Ξαναγέννηση ενήλικων δοντιών: Εφικτό;

Εάν είστε ενήλικος άνθρωπος, οι πιθανότητες είναι ότι γνωρίζετε ήδη ένα ή δύο πράγματα για την αναγέννηση των δοντιών. Γύρω στην ηλικία έξιοι περισσότεροι από εμάς αρχίζουμε να χάνουμε τα βρεφικά δόντια σε μια διαδικασία που ονομάζεται ανατολή, ανταλλάσσοντας τα ευαίσθητα, πρώτα σετ δόντια μας με πιο εύσωμα, μόνιμα δόντια. Το φαινόμενο φέρνει στο νου τα πλάσματα που αναπτερώνουν συνεχώς τα chompers τους – για παράδειγμα, καρχαρίες sandbar, που φυτρώνουν δεκάδες χιλιάδες των οδοντωτών δοντιών με την πάροδο του χρόνου? και κουνέλια, των οποίων οι κοπτήρες μεγαλώνουν συνεχώς καθώς έχουν φθαρεί από χονδροειδείς ζωοτροφές. Εάν τα ψάρια, τα κουνελάκια και τα παιδιά το κάνουν στον ύπνο τους, τότε γιατί οι ενήλικες δεν διώχνουν φυσικά τους γηρασμένους γομφίους τους με γυαλιστερές, νέες αντικαταστάσεις; Και σε αυτό το σημείο, πόσο κοντά είναι η επιστήμη στο να κάνει πραγματικότητα ένα τέτοιο κατόρθωμα; Παρακαλώ, νιώθω έναν πονόδοντο να έρχεται…

Από το ρόπαλο, γιατί δεν το κάνουμε ήδη; Για να καταλάβουμε καλύτερα τι αντιμετωπίζουμε σε αυτήν την οδοντωτή αναζήτηση, Δόκτωρ Ophir Klein—ένας καθηγητής στοματοπροσωπικών επιστημών και παιδιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο—προσέφερε Λαϊκή Επιστήμη ένα σύντομο μάθημα ιστορίας.

Πολύ καιρό πριν, πριν τους καπλαμάς διασημοτήτων, τα κιτ χλωρίνης ή ακόμα και το οδοντικό νήμα, «τα ζώα αποκλίνονταν σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά», εξήγησε ο Κλάιν. Εκείνη την εποχή, εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν, «τα παλαιότερα σπονδυλωτά [were] είδος ερπετοειδών πλασμάτων» και «τα θηλαστικά βγήκαν από αυτό, όπως και οι δεινόσαυροι, τα πουλιά και τα αμφίβια».

[ Related: Why do humans have toenails? Because we’re evolutionary ‘weirdos.’ ]

Όπως θα το είχε η μοίρα, εξήγησε ο Klein, «τα δόντια έγιναν αναπόσπαστο μέρος του στόματος των σπονδυλωτών», αλλά «δεν είναι ακριβώς σαφές από πού προέρχονται», πρόσθεσε — «αν ξεκίνησαν μέσα στο στόμα ή αν ξεκίνησαν ως λέπια, όπως π. ψάρια έχουν, που μετανάστευσαν από έξω προς τα μέσα». Εντάξει, άσχημο! Γνωρίζουμε ότι αυτά τα πρώτα δόντια ήταν απλά και μπορεί να ήταν κάπως σαν τα δόντια που βλέπουμε στα ψάρια σήμερα. «Αν ανοίξεις το στόμα ενός σολομού, όλα τα δόντια είναι ίδια και αντικαθίστανται συνεχώς», εξήγησε ο Κλάιν. «Αυτή είναι μια διαδικασία που βασίζεται στα βλαστοκύτταρα».

Τα δόντια έγιναν πιο περίπλοκα με την εμφάνιση των θηλαστικών, και τελικά, των ανθρώπων. «Αντί να έχουμε όλα τα δόντια σε ένα είδος τα ίδια, κάτι που ονομάζεται ομοδοντία, έχουμε ετερόδοντο», είπε ο Κλάιν. Με την ανάπτυξη των ριζών, «έχουμε γομφίους και προγομφίους και κυνόδοντες και κοπτήρες», ο καθένας με συγκεκριμένες εργασίες να κάνει. Αν και πολλά θηλαστικά εξέλιξαν δόντια και χαυλιόδοντες που αναπτύσσονται συνεχώς, μια αμυντική στρατηγική ενάντια στη φθορά, οι άνθρωποι δεν το έκαναν. Όταν φτάνουν τα ενήλικα δόντια μας, το σκληρό, εξωτερικό μέρος (σμάλτο) «είναι μόνιμο και δεν έχουμε πια τα κύτταρα για να το φτιάξουμε». Με άλλα λόγια, κάπου στην εξελικτική διαδικασία, χάσαμε κάποια ειδικά προγονικά κύτταρα απαραίτητα για τη συνεχή αντικατάσταση των δοντιών.

Έτσι, ίσως τα μόνιμα δόντια μας να αντιπροσωπεύουν ένα είδος προγονικής ανταλλαγής, στην οποία ανταλλάξαμε την αναπαραγωγιμότητα με την πολυπλοκότητα. Σε κάθε περίπτωση, πόσο κοντά είναι οι ειδικοί στο να υπονομεύσουν (ή να αυξήσουν) αυτή την εξελικτική εξέλιξη;

Ένα «ενδιάμεσο βήμα» προς την αναγέννηση των μόνιμων ανθρώπινων δοντιών θα μπορούσε να περιλαμβάνει ένα συνδυασμό συνθετικών υλικών και βλαστοκυττάρων.

«Είμαστε πολύ καλοί στην κατασκευή τεχνητού σμάλτου», είπε ο Klein. «Θα μπορούσαμε, ίσως, να χρησιμοποιήσουμε τα βλαστοκύτταρα που υπάρχουν μέσα στο δόντι για να αναπτυχθεί ξανά το ζωντανό τμήμα του δοντιού και στη συνέχεια να φτιάξουμε μια κορώνα -όπως κάνουμε τώρα για ένα ριζικό κανάλι- για να δημιουργήσουμε ένα νέο δόντι». Αργότερα, πρόσθεσε ο Klein, «αν μπορούμε να μάθουμε πώς άλλα ζώα είναι σε θέση να αναγεννήσουν τα δόντια τους από βλαστοκύτταρα, θα μπορούσαμε πραγματικά να αναπτύξουμε ένα πλήρες, νέο δόντι in vitro». Αυτό δεν είναι κάτι που ο Klein πιστεύει ότι θα δούμε τα επόμενα πέντε χρόνια, αλλά είπε ότι «δεν θα συγκλονιζόταν αν συνέβαινε τις επόμενες δύο δεκαετίες, μόνο και μόνο επειδή τα πράγματα προχωρούν τόσο γρήγορα».

Μπορεί να ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία στο πρώτο ρουζ, αλλά υπάρχουν πολλά να μασήσετε εδώ.

«Το δόντι, από μόνο του, είναι μια πρόκληση – το να το κάνεις μέρος του οστού, να ενσωματωθεί στη γνάθο σου, είναι μια άλλη πτυχή της αναγέννησης», εξήγησε. Δρ Σαλβαδόρ Νάρεςκαθηγητής στο τμήμα περιοδοντολογίας στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις, στο Κολέγιο Οδοντιατρικής του Σικάγο. Ο Νάρες μίλησε Λαϊκή Επιστήμη σε μια κλήση μαζί με Δρ Afsar Naqviαναπληρωτής καθηγητής στο ίδιο τμήμα.

«Τελικά, το όραμα θα ήταν να σπείρεις, αν θέλεις, κάποιο είδος κάψουλας ή κάτι μέσα στον ιστό των ούλων και μετά να το αφήσεις να βγει σε ένα δόντι», είπε ο Nares. «Ωστόσο, υπάρχουν προκλήσεις με αυτό, γιατί πρέπει να έχεις μια συγκεκριμένη μορφολογία [that’s] ακριβής και πλήρης.» Το δόντι πρέπει να είναι ανθεκτικό και το σωστό σχήμα, καθώς και να παραμένει στη θέση του και να λειτουργεί καλά με το υπόλοιπο σώμα. Πέρα από όλα αυτά, «πρέπει να σταματήσει να αναπτύσσεται, γιατί αν συνεχίσει να μεγαλώνει, τότε αυτό λέγεται καρκίνος», είπε ο Nares. Όσο για το πού βρίσκονται τα πράγματα σήμερα, ο καθηγητής επεσήμανε την έρευνα για τα βλαστοκύτταρα στα ανατολωμένα βρεφικά δόντια, τα οποία «ορισμένα εργαστήρια μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν για να κατασκευάσουν πραγματικά μέρη δοντιών».

[ Related: Why do we have earlobes? They make no evolutionary sense. ]

Πεδία όπως τα ικριώματα (δομές στις οποίες μπορούμε να σπείρουμε κύτταρα) και η βιοεκτύπωση, έχουν επίσης προχωρήσει, όπως και οι τεχνικές γονιδιακής επεξεργασίας a la CRISPR.

Ο Naqvi εξήγησε, «Η γονιδιακή επεξεργασία θα μπορούσε να είναι μια πολλά υποσχόμενη οδός για την αποφυγή της απόρριψης των οργανοειδών, τη χρήση τύπων κυττάρων των ίδιων των ασθενών, την καθοδήγησή τους στον επιθυμητό κυτταρικό τύπο και τη χρήση του για σκοπούς επιδιόρθωσης και αναγέννησης».

