6 Minutės
Kasmet milijonai dantų visame pasaulyje yra ištraukiami ir išmetami. Tačiau šių išmestų dantų minkštoje pulpoje mokslininkai aptiko perspektyvią kamieninių ląstelių šaltinį, kurį galima nukreipti į neuronų panašias ląsteles. Tai atveria potencialią terapinę galimybę gydant neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio liga, Huntingtono liga ar kai kurios epilepsijos formos.
Kaip dantų pulpa tampa neuronų šaltiniu
Ispanijos Baskų krašto universiteto mokslininkai neseniai parodė, kad iš dantų pulpos paimtos kamieninės ląstelės gali būti paverčiamos elektriškai aktyviomis, neuronų panašiomis ląstelėmis be genetinės modifikacijos. Skirtingai nei dauguma suaugusiųjų neuronų, kurie negali dalytis ir todėl negali būti natūraliai pakeisti praradimo atveju, šios iš dantų kilusios kamieninės ląstelės demonstruoja gebėjimą diferencijuotis į slopinančius (inhibitorinius) neuronus. Toks tipas yra ypač svarbus smegenų veiklos stabilumui, nes slopinančios ląstelės padeda suvaldyti pernelyg aktyvias neuronines grandines.
Iš ląstelių kultūros iki elektrofiziologinės veiklos
Remiantis vieno iš tyrimo autorių José Ramón Pineda žodžiais, 'jei persodintos ląstelės turi pakeisti prarastus neuronus pažeistoje nervinėje grandinėje, jos privalo gebėti generuoti elektrinius impulsus.' Ispanijos eksperimentuose mokslininkai tiesiog augino dantų pulpos kamienines ląsteles ląstelių kultūrose ir po kiek laiko sistemingai jas eksponavo biocheminiams signalams, atkartojantiems vystymosi metu veikiančias cues (chemines nuorodas). Laikui bėgant šios ląstelės įgijo elektrofiziologines savybes, būdingas neuronams: jos generavo membraninius potencialus, reagavo per jonų kanalus ir rodė aktyvią jonų srautų dinamiką, visa tai pasiekta be genetinių manipuliacijų ar virusinių vektorių naudojimo.
Svarbu pažymėti, kad išskirtos ląstelės gamino slopinamąjį neurotransmiterį GABA. GABAerginės ląstelės yra kertinės smegenų pusiausvyrai tarp sužadinimo ir slopinimo palaikyti; tokių ląstelių praradimas konkrečiuose smegenų regionuose prisideda prie ligų, tokių kaip Huntingtono liga, ir kai kurių epilepsijos formų, kai neuroniniai tinklai tampa hiperaktyvūs. Mechanistinis supratimas, kad dantų kilmės ląstelės gali tapti GABAerginėmis, yra esminis, nes tai tiesiogiai susiję su potencialiu terapiniu poveikiu, kuriuo siekiama atkurti ar subalansuoti smegenų grandines.
Gyvūnų tyrimai susieja dantų kamienines ląsteles su kognityviniu pagerėjimu
Atskiras Kinijos tyrimų grupės darbas duoda skatinančių priešklinikinės fazės rezultatų. Alzheimerio ligos pelių modeliuose vienkartinė dantų pulpos kamieninių ląstelių injekcija parodė matomą funkcinį efektą: trumpalaikiai pagerėjimai buvo užfiksuoti per penkias savaites, o kai kurios naudos netikėtai išsilaikė iki šešių mėnesių. Iš ląstelių persodintų individų dalis migruodavo į hipokampą — smegenų sritį, labai svarbią mokymuisi ir atminčiai — kur reikšminga dalis diferencijuodavosi į naujas neuronų tipo ląsteles ar neuronų panašias struktūras.
Šie rezultatai nėra išgydymas, tačiau jie rodo, kad dantų kamieninės ląstelės gali išgyventi transplantacijos sąlygomis, integruotis į esamas tinklines struktūras ir iš dalies sulėtinti patologinius pokyčius neurodegeneracinių ligų modeliuose. Tai kelia gyvybiškai svarbius klausimus: koks yra tinkamas persodinimo laikas ligos eigoje, kokią dozę naudoti, kaip ilgai išlieka funkcijos pagerėjimas ir kokios yra ilgalaikės saugos pasekmės. Visi šie komponentai turi būti kruopščiai ištirti prieš pradedant žmogaus klinikinius tyrimus.
