انقلاب دندانپزشکی؛ دانشمندان در حال آزمودن روش‌های رشد دوباره دندان هستند

پژوهشگران در سراسر جهان با استفاده از سلول‌های بنیادی و مهندسی بافت، درحال توسعه‌ی روش‌هایی برای بازرویاندن دندان‌های ازدست‌رفته هستند.

 

گرچه دندان‌ها فراتر از آنچه بسیاری تصور می‌کنند در سلامت کلی بدن نقش دارند، روش‌های کنونی برای جایگزینی دندان‌های از دست رفته، موقتی و ناقص هستند. چه می‌شد اگر به جای این روش‌ها، می‌توانستیم دندان‌های خود را دوباره رشد دهیم؟

 

نظرسنجی‌ها نشان می‌دهد بیش از ۷۰ درصد از بزرگسالان از مراجعه به دندانپزشک هراس دارند. این ترس و بی‌اعتمادی به روش‌هایی مانند پر کردن و تراشیدن دندان، باعث می‌شود بسیاری از افراد از معاینات و مراقبت‌های معمول دندانپزشکی چشم‌پوشی کنند.

 

با وجود این، تقریباً هر روز افرادی با هانله روئولا-بیکر، دانشمند زیست‌شیمی، تماس می‌گیرند و درخواستی غیرعادی دارند. آن‌ها از او می‌خواهند روی آن‌ها آزمایش‌های دندانپزشکی عجیبی انجام دهد که با ویزیت‌های معمولی دندانپزشکی فرق دارد. این افراد به جای ترس از درد، امیدوارند که او بتواند به آن‌ها کمک کند تا دندان‌های از دست رفته‌شان را دوباره رشد دهند.

 

دلیل این درخواست‌ها این است که روئولا-بیکر عضوی از جمع رو به رشدی از دانشمندان در سراسر جهان است که از توانمندی‌های پزشکی بازساختی برای جایگزینی روش‌های سنتی دندانپزشکی برای میلیون‌ها نفر که با از دست دادن دندان و دردهای دندانی دست و پنجه نرم می‌کنند، استفاده می‌کنند.

 

اگر این دیدگاه به واقعیت تبدیل شود، روزی مراجعه به دندانپزشک ممکن است شامل بازرویاندن بافت آسیب‌دیده‌ی دندان یا حتی یک دندان کامل باش.. این چشم‌انداز نه فقط به خاطر نوآوری‌اش، بلکه به این دلیل جذاب است که دندان‌ها نقشی بسیار مهم‌تر از آنچه بسیاری تصور می‌کنند در سلامت و تندرستی کلی ایفا می‌کنند.

 

روئولا-بیکر، معاون مدیر مؤسسه‌ی پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی دانشگاه واشنگتن در آمریکا در گفتگو با بی‌بی‌سی می‌گوید: «وقتی کارمان را شروع کردیم، یک نکته برایم کاملاً روشن شد: مردم آماده‌ی تغییر دندانپزشکی هستند.»

 

 

پاملا یلیک، استاد دانشکده‌ی دندانپزشکی تافتس در آمریکا، دندان‌ها را «پنجره‌ی شما به سوی جهان» می‌داند و معتقد است اگر فردی به دلیل مشکلات دندانی (مثل درد، ظاهر ناخوشایند دندان‌ها، یا خجالت) نتواند راحت صحبت کند، لبخند بزند یا غذا بخورد، کیفیت زندگی‌اش به شدت تحت تأثیر قرار می‌گیرد و این مشکل می‌تواند به تدریج وضعیت روحی و جسمی او را بدتر کند.

