентгеновские лучи и небольшие образцы тканей эмбрионов аллигаторов, детенышей и развивающихся зубов 3-летних подростков. Они также выращивали зубные клетки в лаборатории и создавали компьютерные модели процесса. Они пишут, что зубы аллигатора непрерывно вращаются, но на самом деле зубы животных, по-видимому, проходят три различные фазы: прединициация, инициация и рост.
Как только аллигатор теряет зуб, эти три фазы начинают действовать. Зубная пластинка, или полоса ткани, связанная с начальными стадиями формирования зубов у многих животных, начинает выпирать. Это запускает стволовые клетки и массив сигнальных молекул, которые управляют процессом формирования нового зуба.
Эти результаты могут быть применимы к жемчужным белкам человека. Резцы аллигатора с жадным мясом удивительно похожи на хорошо организованные, сложные зубы позвоночных, такие как наши. У людей остаток зубной пластинки - структура, которая имеет решающее значение для формирования зуба - все еще существует и иногда ошибочно активирует и начинает формировать зубные опухоли. Если бы исследователи могли лучше выявить молекулярные пути передачи сигналов за заменой зубов аллигатора, они рассуждают, они могут быть в состоянии побудить тех же самых химических инструкций у людей уговорить тело сформировать новый зуб после того, как его выгнали в футбольном матче. или должен быть удален после заражения.
Кроме того, врачи могут отключить молекулы, ответственные за состояния, которые вызывают неконтролируемое образование зубов. Например, у людей, страдающих синдромом кледокраниальной дисплазии, вырастают много необычно сформированных, похожих на колышек зубов, а у людей с синдромом Гарднера также появляются нештатные или лишние зубы.
В то время как исследователям все еще необходимо выяснить больше молекулярных деталей, стоящих за ростом зубов аллигатора, это первоначальное исследование намекает на то, что когда-нибудь врачи и стоматологи смогут выборочно даровать пациентам способности рептилий регенерировать зубы.
«На основании нашего исследования, возможно, удастся определить регуляторную сеть для езды на велосипеде», - заключают исследователи. «Эти знания позволят нам либо вызвать скрытые стволовые клетки в остатке зубной пластинки человека, чтобы возобновить нормальный процесс обновления у взрослых, которые потеряли зубы, или остановить неконтролируемое образование зубов у пациентов с нештатными зубами».
В любом случае, они отмечают, что «Природа - это богатый ресурс, из которого можно научиться конструировать стволовые клетки для применения в регенеративной медицине».
