Открытие генов дает надежду на регенеративное лечение утраченных зубов

Исследуя генетические основы формирования зубов в раннем развитии человека, группа ученых из Японии обнаружила подсказки о том, как они могут регенерироваться у взрослых, страдающих врожденными заболеваниями. Это открытие связано с новым пониманием того, как конкретный ген регулирует поведение молекул, которые, как известно, играют ключевую роль в развитии зубов, и которые исследователи смогли нацелить на многообещающие результаты у мышей и хорьков.

Исследование, проведенное учеными Японского Университета Киото и Университета Фукуи, начинается с пары молекул, называемых костным морфогенетическим белком (BMP) и Wnt.

Эти молекулы, как известно, регулируют рост различных органов и тканей на самых ранних стадиях развития человека, но команда хотела исследовать, как именно они влияют на развитие зубов и как эти процессы могут быть использованы для регенеративного лечения. Это привело их к гену USAG-1.

«Мы знали, что подавление USAG-1 способствует росту зубов», — говорит ведущий автор Катсу Такахаси. — Чего мы не знали, так это того, будет ли этого достаточно.»

Поскольку известно, что USAG-1 взаимодействует как с BMP, так и с Wnt, ученые подозревали, что он может обеспечить путь вмешательства в их поведение. Но проблема с нацеливанием активности BMP и Wnt таким образом заключается в том, что она, как правило, влияет на весь организм, учитывая широкий спектр функций молекул.

Это оказалось так в ранних экспериментах ученых, когда они проверяли влияние нескольких моноклональных антител на USAG-1 у мышей с врожденным заболеванием, характеризующимся потерей зубов, называемым агенезией зубов. Действительно, это привело к низким показателям рождаемости и выживаемости, что заставило исследователей искать более избирательный подход. В итоге, это привело их к одному антителу, которое нарушало взаимодействие только между USAG-1 и BMP.

В ходе дальнейших экспериментов ученые обнаружили, что сигнализация BMP играет важную роль в определении количества зубов, с которыми в конечном итоге оказались мыши. В одном случае доставка одноразовой дозы антитела фактически привела к образованию целого зуба, который иначе не образовался бы. Последующие эксперименты на хорьках дали аналогичные результаты.

«Хорьки — это дифиодонты (со сменой молочных зубов) с похожими зубными узорами на людей», — говорит Такахаси. «Наш следующий план — проверить антитела на других животных, таких как свиньи и собаки.»

Ученые описывают это как первое исследование, демонстрирующее, как моноклональные антитела могут способствовать регенерации зубов. Если последующие эксперименты на свиньях и собаках дадут столь же многообещающие результаты, исследователи говорят, что лечение однажды станет эффективным подходом к борьбе с врожденным агенезией зубов.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.