 

از نظر تاریخی، این نکته که «سلامت دهان کلید سلامت کلی بدن است» کمتر مورد توجه قرار می‌گرفت، اما اکنون به‌طور فزاینده‌ای مشخص شده که مشکلات دندانی، مانند باکتری‌های ناشی از بیماری لثه، می‌توانند خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی و عفونت‌های تنفسی را افزایش دهند و حتی با بیماری آلزایمر نیز مرتبط شده‌اند. از سوی دیگر، از دست دادن دندان با بیماری‌های بیشتر و مرگ زودتر همراه است. این مشکل توانایی خوردن، جویدن و لبخند زدن را تحت تأثیر قرار می‌دهد و می‌تواند به سلامت عاطفی و اجتماعی آسیب برساند؛ چرخه‌ای پنهان که ممکن است از کودکی آغاز شود.

 

دندانپزشکان ابزارهای زیادی برای مقابله با مشکلات دندانی دارند. آن‌ها می‌توانند با برداشتن بخش‌های آسیب‌دیده و پر کردن حفره با مواد مصنوعی مانند کامپوزیت رزین، پوسیدگی را ترمیم کنند و همچنین از پرکردگی برای ترمیم ترک‌ها و شکستگی‌های کوچک استفاده کنند.

 

اما این راه‌حل‌ها کامل نیستند. به عنوان مثال، دوام پرکردگی‌ها بسیار متغیر است و ممکن است بین ۵ تا ۲۰ سال عمر کنند. آن جورج، استاد زیست‌شناسی دهان در دانشگاه ایلینوی شیکاگو، می‌گوید این روش‌ها اغلب نیاز به مداخلات مکرر دارند؛ زیرا عمدتاً بر ترمیم آسیب تمرکز دارند، نه بازگرداندن عملکرد زیستی، درحالی که دندانپزشکی بازساختی بر ترمیم و بازسازی تأکید دارد.

 

 

به گفته‌ی جورج، پوسیدگی‌ها متداول‌ترین عاملی هستند که دندان را از بین می‌برند. دندان‌ها دارای چهار لایه‌ی اصلی هستند: مینا، عاج، سیمان و مغز دندان. پوسیدگی زمانی ایجاد می‌شود که باکتری‌های پلاک دندانی از قندها تغذیه و اسیدهایی تولید می‌کنند که به تدریج اولین لایه‌ی مینای دندان را حل می‌کنند. زیر مینا، عاج قرار دارد که نرم‌تر است و در برابر پوسیدگی مقاومت کمتری دارد؛ زمانی که مینا از بین برود و عاج نمایان شود، خطر پوسیدگی بیشتر می‌شود.

 

جورج روی پروتئین‌هایی که به رشد، معدنی‌سازی و ترمیم خود عاج کمک می‌کنند، پژوهش می‌کند. او همچنین عضو تیمی بود که یکی از ژن‌های مؤثر در ساخت عاج را شبیه‌سازی کرد و درک عمیق‌تری از نحوه‌ی شکل‌گیری و حفظ این بافت توسط دندان‌ها به دست آورد (آن قطعه از دی‌ان‌ای را که مسئول تولید عاج است، پیدا کرده، آن را از سلول‌ها جدا کرده و در آزمایشگاه به تعداد زیاد تکثیر کردند تا بتوانند آن را دقیق‌تر مطالعه کنند.) به گفته‌ی جورج، این دانش می‌تواند به درمان‌های جدیدی منجر شود که دندان‌های آسیب‌دیده را تحریک کنند تا خودشان با عاج جدید، پوسیدگی را ترمیم کنند و نیاز به پرکردگی‌های سنتی را از بین ببرند.

 

روهولا-بیکر و تیمش نیز روی «پرکردگی‌های زنده» کار می‌کنند، اما این پرکردگی‌ها بیشتر بر پایه‌ی مینا هستند تا عاج. او پس از پژوهش روی دندان‌های عقل اهدایی، متوجه شد سلول‌های ویژه‌ی سازنده‌ی مینا که آملوبلاست نام دارند، پس از رویش دندان از بین می‌روند و بنابراین پس از آن نمی‌توان آن‌ها را تحریک کرد. در عوض، تیم با استفاده از سیگنال‌های شیمیایی، برخی از سلول‌های بنیادی را به آملوبلاست (سلول سازنده‌ی مینا) و برخی دیگر را به ادونتوبلاست (سلول سازنده‌ی عاج) تبدیل کرد. ترکیب این سلول‌ها در ظرف آزمایشگاهی، ارگانوئید دندانی (ساختار سه‌بعدی مینیاتوری شبیه به دندان) تولید کرد که به طور خودکار پروتئین‌های مینا را ترشح می‌کند.

