O δρόμος της αναγέννησης δοντιών έχει στροφές και εμπόδια αλλά κάποια στιγμή οι ειδικοί θα καταφέρουν να τον ολοκληρώσουν. Την αισιοδοξία αυτή ενισχύει νέα μελέτη του κ. Μητσιάδη και της ομάδας του που δημοσιεύθηκε στις 24 Αυγούστου στο επιστημονικό περιοδικό «Development» και η οποία έδειξε ένα σημαντικό γονίδιο που εμπλέκεται σε ένα μοριακό μονοπάτι, χωρίς το οποίο δεν μπορούν να υπάρξουν υγιή δόντια. Ο έλληνας καθηγητής εκτιμά (και εύχεται) ότι παρά τις όποιες δυσκολίες θα προλάβουμε να δούμε εντός του βίου μας τα «βιοδόντια». Και εμείς ευχόμαστε η εκτίμησή του να βγει αληθινή.
Το μονοπάτι Νotch
Η δημοσίευση του κ. Μητσιάδη και της ομάδας του, που αποτελείται από 30 ειδικούς στον τομέα μελέτης της στοματικής κοιλότητας (μικροβιολόγοι, γενετιστές, ειδικοί στα βλαστικά κύτταρα, αναπτυξιακοί βιολόγοι), έφερε στο φως ένα γονίδιο που ονομάζεται Jagged- 2. Το γονίδιο ανήκει σε ένα μοριακό μονοπάτι- το επονομαζόμενο Νotch μονοπάτι- που αποτελεί «κλειδί» για τον σωστό σχηματισμό πολλών και διαφορετικών ιστών του σώματος, συμπεριλαμβανομένων των δοντιών. «Το σύνολο των μορίων που υπάρχουν στο μονοπάτι Νotch είναι άκρως σημαντικό για την ανάπτυξη οποιουδήποτε ιστού του οργανισμού, ήδη από την εμβρυϊκή ζωή. Μελέτες που έχουν γίνει σε πλήθος οργανισμών όπως μύγες, σκώληκες και ποντίκια δείχνουν ότι αν «αποκλειστεί» αυτό το μονοπάτι στα έμβρυα,επέρχεται θάνατος.Και αυτό διότι το Νotch παίζει καθοριστικό ρόλο στη διαφοροποίηση των κυττάρων όταν εκείνα βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο» εξηγεί ο κ. Μητσιάδης.
Αλλά και μετά τη γέννηση, το μονοπάτι Νotch είναι ζωτικής σημασίας για την υγεία ή την ασθένεια ενός ατόμου. Γονίδια αυτού του μονοπατιού συνδέονται μεταξύ άλλων με λευχαιμίες, με ασθένειες του μυοπροσωπικού συμπλέγματος, με εγκεφαλικά. Μάλιστα, όπως μας πληροφορεί ο καθηγητής, ένας από τους «πατέρες» της έρευνας σχετικά με τη σημασία του μονοπατιού Νotch στον οργανισμό ήταν Ελληνας, ο έγκριτος καθηγητής κ. Σπ. Αρταβάνης- Τσάκωνας ο οποίος βρίσκεται σήμερα στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ.
Τα γονίδια Jagged
Δεδομένης της σημασίας του Νotch για ολόκληρο τον οργανισμό, ο κ. Μητσιάδης άρχισε να διερευνά τη σχέση του μονοπατιού με τον σχηματισμό των δοντιών. Επικεντρώθηκε στο γονίδιο Jagged-2 του μονοπατιού, διότι, όπως σημειώνει ο ίδιος, είχε φανεί ότι καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τη «μοίρα» της διαμόρφωσης πολλών ιστών του προσώπου. Τα νέα ευρήματα δικαίωσαν την επιλογή του έλληνα καθηγητή να θέσει… υπό το μικροσκόπιο το γονίδιο. «Ανακαλύψαμε τώρα με την ομάδα μου ότι το γονίδιο Jagged-2 εκφράζεται και στα δόντια και διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο σε ό,τι αφορά τη λειτουργία του μονοπατιού Νotch. Χωρίς αυτό το γονίδιο επέρχεται μπλοκάρισμα του μονοπατιού με αποτέλεσμα να εμφανίζονται δυσμορφίες στα δόντια».
Πράγματι, πειράματα της ομάδας από τη Ζυρίχη σε ποντίκια έδειξαν ότι η αποσιώπηση του Jagged-2 οδήγησε σε ελλιπή σχηματισμό της μορφοδιάπλασης των γομφίων καθώς και σε δημιουργία περισσότερων φυμάτων (εξογκώματα στις μασητικές επιφάνειες) των δοντιών. Παράλληλα η έλλειψη του γονιδίου έβαλε «φρένο» στην ανάπτυξη κυττάρων και στον σχηματισμό της αδαμαντίνης (σμάλτο) στους κοπτήρες των ζώων.
Ο κ. Μητσιάδης όμως συνεχίζει με την ομάδα του την ερευνητική «χαρτογράφηση» του μονοπατιού, καθώς φαίνεται ότι και άλλοι «κόμβοι» του είναι καθοριστικοί για την οδοντογένεση. «Βρισκόμαστε σε διαδικασία διερεύνησης και άλλων γονιδίων του μονοπατιού Νotch σε διαγονιδιακά ζώα.Μελέτη μας μάλιστα που αφορά ένα άλλο γονίδιο του ίδιου μονοπατιού,το Jagged-1,και είναι ακόμη αδημοσίευτη,δείχνει ότι και το συγκεκριμένο γονίδιο επηρεάζει τον σχηματισμό των δοντιών. Δόντια που εμφανίζουν έλλειψη του γονιδίου έχουν πολύ μικρά φύματα».
Πότε θα ολοκληρωθεί το παζλ;
Οι μελέτες αυτές αποτελούν καθοριστικά «λιθαράκια» στην προσπάθεια που γίνεται για να «χτιστούν» ανθρώπινα δόντια στο εργαστήριο. Πόσα λιθαράκια όμως χρειαζόμαστε ακόμη, με άλλα λόγια πότε θα μπορούσαμε να δούμε τα «βιοδόντια» να αποτελούν πραγματικότητα, ρωτήσαμε τον κ. Μητσιάδη. Εκείνος απάντησε χωρίς να θέλει να δημιουργήσει φρούδες ελπίδες, όπως κάποιοι έχουν κάνει κατά καιρούς. «Ολα αυτά τα στοιχεία φωτίζουν το γονιδιακό υπόβαθρο που κρύβεται πίσω από την αναγέννηση των δοντιών, αλλά το φως που πέφτει δείχνει πόσο πολύπλοκη είναι η όλη διαδικασία.Δεν είναι απλό το να δημιουργηθεί ένα “βιοδόντι” όπως κάποιοι ερευνητές έχουν αναφέρει κατά καιρούς.Υπάρχουν πολλά μονοπάτια που συνεργάζονται για τον σχηματισμό των δοντιών. Το Νotch είναι σίγουρα ένα από αυτά και μάλιστα σημαντικό, αλλά μένει να ανακαλύψουμε και τις άλλες… οδούς προτού φθάσουμε στον τελικό “σταθμό”».
Η αναγέννηση δοντιών λοιπόν, όπως και γενικότερα η αναγέννηση οργάνων, αποτελεί μια άκρως πο λύπλοκη διαδικασία. Η πολυπλοκότητά της όμως δεν την καθιστά αδύνατη στο μέλλον, φθάνει οι επιστήμονες να κινηθούν στον σωστό δρόμο και να εκμεταλλευτούν τα κατάλληλα χαρακτηριστικά των κυττάρων, υποστηρίζει ο κ. Μητσιάδης. «Τα κύτταρα του οργανισμού μας διαθέτουν μνήμη σχετικά με την προέλευσή τους την οποία και διατηρούν, όπως ακριβώς οι άνθρωποι δεν ξεχνούν ποτέ από πού κατάγονται. Πρέπει να εκμεταλλευτούμε λοιπόν τη μνήμη των κυττάρων και να τη χρησιμοποιήσουμε για να καταφέρουμε να πάμε τη διαδικασία από την αρχή, από τη στιγμή της γέννησης των δοντιών».
Ο καθηγητής εξηγεί ότι το πολύπλοκο όργανο που ονομάζεται δόντι ξεκινά ουσιαστικώς από ένα επιθηλιακό και ένα μεσεγχυματικό κύτταρο. «Στην πορεία, από αυτή τη συνάντηση προκύπτει μέσα από πολύπλοκες διεργασίες το δόντι. Εμείς πρέπει να καταφέρουμε να κάνουμε τα κύτταρα των δοντιών να “θυμηθούν” τις… ρίζες τους ώστε να “γεννήσουν” νέα δόντια στο εργαστήριο». Και, βέβαια, είναι άκρως σημαντικό να ανακαλυφθεί ο τρόπος επιτάχυνσης της όλης διαδικασίας διαμόρφωσης των δοντιών στο εργαστήριο, αφού υπό φυσιολογικές συνθήκες εντός του ανθρώπινου οργανισμού ένα δόντι χρειάζεται πολύ μεγάλο διάστημα για να δημιουργηθεί. «Πρέπει να βρούμε την τεχνική ώστε να έχουμε το ίδιο αποτέλεσμα με λιγότερες κυτταρικές διαιρέσεις» λέει ο κ. Μητσιάδης.
Πώς θα δημιουργείται το βιο-δόντι;
Το σενάριο του μέλλοντος θα είναι κάπως έτσι: θα χρησιμοποιούνται ενήλικα βλαστικά κύτταρα τα οποία θα λαμβάνονται από τα δόντια του ίδιου του ασθενούς ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος απόρριψής τους (τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα παρά την πλαστικότητά τους έχουν συνδεθεί με αρκετά ηθικά ζητήματα ενώ προκαλούν και παρενέργειες όπως η καρκινογένεση, λέει ο καθηγητής). Τα κύτταρα αυτά, τα οποία θα πρέπει να είναι διαφορετικών ειδών ώστε να «χτιστεί» το πολύπλοκο όργανο που ονομάζεται δόντι, θα εισάγονται σε ένα ειδικό εκμαγείο, ένα «καλούπι» με το κατάλληλο σχήμα. Οι ειδικοί, έχοντας κατακτήσει τις μεθόδους για ταχεία διεξαγωγή της διαδικασίας, θα περιμένουν ώσπου να γίνει η «αντίδραση» μεταξύ των διαφορετικών ειδών κυττάρων ώστε να δημιουργηθούν οι κατάλληλες σκληρές ουσίες- οδοντίνη, αδαμαντίνη, οστεΐνη- χωρίς τις οποίες τα δόντια θα ήταν ανύπαρκτα. Βέβαια, τα δόντια που θα προκύψουν θα πρέπει να έχουν εκτός από το κατάλληλο σχήμα και τη σωστή, ολοκληρωμένη βιολογική λειτουργία προκειμένου να αποτελούν βιώσιμους οργανισμούς.
Για να καταλάβει κάποιος πόσο δύσκολο πεδίο είναι αυτό της αναγέννησης δοντιών πρέπει να λάβει υπόψη του ότι «σκόπελοι» ξεπετάγονται συνεχώς. Δισεπίλυτος γρίφος αποτελεί μεταξύ άλλων το ποια ενήλικα βλαστικά κύτταρα είναι κατάλληλα για χρήση. «Αρκετές μελέτες αυτή τη στιγμή στο πεδίο της αναγέννησης δοντιών αφορούν κύτταρα του μυελού των οστών. Ωστόσο ο μυελός των οστών δεν είναι ο πιο κατάλληλος για χρήση σε μέρη του προσώπου. Και αυτό διότι τα κύτταρά του έχουν διαφορετική “μνήμη” αφού η εξέλιξή τους επηρεάζεται από άλλα γονίδια σε σύγκριση με εκείνα που διαμορφώνουν τον σχηματισμό του προσώπου και των δοντιών» τονίζει ο κ. Μητσιάδης.
Ολα δείχνουν ότι τα ανθρώπινα βιοδόντια δεν βρίσκονται στην επόμενη… στροφή του δρόμου. Μέχρι στιγμής δόντια… εργαστηρίου έχουν δημιουργηθεί από διαφορετικές ερευνητικές ομάδες, συμπεριλαμβανομένης εκείνης του κ. Μητσιάδη, μόνο σε ποντίκια. Και όπως όλοι γνωρίζουμε ο δρόμος από το ποντίκι ως τον άνθρωπο μπορεί να είναι πολύ μακρός- και έχει ενδιάμεσες στάσεις, που είναι τα πειράματα σε μεγαλύτερα ζώα. Σε αυτή τη φάση πειραματισμού με αίγες και χοίρους βρίσκονται τώρα οι ειδικοί του Ινστιτούτου Στοματικής Βιολογίας στη Ζυρίχη και τα αποτελέσματά τους είναι ενθαρρυντικά.
Αναγέννηση πολφού
Υπάρχουν όμως και άλλα αισιόδοξα πρόσφατα νέα. Οπως μας μεταφέρει ο έλληνας καθηγητής, συνάδελφοί του από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν ανακοίνωσαν σε πρόσφατο συνέδριο ενθαρρυντικά αποτελέσματα σε ό,τι αφορά ενδοδοντικές θεραπείες που αφορούν τον πολφό των δοντιών σε ποντίκια. Ο πολφός είναι ένας μικρός ιστός στο κέντρο του δοντιού που αποτελείται από αγγεία και νεύρα και χρησιμεύει στη θρέψη του οργάνου. «Κατάφεραν με εκμαγεία και βλαστικά κύτταρα να αναδημιουργήσουν τον συγκεκριμένο ιστό. Παράλληλα ερευνητές από την Ιαπωνία ανακοίνωσαν στο ίδιο συνέδριο ότι αναγέννησαν ολόκληρο τον πολφό σε σκυλιά, ωστόσο τα ευρήματα είναι αδημοσίευτα ακόμη και έγιναν δεκτά με επιφύλαξη».
