Un diente se compone de tres capas: retención (interior), diente (media) y esmalte (exterior). El esmalte es la sustancia más dura del cuerpo humano y protege el diente de daños externos. Pero tiene una característica negativa: después de que los dientes se desarrollan en la infancia, el esmalte no puede regenerarse. Cualquier lesión es permanente. Por eso tenemos empastes, coronas, implantes. Pero un nuevo estudio publicado en el International Journal of Oral Science (grupo Nature) de la Universidad de Washington presenta un gran avance: una proteína diseñada por IA que puede hacer que las células del esmalte maduren en el laboratorio y produzcan un esmalte real.
¿Por qué es tan difícil imitar el esmalte?
Las células de ameloblastos son las células que producen el esmalte. Están activos sólo en la infancia, durante el desarrollo de los dientes. Luego mueren o se desvanecen. Durante años, los científicos intentaron "revivirlos" en el laboratorio, pero sin éxito: las células no maduraron hasta el nivel adecuado y ciertamente no lograron producir el esmalte duro.
La razón principal: las células de ameloblastos necesitan una señal específica de otras células del diente. Esta letra se llama "Delta" y aparece apropiadamente en el nombre de los odontoblastos. Sin él, las células de ameloblastos no saben que necesitan madurar.
La solución: una proteína diseñada por IA
El equipo de la Universidad de Washington, a través del Instituto de Células Madre y Medicina Regenerativa (ISCRM), pudo resolver el problema con un nuevo enfoque: diseñaron una proteína en una computadora que imita la señal Delta. Este es un gran ejemplo de cómo la IA está cambiando la biología.
La proteína, llamada "agonista soluble de Notch" (agonista soluble de la vía de Notch), evita la necesidad de una señal de las células de los odontoblastos. Activa directamente la vía en las células de ameloblastos, haciendo que maduren hacia una nueva fase identificada en el estudio: "ameloblasto secretor maduro positivo para WDR72" o ismAM para abreviar.
El experimento del ratón: crear una especie de esmalte en un cuerpo vivo
El equipo no estaba satisfecho con el laboratorio. Implantaron los organoides (grupos de células ameloblásticas adultas) debajo de la cápsula renal de ratones. Al cabo de unas semanas, las células formaron una sustancia calcificada similar al esmalte. Esta es la primera vez que se crea una especie de esmalte en un cuerpo vivo utilizando este método.
¿Adónde va?
El siguiente paso es incrementar el proceso. Los investigadores planean:
- Combinación con Dentina. El correo electrónico por sí solo no es suficiente. También necesitas el diente interior. El siguiente paso: crear un organoide más complejo
- Trasplante en modelos más complejos. Ahora está debajo de la cápsula renal. El siguiente paso: implantación en la mandíbula de un animal
- Pruebas de seguridad. Principalmente miedo al cáncer, porque las células madre pueden volverse incontrolables
Los investigadores estiman: los ensayos clínicos en humanos pueden comenzar en 5-7 años. Los dientes autorregenerables podrían estar disponibles entre 2035 y 2040.
¿Qué significa esto para la odontología?
Si el tratamiento tiene éxito, sustituirá:
- Rellenos (producción similar al esmalte en lugar del relleno)
- Coronas (regeneración completa de un diente)
- Implantes (implantación de células madre en lugar de metal)
- Prótesis dentales
También podría cambiar el tratamiento de la amelogénesis imperfecta, una enfermedad genética que provoca que el esmalte sea defectuoso desde el nacimiento. En el estudio se identificó que un gen llamado DLX3 es crítico para la producción de esmalte. Un cambio en este gen es la causa de la enfermedad.
Aplicaciones adicionales
Renovar los dientes es sólo el comienzo. La tecnología de proteínas diseñadas por IA para la activación de vías celulares también se puede utilizar para:
- Renovación ósea (osteoporosis)
- Renovación de la piel (heridas, cicatrices)
- Renovación del cartílago (osteoartritis)
- Renovación del cabello
El resultado final
Durante años, la odontología se consideró un "campo aburrido" de mínima innovación. Este estudio cambia el panorama. Con la combinación de IA, biología celular y diseño de proteínas, no estamos lejos del día en que la obstrucción sea cosa del pasado. El diente se reparará solo.
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