 

روهولا-بیکر آینده‌ای را متصور می‌شود که در آن از این پروتئین‌های مینا برای ساخت پرکردگی یا پوشش‌دهی دندان‌های ترک‌خورده استفاده شود. اما هدف بلندمدت او، کشت کامل دندان در آزمایشگاه است؛ او در نهایت می‌خواهد سلول‌های مهندسی‌شده‌ی لازم برای ساخت دندان را در دهان بیمار بکارد و اجازه دهد طبیعت بقیه‌ی کار را انجام دهد.

 

 

اگر دندانی دچار پوسیدگی‌های متعدد و گسترده شده باشد، بهترین و ساده‌ترین درمان ممکن است کشیدن آن و کارگذاری ایمپلنت باشد. ایمپلنت ترکیبی از پایه‌ی پیچ‌مانند، تاج مصنوعی و قطعه‌ی رابط بین آن دو است. اما ایمپلنت‌ها فاقد اعصاب هستند که به حس کردن در حین جویدن کمک کنند، بنابراین ممکن است فرد ناخواسته خیلی محکم بجود و ایمپلنت را بشکند. همچنین باکتری‌ها می‌توانند به ایمپلنت بچسبند و به وضعیتی منجر شوند که بر دندان‌های سالم باقی‌مانده تأثیر بگذارد. تاج‌های مصنوعی نیز حدوداً پس از ۱۵ سال نیاز به تعویض دارند و بسته به پوشش بیمه، می‌توانند هزاران دلار هزینه داشته باشند.

 

به گفته‌ی آنا آنجلووا ولپونی، مدیر بخش دندانپزشکی بازساختی در کینگز کالج لندن در بریتانیا، دندان‌هایی که به طور کامل در آزمایشگاه رشد داده می‌شوند، می‌توانند راه‌حلی بادوام‌تر از ایمپلنت‌ها باشند. ولپونی، که درحال ساخت ارگانوئیدی (ساختار سه‌بعدی مینیاتوری شبیه به بافت) است که می‌تواند به دندان جایگزین تبدیل شود، دراین‌باره می‌گوید: «به جای اینکه فقط سعی کنیم بخش آسیب‌دیده را وصله کنیم، می‌توانیم از جایگزینی زیستی استفاده کنیم.»

 

تیم ولپونی دریافت که سلول‌های گرفته‌شده از بافت لثه‌ی انسان بالغ، زمانی که با سلول‌های دندان‌ساز موش ترکیب می‌شوند، می‌توانند «ساختار دندانی» ترکیبی انسانی-موشی با ریشه‌های درحال رشد تولید کنند. او اکنون درحال کار روی روش‌هایی برای بازآفرینی دستورالعمل‌های هدایت‌کننده‌ی شکل‌گیری چنین دندانی، همراه با زیست‌مواد مهندسی‌شده‌ای است که ممکن است به این سلول‌ها کمک کند تا به دندان ساختاریافته و عملکردی تبدیل شوند.

 

متأسفانه، فرآیند رویش دوباره دندان به طور طبیعی رخ نمی‌دهد. برخلاف برخی از حیوانات دیگر، انسان‌ها پس از از دست‌دادن دندان‌های دائمی خود، نمی‌توانند به‌طور مداوم دندان‌های جدیدی رویش دهند. درمقابل، کوسه‌ها منبع بی‌پایانی از دندان دارند و آن‌ها را به طور مداوم بازسازی می‌کنند. همچنین کانگوروها و فیل‌ها دندان‌های آسیاب خود را به صورت پشت‌سرهم و در چند نوبت عوض می‌کنند.