Kodėl išmesti dantys yra praktinis kamieninių ląstelių šaltinis
Protinių dantų ir kitų ištrauktų dantų pulpų ekstraktai — dažnai šalinami paauglystėje ir ankstyvame suaugusiųjų amžiuje — yra santykinai neišnaudotas ir etiškai paprastesnis ląstelių šaltinis. Lyginant su kaulų čiulpų paėmimu, dantų pulpos surinkimas yra minimali invazinė procedūra, paprastai mažiau skausminga ir reikalaujanti trumpesnio atsigavimo laiko. Be to, jaunesnių donorų ląstelės paprastai pasižymi didesniu proliferaciniu potencialu, mažesniu senėjimo žymenų kaupimu ir mažesniu somatinių DNR mutacijų lygiu, palyginti su vyresnių donorų ląstelėmis, o tai yra svarbu tiek saugos, tiek efektyvumo standarte.
Taip pat ypač svarbu tai, kad naudojant audinį, kuris kitu atveju būtų išmestas, išvengiama daugumos etinių diskusijų, susijusių su embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. Dantų pulpos kamieninės ląstelės sudaro kombinaciją: yra lengvai prieinamos, turi jaunatvišką biologinę savybę ir sukelia mažesnį etinį pasipriešinimą — tai patraukli kombinacija vertinama translacijiniuose regeneracinės neurologijos tyrimuose ir klinikinių protokolų vystyme.
Potencialios taikymo kryptys ir tolesni žingsniai
Tyrėjai numato kelis klininius maršrutus, kurie galėtų būti išplėtoti: autologinės terapijos, naudojant paciento pačių ištrauktą dantį ir jo pulpos kamienines ląsteles; bankuotos alogeninės ląstelės, gaunamos iš jaunų donorų su griežtais atrankos kriterijais; arba komerciniai, paruošti 'off-the-shelf' paruošimai, kurie būtų patikrinti saugumo ir veiksmingumo standartuose. Trumpalaikės prioritetinės užduotys apima nuoseklų dantų kilmės neuronų integracijos į suaugusių žmonių smegenų tinklus demonstravimą, sinapsių formavimosi ir funkcionalumo patikrinimą, bei galimų rizikų, tokių kaip netinkamas augimas, teratogeninis elgsenos pasireiškimas arba imuninis atmetimas, eliminavimą arba reikšmingą sumažinimą.
Be to, šis požiūris greičiausiai bus kombinuojamas su kitomis technologijomis. Pavyzdžiui, biomedžiaginės atramos (scaffold) ir biomaterialai gali pagerinti persodintų ląstelių išlikimą, nukreipti jų orientaciją ir padėti formuoti tinkamas tris dimensijas sinaptiniam tinklui. Be to, geno ekspresijos profiliavimas, matavimai per single-cell RNA-seq ir plataus masto elektrofiziologinės analizės (pvz., patch-clamp ir multielektrodų matavimai) yra būtini įrodyti funkcionalią brandą prieš pradedant klinikinį taikymą. Tokie kelių krypčių įvertinimai padeda sumažinti rizikas ir pagerina transliacinės sėkmės tikimybę.
Expert Insight
Dr. Elena Navarro, fikcinė neuromokslininkė ir mokslo komunikatorė, komentuoja: 'Dantų, kurie paprastai yra išmetami, naudojimo elegancija slypi jų paprastume: lengvai prieinamas, mažos rizikos kamieninių ląstelių šaltinis, kuris apeina didžiąsias etines kliūtis. Dabar iššūkis yra perskelti pažadus, gautus ant žiurkių modelių, į patikimus ir saugius protokolus žmonėms. Jei tai pavyks, dantų kamieninės ląstelės gali tapti svarbia priemone regeneracinės medicinos įrankių rinkinyje.' Ši pastaba atkreipia dėmesį ir į vertinimo procesą: laboratoriniai rezultatai turi būti patikrinti skirtinguose modeliuose, optimizuoti pagal saugos standartus ir nustatyti tikslūs veikimo mechanizmai prieš pradedant plataus masto žmogiškus tyrimus.
Tolesnis tyrimų progresas gali pakeisti dantų pulpos kamienines ląsteles iš laboratorinės įdomybės į praktišką kelią, skirtą neuroninių tinklų remontui ir funkcinės atstatymo strategijoms. Šiuo metu rezultatai sustiprina platesnę pamoką: kartais vertingiausi biomedicininiai ištekliai slepiasi regimai paprastuose ir dažnai pamirštamuose šaltiniuose. Tolimesnės tyrimų fazės bus skirtos optimizavimui, standartizavimui ir saugos užtikrinimui, o taip pat ir tam, kad būtų išaiškinta, kurioms pacientų grupėms ir kuriuo ligos etapu tokios terapijos labiausiai tiktų.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą