Зубы, которые растут сами: шаг к эпохе без бормашины и протезов

Исследователи из Токийского научного центра сделали шаг, который может изменить стоматологию будущего. Они обнаружили две линии стволовых клеток, отвечающие за формирование корней зубов и костной ткани, а также выявили сигнальные пути, управляющие этим процессом. Открытие дает надежду на создание методов, способных "вырастить" зуб заново.

Почему регенерация зубов остаётся загадкой

Современные имплантаты и протезы успешно заменяют утраченные зубы, но не способны полностью повторить природную структуру. Они не передают естественные ощущения, а искусственные материалы не обладают биологической связью с живыми тканями. Именно поэтому учёные всё чаще обращаются к стволовым клеткам — источнику настоящего обновления организма, сообщает nature.com.

Процесс формирования зуба чрезвычайно сложен: он включает взаимодействие множества тканей — от эмали до пульпы и костной основы. Их работа регулируется сигнальными белками и молекулами, которые направляют развитие клеток. Однако до сих пор не было ясно, какие именно клетки создают корни и удерживающую зуб кость.

Как учёные нашли "зубные" стволовые клетки

Чтобы разгадать эту загадку, международная команда под руководством доцента Мизуки Нагаты из Токийского института науки и доктора Ваниды Оно из Техасского университета в Хьюстоне использовала генетически модифицированных мышей и технологии отслеживания клеточного происхождения. Исследования проводились совместно с Мичиганским университетом и рядом других научных центров.

Результаты опубликованы в журнале Nature Communications и стали частью двух последовательных работ, вышедших 1 и 2 июля 2025 года. Учёные подробно описали молекулярные механизмы, которые направляют развитие клеток на разных этапах формирования зуба.

С помощью флуоресцентных маркеров и микроскопии специалисты наблюдали, как клетки в основании растущего зуба дифференцируются — превращаются в специализированные формы, создавая цемент корня и кость, удерживающую зуб в челюсти.

Две линии клеток — два направления развития

Учёные выявили, что у зуба есть два независимых источника формирования тканей. Первая линия происходит из клеток, находящихся в апикальном сосочке — мягкой ткани на кончике корня. Эти клетки вырабатывают белок CXCL12, важный для костеобразования, и под влиянием сигнального пути Wnt способны превращаться как в одонтобласты (строители дентина), так и в цементобласты и остеобласты, формирующие кость.

Вторая линия клеток обнаружена в зубном фолликуле — структуре, окружающей зачаток зуба. Здесь были найдены клетки, экспрессирующие белок PTHrP, связанный с паратиреоидным гормоном. Они могут превращаться в цементобласты, фибробласты и остеобласты — но только при определённых условиях.

"Мы заметили, что для того, чтобы клетки, экспрессирующие PTHrP в зубном фолликуле, превращались в остеобласты альвеолярной кости, необходимо подавить сигнальный путь Hedgehog-Foxf", — пояснил доцент Мизуки Нагата.

Это открытие стало ключом к пониманию уникального механизма формирования костей в области зубов. Контроль над этими сигналами может позволить врачам запускать процесс восстановления утраченных тканей естественным образом.

Что отличает эти открытия от прежних

Ранее учёные знали, что зубы и кость челюсти развиваются параллельно, но считали, что источником обеих структур служит одна группа клеток. Новые данные показывают, что процессы разделены и регулируются разными сигнальными сетями. Это объясняет, почему регенерация зубов на практике оставалась столь трудной задачей.

Теперь исследователи могут целенаправленно активировать нужные типы клеток, создавая условия для формирования новых тканей без имплантатов. В будущем это может стать основой "живых протезов" — зубов, выращенных из собственных клеток пациента.

Советы шаг за шагом: как близка регенерация зубов

1. Выращивание клеток - учёные уже умеют культивировать стволовые клетки пульпы зуба.

2. Контроль сигналов - модуляция путей Wnt и Hedgehog позволит управлять направлением их развития.

3. 3D-моделирование - с помощью биопринтеров возможно создание формы будущего зуба.

4. Имплантация клеточного каркаса - следующая стадия — внедрение клеток в зону утраты зуба.

5. Мониторинг роста - по мере развития ткани контролируются с помощью томографии и микроскопии.

Пока этот процесс применим лишь в лабораториях, но за последние пять лет технологии продвинулись настолько, что первые клинические испытания могут начаться уже в ближайшее десятилетие.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: использовать обычные имплантаты без оценки состояния костной ткани.

• Последствие: имплант плохо приживается, вызывает воспаление.

• Альтернатива: предварительная регенерация кости с применением клеточных матриц и факторов роста (например, биоматериалов на основе гидроксиапатита).

А что если… зуб можно будет вырастить заново?

Если методы регенерации дойдут до практической стадии, стоматология изменится радикально. Вместо удаления и протезирования врачи смогут стимулировать рост утраченного зуба. Это снизит риск осложнений, улучшит эстетику и качество жизни пациентов.

Кроме того, на основе открытых механизмов можно будет восстанавливать не только зубы, но и кости лица после травм и операций.

Плюсы и минусы регенеративных технологий

FAQ

Как скоро можно будет выращивать зубы у человека?
По прогнозам исследователей, первые клинические тесты могут стартовать в течение 5-10 лет.

Заменит ли это имплантаты полностью?
Нет. На первых этапах технологии будут применяться для сложных случаев, где имплантация невозможна.

Можно ли использовать собственные клетки?
Да, именно они предпочтительны, поскольку снижают риск отторжения и упрощают регенерацию.

Мифы и правда

Миф: зубы у человека не восстанавливаются никогда.
Правда: корни и костные ткани можно стимулировать с помощью стволовых клеток.

Миф: регенерация — фантастика.
Правда: исследования уже опубликованы в научных журналах и подтверждены экспериментами.

Миф: это опасно.
Правда: учёные применяют строго контролируемые биотехнологии, безопасные для клеток.

Исторический контекст

Попытки восстановления зубов предпринимались с середины XX века. Первые эксперименты с пересадкой клеток пульпы проводились в 1970-х, но только развитие генной инженерии позволило проследить пути развития клеток и понять, какие именно сигналы управляют их превращением в зубные структуры.

3 интересных факта

• Зубная эмаль — самая прочная ткань в организме человека, но она не регенерирует.
• В организме взрослого человека до 2% клеток остаются стволовыми и способны к обновлению.
• Исследования на животных уже показали возможность формирования полноценного зуба из одной клетки-предшественницы.

"Наши результаты дают представление о механизме формирования корня зуба и открывают путь к инновационным методам регенеративной терапии на основе стволовых клеток", — отметил доцент Мизуки Нагата.