Przełom w stomatologii. Naukowcy z Wrocławia badają możliwości komórek macierzystych

Nowe zęby stałe, regeneracja policzka lub odbudowa szczęki. Niebawem może okazać się to możliwe, dzięki przełomowej metodzie pozyskiwania komórek macierzystych z zębów. Najpierw jednak potrzebne są dokładne badania i utworzenie bazy tkanek. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju przeznaczyło na ten cel prawie 3 miliony złotych. Projekt prowadzi zespół naukowców z Wrocławia.

Komórki macierzyste są wykorzystywane w medycynie odkąd tylko został odkryty ich niezwykły potencjał. Na całym świecie trwają badania i powstają banki tkanek. Problemem jest jednak nie zawsze znane i dokładnie opisane pochodzenie zgromadzonego w nich materiału komórkowego, co utrudnia prowadzenie obserwacji i wyciąganie wiarygodnych wniosków.

Potrzebne są więc badania, oparte na szczegółowo opisanych próbkach, które umożliwią kolejny krok w tej dziedzinie – hodowanie konkretnych tkanek. Pozwolą one na zaawansowane leczenie rozszczepów czy regeneracje dużych ubytków u pacjenta. Projektem tym zajmie się zespół naukowców z Wrocławia pod kierunkiem prof. Marzeny Dominiak z Katedry i Zakładu Chirurgii Stomatologicznej UMW.

Komórki macierzyste – czym są i jak działają?

Komórki macierzyste charakteryzują się szczególną zdolnością do namnażania i przekształcania się w wyspecjalizowane typy komórek, które później mogą stać się budulcem konkretnej tkanki czy narządu. Z tego względu wykorzystywane są w nowoczesnej medycynie do odbudowy uszkodzeń ciała.

Ich grupy różnią się jednak między sobą właściwościami – jedne potrafią przekształcić się w dowolne komórki organizmu, podczas gdy inne – jedynie w te, należące do określonej grupy tkanek. Różna jest także ich ilość w zależności od metody pobierania i źródła, z którego są one pozyskiwane, a znajdują się między innymi w szpiku kostnym, tkance tłuszczowej czy płynie maziowym, ale także krwi obwodowej i krwi pępowinowej.

– Ze względu na zakres lokalizacji i problem w pobraniu materiału komórkowego wiele osób pozostaje bez realnej możliwości uzyskania autologicznych komórek macierzystych – mówi dr Tomasz Gębarowski z Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu i członek zespołu badawczego pod kierunkiem prof. Marzeny Dominiak. – Obecnie sam proces pobierania materiału wymaga hospitalizacji, pełnego znieczulenia pacjenta i często wielokrotnego nakłucia jam szpiku, co nie zawsze przekłada się na oczekiwaną liczbę pozyskanych komórek. Wiąże się to również z możliwymi powikłaniami samego procesu pozyskiwania – dodaje.

Przełomem na tym polu staje się dentystyczne pozyskiwanie komórek macierzystych, a więc z miazgi usuniętych podczas wizyty u stomatologa zębów.

Pozyskiwanie komórek macierzystych… z usuniętych zębów

Miazga z jednego zęba mądrości zawiera zwykle od 200 do 300 tysięcy komórek macierzystych, które znajdują się w sterylnym otoczeniu w wewnętrznej jamie zęba. Co więcej, mają zdolność przeżycia do 5 dni po ekstrakcji zęba.

W porównaniu do komórek macierzystych pobieranych ze szpiku czy z krwi pępowinowej, komórki pochodzące z miazgi zębowej mają znacznie większy potencjał proliferacyjny, czyli zdolność do podziału i namnażania się, a także regeneracyjny. Komórki macierzyste miazgi zęba to komórki dojrzałe, pluripotencjalne. Mogą więc różnicować się w wiele różnych komórek, nie tylko składających się na tkanki policzka czy zęba, ale też układu kostnego, nerwowego i naczyniowego, a nawet komórki tkanki mięśniowej serca. W dodatku łatwo się je pozyskuje.

– Usunięte zęby mądrości są zazwyczaj utylizowane. Komórki macierzyste można więc uzyskać z nich bez niekorzystnych dla pacjenta skutków zdrowotnych, przy okazji ekstrakcji zęba – podkreśla prof. Dominiak, kierująca projektem badawczym. – Zatem wykonując procedurę medycznie uzasadnioną i uzyskując materiał biologicznie zbędny dla pacjenta, uzyskujemy produkt indywidualnej dla niego zaawansowanej terapii regeneracyjnej o stuprocentowej zgodności tkankowej. Dzięki temu otwieraja się nowe możliwości niesienia pomocy pacjentom – podkreśla.

W Niemczech komórki macierzyste pozyskiwane w ten sposób znane są już od kliku lat. Również w Polsce proces ten był znany już wcześniej, jednak prowadzone dotychczas prace mały charakter przede wszystkim badawczy.

