Досліджуючи генетичні основи формування зубів у ранньому розвитку людини, група вчених з Японії виявила підказки про те, як вони можуть регенеруватися у дорослих, які страждають вродженими захворюваннями. Це відкриття пов'язане з новим розумінням того, як конкретний ген регулює поведінку молекул, які, як відомо, відіграють ключову роль у розвитку зубів, і які дослідники змогли націлити на багатообіцяючі результати у мишей і тхорів.
Дослідження, проведене вченими Японського Університету Кіото і Університету Фукуї, починається з пари молекул, званих кістковим морфогенетичним білком (BMP) і Wnt.
Ці молекули, як відомо, регулюють зростання різних органів і тканин на найбільш ранніх стадіях розвитку людини, але команда хотіла дослідити, як саме вони впливають на розвиток зубів і як ці процеси можуть бути використані для регенеративного лікування. Це призвело їх до гену USAG-1.
«Ми знали, що придушення USAG-1 сприяє зростанню зубів», - говорить провідний автор Катсу Такахасі. Чого ми не знали, так це того, чи буде цього достатньо.
Оскільки відомо, що USAG-1 взаємодіє як з BMP, так і з Wnt, вчені підозрювали, що він може забезпечити шлях втручання в їхню поведінку. Але проблема з націленням активності BMP і Wnt таким чином полягає в тому, що вона, як правило, впливає на весь організм, враховуючи широкий спектр функцій молекул.
Це виявилося так в ранніх експериментах вчених, коли вони перевіряли вплив декількох моноклональних антитіл на USAG-1 у мишей з вродженим захворюванням, що характеризується втратою зубів, званим агенезією зубів. Дійсно, це призвело до низьких показників народжуваності і виживаності, що змусило дослідників шукати більш виборчий підхід. У підсумку, це призвело їх до одного антитіла, який порушував взаємодію тільки між USAG-1 і BMP.
Під час подальших експериментів вчені виявили, що сигналізація BMP відіграє важливу роль у визначенні кількості зубів, з якими зрештою опинилися миші. В одному випадку доставка одноразової дози антитіла фактично призвела до утворення цілого зуба, який інакше не утворився б. Наступні експерименти на тхорах дали аналогічні результати.
«Тхори - це дифіодонти (зі зміною молочних зубів) зі схожими зубними візерунками на людей», - говорить Такахасі. «Наш наступний план - перевірити антитіла на інших тварин, таких як свині і собаки».
Вчені описують це як перше дослідження, що демонструє, як моноклональні антитіла можуть сприяти регенерації зубів. Якщо наступні експерименти на свинях і собаках дадуть настільки ж багатообіцяючі результати, дослідники кажуть, що лікування одного разу стане ефективним підходом до боротьби з вродженим агенезією зубів.
Дослідження було опубліковано в журналі Science Advances.