 

خوک‌ها نیز ویژگی زیست‌شناختی عجیب دارند: فک آن‌ها حاوی چندین مجموعه از جوانه‌های دندان دائمیِ رویش‌نیافته است. به همین دلیل، یلیک توانست با استفاده از ترکیبی از سلول‌های دندانی انسان و خوک، دندان‌هایی شبیه به دندان انسان را در خوک‌های مینیاتوری یوکاتان بالغ پرورش دهد. تیم او سلول‌های قادر به تشکیل عاج را از دندان‌های انسان و سلول‌های سازنده‌ی مینا را از دندان‌های رویش‌نیافته در فک خوک‌های دورریخته از یک قصابی جمع‌آوری کردند. یلیک می‌گوید: «حتی اگر خوکی برای گوشت ذبح شود، جوانه‌های دندانی در فک آن وجود دارد که آماده‌ی تشکیل دندان جدید هستند.»

 

پس از رشد سلول‌ها در آزمایشگاه، پژوهشگران آن‌ها را روی داربست زیست‌مهندسی‌شده‌ای که برای شبیه‌سازی محیط دندان در حال رشد طراحی شده بود، ترکیب کردند. پس از سه ماه، ساختارهای شبیه به دندان با سرعتی نزدیک به رشد دندان‌های طبیعی خوک، تشکیل شدند.

 

یلیک می‌گوید: «آزمایش، اثبات این اصل بود که این روش واقعاً می‌تواند کار کند... افراد بسیار زیادی با ما تماس گرفتند که برای رفع مشکلات دندانی خودشان، به شدت نیازمند این روش بودند.» او اکنون قصد دارد این آزمایش را در دوره‌ای طولانی‌تر و مستقیماً در داخل فک خوک انجام دهد. در نهایت، یلیک و تیمش می‌خواهند سلول‌ها را تحریک کنند تا بدون استفاده از هیچ سلول خوکی، دندان‌ها را در دهان فرد رویش دهند.

 

 

گرچه افراد زیادی مشتاق این روش‌های نوین دندانپزشکی هستند، هنوز سال‌ها با استفاده‌ی گسترده از آن‌ها فاصله داریم. پیش از آنکه بتوانیم این روش‌ها را روی انسان آزمایش کنیم، باید ابتدا آن‌ها را روی نخستی‌‌ها امتحان کنیم. این کار زمان‌بر است و به پژوهش و هزینه‌ی زیادی نیاز دارد. همچنین، برای اینکه بتوانیم دندان‌های رشد داده‌شده در آزمایشگاه را در دهان انسان بکاریم، باید شرایط بهتری برای رشد آن‌ها فراهم کنیم.

 

در همین حین، درس‌های آموخته‌شده از دندانپزشکی بازساختی می‌تواند به تلاش‌های گسترده‌تر برای بازتولید بخش‌های مختلف بدن، مانند اندام‌ها و استخوان‌ها، کمک کند. به گفته‌ی یلیک، از آنجا که دندان‌ها اندام‌های زنده‌ی بسیار پیچیده‌ای هستند، تلاش برای بازتولید آن‌ها در آزمایشگاه، به دانشمندان می‌آموزد که بافت‌های سخت و نرم چگونه در سطحی بسیار بنیادی با یکدیگر کار می‌کنند.

 

اگرچه ممکن است این روش‌ها به زودی در اختیار عموم قرار نگیرند، ولپونی به آینده‌ی دندانپزشکی بازساختی خوش‌بین است. او معتقد است که روزی راه‌حل‌های ایمن و پایدار این حوزه، برای همه‌ی افرادی که به آن نیاز دارند، در دسترس خواهد بود و دیگر به روش‌های موقتی و پرهزینه‌ی کنونی نیاز نخواهیم داشت.

 

منبع: زومیت