Na całym świecie powstały i wciąż powstają banki tkanek. Problemem jednak jest nie zawsze znane i dokładnie opisane pochodzenie zgromadzonego w nich materiału komórkowego. Potrzebne są więc wiarygodne badania, oparte na szczegółowo opisanych próbkach, które umożliwią kolejny krok w tej dziedzinie – hodowanie konkretnych tkanek, które w dalszym etapie pozwolą na leczenie rozszczepów, regeneracje dużych ubytków czy wyhodowanie nowych, własnych zębów u pacjenta.

Projekt badawczy wrocławskich naukowców

Takimi badaniami zajmie się zespół naukowców z Wrocławia, w skład którego wchodzą prof. Marzena Dominiak z Katedry i Zakładu Chirurgii Stomatologicznej UMW oraz prof. Tomasz Gedrange wraz z całym zespołem Poradni Chirurgii Stomatologicznej Akademickiej Polikliniki Stomatologicznej, ze szczególnym uwzględnieniem dr Jakuba Hadzika i dr Artura Pitułaja stanowiącego trzon kliniczny.

Za pion administracyjno-strategiczny całego procesu odpowiada Sadri Rayad, prezes Stomatologicznego Centrum Transferu Technologii. Częścią naukową procesu pozyskiwania i pracy nad materiałem biologicznym, a także zapleczem medyczno-prawnym zajmuje się zespół pod kierownictwem dr Tomasza Gębarowskiego i dr hab. n. med. Ewy Barg oraz Amadeusza Kuźniarskiego, dyrektora ds. medycznych SCTT.

Na swój projekt „Opracowanie metody pozyskiwania i izolacji mezenchymatycznych komórek zrębu (MSCs) z zębów na potrzeby regeneracji ubytków kostnych w stomatologii” otrzymali oni od Narodowego Centrum Badań i Rozwoju grant na prawie 3 miliony złotych.

– Celem projektu jest stworzenie banku tkanek i komórek, dzięki któremu możliwe będzie przechowanie zamrożonych komórek, co z kolei pozwoli na wykorzystane ich u pacjenta w przyszłości w celach terapeutycznych – mówi Amadeusz Kuźniarski.

Zbadaniem i opisaniem pozyskanego materiału, a także przygotowaniem komórek do dalszych badań zajmą się trzy grupy specjalistów – dwie w klinice stomatologii chirurgicznej i jedna na farmacji – z Akademickiej Polikliniki Stomatologicznej we Wrocławiu.

– Ochotników wyselekcjonowano wśród pacjentów zgłaszających się na planowe ekstrakcje. Wszyscy pacjenci zostali poinformowani o możliwości udziału w badaniu i wyrazili świadome zgody. Po przeprowadzeniu przez lekarza kwalifikującego niezbędnej diagnostyki, dawcy byli kwalifikowani do ekstrakcji, którą wykonał zespół specjalistów – mówi dr Tomasz Gębarowski. – Do tej pory pozyskano w ramach projektu ponad 250 sztuk zębów, głównie trzecich trzonowych, które były konieczne do usunięcia m.in. z powodu braku miejsca w łuku zębowym i utrudnionego wyrzynania lub w toku leczenia ortodontycznego – dodaje dr Artur Pitułaj.

Niemal nieograniczone możliwości

Efekty tych badań wniosą nowe rozwiązania do stomatologii, dając szanse na wyleczenie wielu poważnych schorzeń i defektów, takich jak rozszczepy czy duże ubytki pourazowe i pozapalne. Skorzystają na nich zarówno ortodoncja i ortognatyka, jak i implanto-protetyka czy stomatologia regeneracyjna.

Co więcej, komórki macierzyste pozyskane z miazgi dentystycznej, ze względu na swoje niezwykłe zdolności do regeneracji, namnażania się i różnicowania w różne typy komórek, będą mogły zostać wykorzystane również w innych dziedzinach medycyny.

Brak tkanek przestanie być ograniczeniem. Przeszczepy autologiczne, polegające na wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących od osoby poddawanej leczeniu, niwelują także ryzyko odrzucenia ich przez organizm pacjenta.

– Po wielu latach rozmów w zespołach naukowo-badawczych oraz interdyscyplinarnych grupach klinicznych uznaliśmy, iż prawo do dostępu i korzystania z komórek macierzystych należy się każdemu człowiekowi – podkreśla prof. Tomasz Gedrange.

Trudno powiedzieć, ile potrwają badania i tworzenie bazy danych. Zespół jest obecnie na etapie uzyskania patentu, pozwalającego na szerokie zastosowanie produktów i terapii. Kolejnym krokiem w tym procesie będzie określanie biozgodności międzyosobniczej, która pozwoli sprawdzenie, czy możliwe jest wykorzystanie materiału komórkowego z komórek macierzystych jednego pacjenta do leczenia innych osób o podobnym profilu tkankowym, tak jak obecnie dzieje się to w przypadku przeszczepów organów.