Και δημιουργία φατνιακού οστού
Τα καλά νέα όμως του πεδίου «γεννιούνται» συνεχώς δημιουργώντας ελπίδες για τη «γέννηση» δοντιών κάποια ημέρα στο εργαστήριο. Στα τέλη του περασμένου έτους ερευνητές από το Τμήμα Πειραματικής Ιατρικής του Δεύτερου Πανεπιστημίου της Νάπολι υπό τον καθηγητή Τζιανπάολο Παπάτσο ανέφεραν με δημοσίευσή τους στο επιστημονικό περιοδικό «Εuropean Cells and Μaterials» ότι επέτυχαν για πρώτη φορά να λάβουν κύτταρα του πολφού ασθενούς, να τα επεξεργαστούν στο εργαστήριο ώστε να δημιουργήσουν οστικά κύτταρα και στη συνέχεια να τα εγχύσουν στη γνάθο από όπου έλειπε το φατνιακό οστό (το οστό που περιβάλλει τις ρίζες των δοντιών). Η μέθοδος οδήγησε σε πλήρη αποκατάσταση του οστού και επέτρεψε στους επιστήμονες να εμφυτεύσουν στη συνέχεια ένα δόντι στην περιοχή, λύνοντας έτσι και το πρόβλημα του ασθενούς. Με δεδομένο ότι τα κύτταρα προέρχονταν από τον ίδιο τον ασθενή δεν υπήρχε κίνδυνος απόρριψής τους. ««Είναι η πρώτη φορά που ανθρώπινα κύτταρα του πολφού χρησιμοποιούνται στην κλινική πράξη για τη δημιουργία ενός άλλου ιστού» λέει ο κ. Μητσιάδης.
Σύμφωνα με τον έλληνα καθηγητή η επιστήμη- και σε ό,τι αφορά το πεδίο της στοματικής βιολογίας- μοιάζει αυτή την περίοδο της έντονης άνθησής της με μια «ρουλέτα» νέων ιδεών στην οποία η κάθε ερευνητική ομάδα ποντάρει ώστε να φέρει το καλύτερο αποτέλεσμα. Βάσει των πιθανοτήτων, θα έρθει το σωστό ποντάρισμα κερδίζοντας το… στοίχημα της αναγέννησης δοντιών προς όφελος εκατομμυρίων ανθρώπων.
ΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ «ΣΥΜΜΑΧΟΙ» ΣΤΗΝ ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ ΔΟΝΤΙΩΝ;
Δεν είναι και τα πιο αγαπημένα του πληθυσμού, αλλά τα βακτήρια ίσως αποδειχθούν σημαντικοί «σύμμαχοι» στην αναγέννηση ιστών του οργανισμού,συμπεριλαμβανομένων των δοντιών.Την «τρελή» αυτή ιδέα είχε ο κ.Μητσιάδης και η ομάδα του και ιδού το σκεπτικό τους: Βάζουν σε κοινή καλλιέργεια βλαστικά κύτταρα του δοντιού με βακτήρια τα οποία εντοπίζονται στη στοματική κοιλότητα.«Η ιδέα αυτή μας προέκυψε ως εξής»λέει ο καθηγητής:«Γνωρίζουμε ότι αν, π.χ., κοπούμε η περιοχή του τραύματος βρίθει βακτηρίων, παρά την παρουσία των οποίων επιτυγχάνεται επούλωση στην οποία κύριο ρόλο έχουν τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα του δέρματος. Αυτό μας δείχνει ότι τα βλαστικά κύτταραή τουλάχιστον κάποια από αυτά- μπορούν να επιβιώσουν και να αντεπεξέλθουν στο έργο τους παρά την παρουσία βακτηρίων- ή μήπως χάρη σε αυτήν;».
