Зубной корневой пульп — богатый источник стволовых клеток
Стволовые клетки обладают огромным потенциалом для создания новых методов лечения хронических и терминальных заболеваний. Однако основными проблемами остаются получение достаточного количества клеток и сохранение их жизнеспособности до момента использования.
Исследователи из UNLV — доктор Джеймс Мах и профессор Карл Кингсли — вместе со студентами разработали новый метод извлечения большого количества стволовых клеток из неожиданно доступного источника: зубов мудрости (третьих моляров). Ежегодно в США удаляют около 5 миллионов таких зубов, и большинство из них здоровы, содержат жизнеспособную пульпу.
Решение сложной задачи
Пульпа зуба содержит два типа ценных стволовых клеток:
- Плюрипотентные — могут превратиться в любую клетку организма.
- Мультипотентные — превращаются в определённые типы клеток организма.
Существующие методы извлечения пульпы (сверление, разрушение зуба) имеют недостатки: повреждение от тепла, контаминация, низкий выход клеток (~20%). Чтобы решить проблему, команда создала устройство, прозванное "Tooth Cracker 5000". Оно зажимает зуб, делает надрез на поверхности и раскалывает его пополам, обеспечивая чистый доступ к неповреждённой пульпе. Тестирование на 25 зубах показало 100% успешность раскалывания.
Высокий выход жизнеспособных клеток
После успешного доступа к пульпе исследователи оценили количество жизнеспособных клеток. Они окрасили 31 образец пульпы, извлечённой новым методом. Под микроскопом 80% клеток остались прозрачными, что свидетельствовало об их жизнеспособности. Это в четыре раза превышает средний показатель успеха традиционных методов.
Характеристика и хранение
Чтобы выделить стволовые клетки из общей массы пульпы, клетки культивировали на чашке Петри, повторяя процесс 10-20 раз. В результате все обычные клетки погибли, остались только стволовые. Учёные выделили их рибонуклеиновую кислоту (RNA) для идентификации типа клеток и скорости их репликации.
Известно, что некоторые популяции стволовых клеток зубной пульпы можно преобразовать в нейроны, что открывает перспективы для терапии когнитивных заболеваний, таких как Альцгеймер или Паркинсон. Исследования на животных моделях уже показывают положительные результаты.
Криогенное хранение — следующий вызов
Количество плюрипотентных стволовых клеток в зубах резко снижается после 30 лет. Поэтому их можно было бы забирать и хранить, например, при удалении зубов мудрости. Однако не существует стандартного процесса криогенеза (заморозки) для длительного хранения.
С 2011 года команда Кингсли ежегодно размораживает часть образцов, замороженных студентом Эллисон Томлин, и оценивает жизнеспособность клеток. Первые результаты, опубликованные в статье "The Effects of Cryopreservation on Human Dental Pulp-derived Mesenchymal Stem Cells", показывают, что быстро делящиеся клетки сохраняют жизнеспособность год от года лучше, чем медленно делящиеся. Это позволяет предположить возможность сортировки клеток перед заморозкой.
Новый метод раскалывания зубов может ускорить сбор и процесс криогенеза, сохраняя высокое количество стволовых клеток для будущих исследований и потенциальных методов лечения.