Υπάρχει επίσης έρευνα προς ένα φάρμακο αντισωμάτων που θα μπορούσε, θεωρητικά, να τονώσει την ανάπτυξη των ανθρώπινων δοντιών κάποια μέρα. Ωστόσο, ο Naqvi – ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα – εξέφρασε ανησυχίες σχετικά με την πιθανή θεραπεία, η οποία θα στόχευε ένα γονίδιο (USAG-1) που «δεν είναι ειδικό για τους οδοντικούς ιστούς».

«Αυτό το γονίδιο εκφράζεται σε διαφορετικούς ιστούς, συμπεριλαμβανομένων των νεφρών, όπου εκφράζεται σε πολύ υψηλό επίπεδο». Ο Naqvi πρόσθεσε, «Και αν, πέρα ​​από το δόντι [growth]επηρεάζει την ανάπτυξη των οστών μας με θετικό, αρνητικό ή οποιονδήποτε τρόπο; Πρέπει να ελεγχθεί».

Λαϊκή Επιστήμη έστειλαν email στον επικεφαλής συγγραφέα Δρ. Katsu Takahashi και στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο του Κιότο για σχόλια σχετικά με την έρευνά τους USAG-1, αλλά κανένας από τους δύο δεν απάντησε.

Εν πάση περιπτώσει, με δεδομένο το εύρος της έρευνας για την αναγέννηση των δοντιών, σίγουρα κάτι θα λειτουργήσει κάποια μέρα, σωστά; Οι καθαρισμοί δύο φορές το χρόνο να είναι καταραμένοι;

«Αν κάνατε αυτήν την ερώτηση πριν από πέντε, δέκα χρόνια, πιθανότατα θα λάβατε μια διαφορετική απάντηση όσον αφορά το πόσο μακριά είμαστε στην όλη διαδικασία», είπε ο Nares. «Αλλά με την τεχνητή νοημοσύνη να είναι σε θέση να κάνει γρήγορα υπολογισμούς και να βλέπει μοτίβα και πράγματα που δεν βλέπουμε, θα οραματιζόμασταν ότι αυτό θα επιταχύνει την ανακάλυψη και θα φέρει σε πέρας αυτή την έννοια της ανάπτυξης δοντιών ή της ανάπτυξης άλλων ιστών». Ωστόσο, ο Nares προειδοποίησε ότι δεν περιμένει να τα δει όλα να υλοποιούνται την επόμενη δεκαετία. «Νομίζω ότι είμαστε ακόμη πολύ μακριά», είπε, αναφέροντας ανησυχίες για την ασφάλεια, δοκιμές, ρυθμιστικούς κανόνες και γενικά «πολλή δουλειά που πρέπει να γίνει».

[ Related: What does oil pulling do to your teeth? We asked dentists. ]

Στο μεταξύ, η Nares μίλησε για τα ενήλικα δόντια που έχουμε με ευλάβεια. «Η φυσική οδοντοφυΐα με την οποία γεννηθήκαμε είναι μοναδική στο είδος της», εξήγησε.

Να λειτουργήσει μέσω της ενηλικίωσηςτα μόνιμα δόντια χρειάζονται συνεχή φροντίδα, συμπεριλαμβανομένου του βουρτσίσματος, του οδοντικού νήματος και του καθαρισμού. Επιπλέον, η οδοντική υγεία δεν περιορίζεται στα δόντια και τα ούλα. η κατάσταση του στόματός σας είναι ένας δείκτης γενική υγεία. Οι ερευνητές έχουν συνδέσει την ασθένεια των ούλων με Αλτσχάιμερ, διαβήτης και άλλες καταστάσεις.

«Θα προειδοποιήσω τους αναγνώστες να μην εγκαταλείψουν τη στοματική τους υγιεινή», είπε ο Nares. «Όλα τα μικρόβια που προκαλούν τερηδόνα και περισσότερο ασθένειες των ούλων, που χαλαρώνουν τα δόντια και [cause them to fall] έξω, διαχέεται σε άλλα μέρη του σώματος και μπορεί πραγματικά να δημιουργήσει αποτελέσματα μακριά από το στόμα».

Πρόσθεσε, «Έτσι, οπωσδήποτε κρατήστε το στόμα καθαρό».

Αυτή η ιστορία είναι μέρος του Popular Science Σειρά Ask Us Anythingόπου απαντάμε στις πιο περίεργες ερωτήσεις σας που καίνε το μυαλό, από τις συνηθισμένες έως τις ασυνήθιστες ερωτήσεις. Έχετε κάτι που πάντα θέλατε να μάθετε; Ρωτήστε μας.