Με βάση αυτό το παράδειγμα η ερευνητική ομάδα σκέφτηκε ότι ίσως τα βακτήρια της στοματικής κοιλότητας όπως εκείνα που προκαλούν τερηδόνα και περιοδοντοπάθειες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη διαφοροποίηση των βλαστικών κυττάρων.«Διερευνούμε αν τα γονίδια των βακτηρίων μπορούν να αλλάξουν τη μοίρα των βλαστικών κυττάρων μετατρέποντάς τα στα απαραίτητα διαφοροποιημένα κύτταρα, κάτι που δεν αφορά μόνο τη δημιουργία δοντιών αλλά και άλλων ιστών του οργανισμού». Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι ανάλογα με τον ιστό που θα επιθυμούν να δημιουργήσουν οι ειδικοί θα μπορούν να χρησιμοποιούν τα κατάλληλα βακτήρια, για παράδειγμα βακτήρια του εντέρου για δημιουργία ιστού του εντέρου ή βακτήρια της στοματικής κοιλότητας για τον σχηματισμό δοντιών.
Τα πρώτα αποτελέσματα αυτής της…παράδοξης μελέτης είναι ενθαρρυντικά.«Στο σύστημα Νotch που μελετάμε προκειμένου να φέρουμε στο φως τα μυστικά της οδοντογένεσης πολλά από αυτά τα βακτήρια φαίνεται ότι παίζουν ρόλο στη διαφοροποίηση των βλαστικών κυττάρων σε κύτταρα των δοντιών»καταλήγει ο κ.Μητσιάδης και υπόσχεται και άλλες τέτοιες ιδέες…(κυριολεκτικώς) επιστημονικής φαντασίας για το μέλλον. ΤΡΙΧΕΣ ΚΑΙ ΚΑΡΔΙΑΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΑΠΟ ΔΟΝΤΙΑ!
Η έρευνα κάποιες φορές προσφέρει αναπάντεχα αποτελέσματα.Η ομάδα του κ.Μητσιάδη- και σε συνεργασία με ειδικούς από το Πανεπιστήμιο της Λωζάννης υπό τον καθηγητή Γιαν Μπαραντόν – έχει δημιουργήσει σε ποντικούς… τρίχες με χρήση βλαστικών κυττάρων των δοντιών.Τώρα οι ειδικοί ακολουθούν την αντίστροφη διαδικασία με απώτερο στόχο μια ημέρα το τριχωτό της κεφαλής μας να γίνει… πηγή δοντιών.«Εχουμε δει ότι τα κύτταρα που βρίσκονται στις τρίχες και στα δόντια έχουν στενή σχέση και έτσι μπορούμε να “παίξουμε” και προς τις δύο κατευθύνσεις»εξηγεί ο καθηγητής.
Παράλληλα επιστήμονες από την Ισπανία έδειξαν πριν από λίγο καιρό,έπειτα από πειράματα σε ποντίκια,ότι τα κύτταρα του πολφού του δοντιού μπορούν να εγχυθούν στην καρδιά και να αποτρέψουν το έμφραγμα μετατρεπόμενα σε κύτταρα του μυοκαρδίου.«Τα κύτταρα του μυοκαρδίου έχουν ως φαίνεται πολλά κοινά χαρακτηριστικά με τα κύτταρα του πολφού των δοντιών, διαθέτουν παρόμοια μνήμη αφού προέρχονται από τη νευρική ακρολοφία του εγκεφάλου, όπως και αυτά του πολφού»λέει ο κ.Μητσιάδης.Ετσι κάποια ημέρα τα δόντια μας μπορεί να…τρίξουν τα δόντια στις καρδιοπάθειες!
ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΕΝΟΣ ΔΟΝΤΙΟΥ
Το δόντι αποτελείται από δύο τμήματα,τη μύλη και τη ρίζα.Η μύλη είναι το ορατό τμήμα του δοντιού μέσα στη στοματική κοιλότητα ενώ η ρίζα είναι το τμήμα που βρίσκεται μέσα στο οστό της γνάθου.Τα δύο αυτά τμήματα χωρίζονται από μια νοητή γραμμή που ονομάζεται αυχένας του δοντιού.Τέσσερις ιστοί απαρτίζουν κάθε δόντι: η οδοντίνη,η αδαμαντίνη,η οστεΐνη και ο πολφός.Οδοντίνη υπάρχει τόσο στη μύλη όσο και στη ρίζα.Η αδαμαντίνη καλύπτει την εξωτερική επιφάνεια της οδοντίνης στη μύλη ενώ η οστεΐνη καλύπτει την εξωτερική επιφάνεια της οδοντίνης στη ρίζα.Στο εσωτερικό της οδοντίνης υπάρχει μια κοιλότητα μέσα στην οποία βρίσκουμε τον πολφό,τον ιστό που βρίθει αγγείων και νεύρων και είναι απαραίτητος για τη θρέψη του δοντιού.
