به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان در پژوهشی جدید دریافته‌اند که گروهی از سلول‌های بنیادی در جنین نه‌تنها توانایی ساخت دندان را دارند، بلکه می‌دانند در چه مکانی و به چه شکلی باید این کار را انجام دهند. این کشف شگفت‌انگیز که حاصل همکاری پژوهشگران دانشگاه سیچوان چین و کالج دندانپزشکی یونسه کره جنوبی است، درک ما از چگونگی شکل‌گیری دندان‌ها و کاربردهای آینده در بازسازی و درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی را دگرگون می‌کند. پژوهشی که در مجله International Journal of Oral Science منتشر شده است، نشان می‌دهد سلول‌های بنیادی مزانشیمی در جنین موش، در دو سوی زبانی (lingual) و لبی (buccal) دندان، رفتارهای متفاوتی دارند. سلول‌های زبانی به ساختار خود دندان و مینا اختصاص دارند، در حالی که سلول‌های لبی در رشد بافت‌های اطراف و ترمیم نقش‌آفرینی می‌کنند. بررسی مسیرهای مولکولی نشان داد که پیام‌رسانی WNT و R-spondin در سلول‌های زبانی و مهارکننده‌های BMP در سلول‌های لبی فعال‌ترند. این یافته‌ها راه را برای مهندسی زیستی دندان و بازسازی بافت‌های دهانی هموار می‌سازد.

فرایند رشد دندان

رشد دندان یکی از پیچیده‌ترین فرآیندهای تکوینی بدن است که از مرحله جوانه‌زنی آغاز و با شکل‌گیری تاج، ریشه و نهایتاً دندان کامل پایان می‌یابد. از دیدگاه زیست‌پزشکی، فهم دقیق نحوه تصمیم‌گیری سلول‌ها در این مسیر می‌تواند کلید بازسازی دندان‌ها و درمان‌های نوین مبتنی بر سلول‌های بنیادی باشد. تاکنون دانشمندان می‌دانستند که رشد دندان حاصل تعامل میان بافت‌های پوششی (اپی‌تلیال) و بافت‌های زیرین (مزانشیمی) است، اما چگونگی تعیین سرنوشت سلول‌ها در موقعیت‌های مختلف دندانی هنوز ناشناخته مانده بود.

تاریخچه پژوهش:

در دهه‌های گذشته، مطالعات بسیاری بر روی فرآیند رشد دندان انجام شده است. از شکل‌گیری جوانه اولیه تا تغییر آن به ساختار کلاهکی و سپس زنگی‌شکل، پژوهشگران توانسته‌اند روند کلی تکوین دندان را شناسایی کنند. با این حال، نقش موقعیت مکانی سلول‌ها در تعیین عملکردشان تا مدت‌ها مبهم بود. دکتر هان-سونگ جونگ و تیم او در دانشگاه یونسه با الهام از همین پرسش، تصمیم گرفتند بررسی کنند که سلول‌های بنیادی مزانشیمی در دو ناحیه زبانی و لبی چگونه مسیرهای تکوینی متفاوتی را دنبال می‌کنند.

شیوه مطالعاتی:

در این پژوهش، سلول‌های مزانشیمی از دو بخش زبانی و لبی دندان در مراحل کلاهکی و زنگی جنین موش جدا شدند. پژوهشگران از روش RNA-seq برای مقایسه الگوی بیان ژن‌ها استفاده کردند و سپس تحلیل غنی‌سازی عملکرد ژنی (Gene Ontology Enrichment) را به‌کار گرفتند تا مسیرهای زیستی متمایز را شناسایی کنند. در گامی دیگر، سلول‌های جداشده زیر کپسول کلیه موش‌های بدون سیستم ایمنی پیوند داده شدند تا توانایی تکوین دندانی آن‌ها بررسی شود. همچنین، برای آزمودن رفتار سلول‌ها در شرایط ترکیبی، پژوهشگران سلول‌های زبانی و لبی را از موش‌های مهندسی‌شده با برچسب‌های فلورسنت جدا و به‌صورت تصادفی با یکدیگر مخلوط کردند تا رفتار خودسازماندهی آن‌ها بررسی شود.

نتایج پژوهش:

نتایج نشان داد سلول‌های زبانی (lingual) تمایل بیشتری به ساخت دندان و مینا دارند، در حالی که سلول‌های لبی (buccal) در تشکیل بافت‌های اطراف دندان مانند لثه و استخوان نقش بیشتری ایفا می‌کنند. در پیوندهای انجام‌شده در کلیه موش، تنها سلول‌های زبانی توانستند بافت مینا و عاج دندان را ایجاد کنند. تحلیل مولکولی نشان داد که مسیر پیام‌رسانی WNT و پروتئین‌های R-spondin (شامل Rspo1، Rspo2 و Rspo4) در سلول‌های زبانی فعال‌تر هستند و موجب افزایش تکثیر، کاهش مرگ سلولی و افزایش مهاجرت سلولی می‌شوند. در مقابل، در سلول‌های لبی، بیان مهارکننده‌های BMP بیشتر بود که باعث کاهش تکثیر، افزایش آپوپتوز و کندی مهاجرت سلول‌ها می‌شود. این تفاوت‌های بنیادی نشان می‌دهد که جهت زبانی-لبی در واقع نقشه‌ راه رشد دندان را تعیین می‌کند.

دستاوردهای پژوهش:

یافته‌های این مطالعه به شکل چشمگیری درک ما از تکوین دندان را گسترش می‌دهد. پژوهشگران نشان دادند که سلول‌های بنیادی دندانی، برخلاف تصور پیشین، حافظه مکانی دارند و می‌دانند باید در کجا و چگونه رشد کنند. پدیده‌ای که «خودسازماندهی سلولی» نام دارد، ثابت کرد که حتی پس از جداسازی و ترکیب تصادفی سلول‌ها، آن‌ها می‌توانند جایگاه اصلی خود را بازشناسند و ساختار دندانی را مجدداً شکل دهند. این کشف برای علم مهندسی بافت و بازسازی دندان اهمیت بالایی دارد، زیرا می‌تواند به ایجاد دندان‌های زیستی از سلول‌های بنیادی منجر شود.

گام بعدی مطالعه:

گام بعدی پژوهشگران بررسی دقیق‌تر عوامل مولکولی مؤثر بر تمایز سلول‌های مزانشیمی و نقش سایر مسیرهای پیام‌رسانی از جمله Notch و Hedgehog است. هدف نهایی این تیم علمی، توسعه روش‌های مهندسی زیستی برای بازسازی کامل دندان در مدل‌های حیوانی و در نهایت، کاربرد بالینی در انسان است. به گفته دکتر جونگ، «درک نقشه‌برداری مکانی سلول‌های بنیادی دندانی، گامی اساسی برای ساخت دندان‌های طبیعی از سلول‌های خود بیمار در آینده است.»

جمع‌بندی:
این پژوهش نقطه عطفی در علم زیست‌دندانی و پزشکی بازساختی به‌شمار می‌رود. اکنون روشن شده است که سلول‌های بنیادی دندانی نه‌تنها مواد خام برای ساخت دندان هستند، بلکه دارای نوعی هوشمندی زیستی‌اند که آن‌ها را در مسیر درست هدایت می‌کند. در آینده، با توسعه فناوری‌های مهندسی بافت و کنترل مسیرهای مولکولی، امکان بازسازی کامل دندان‌های از دست‌رفته از سلول‌های خود فرد فراهم خواهد شد؛ دستاوردی که می‌تواند دنیای دندان‌پزشکی را متحول کند.

پایان مطلب/.