Răng được tạo thành từ ba lớp: lớp duy trì (bên trong), răng (giữa) và men (bên ngoài). Men răng là chất cứng nhất trong cơ thể con người, có tác dụng bảo vệ răng khỏi những tổn thương từ bên ngoài. Nhưng nó có một đặc điểm xấu là sau khi răng phát triển ở độ tuổi thơ ấu, men răng không thể tái tạo được. Mọi tổn thương đều là vĩnh viễn. Đó là lý do tại sao chúng ta có trám răng, mão răng, cấy ghép. Nhưng một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Khoa học Răng miệng Quốc tế (Nhóm Tự nhiên) của Đại học Washington đã trình bày một bước đột phá: một loại protein do AI thiết kế có thể làm cho các tế bào men răng trưởng thành trong phòng thí nghiệm và tạo ra men răng thực sự giống như vậy.
Tại sao men răng lại khó bắt chước đến thế?
Tế bào nguyên bào men là tế bào sản xuất ra men răng. Chúng chỉ hoạt động khi còn nhỏ, trong quá trình phát triển của răng. Sau đó chúng chết hoặc biến mất. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã cố gắng "hồi sinh" chúng trong phòng thí nghiệm nhưng không thành công: tế bào không trưởng thành đến đúng giai đoạn và chắc chắn không thể tạo ra men cứng.
Lý do chính: tế bào nguyên bào tạo men cần tín hiệu cụ thể từ các tế bào khác trong răng. Chữ cái này được gọi là "Delta", và nó xuất hiện một cách thích hợp trong tên của nguyên bào ngà. Không có nó, tế bào nguyên bào tạo men không biết rằng chúng cần trưởng thành.
Giải pháp: protein được thiết kế bởi AI
Nhóm Đại học Washington, thông qua Viện Tế bào gốc và Y học tái tạo (ISCRM), đã có thể giải quyết vấn đề bằng một phương pháp mới: Họ đã thiết kế một loại protein trên máy tính bắt chước tín hiệu Delta. Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách AI đang thay đổi sinh học.
Protein, được gọi là "chất chủ vận Notch hòa tan" (chất chủ vận hòa tan cho con đường Notch), bỏ qua nhu cầu tín hiệu từ các tế bào nguyên bào ngà. Nó trực tiếp kích hoạt con đường này trong các tế bào nguyên bào tạo men, khiến chúng trưởng thành sang một giai đoạn mới được xác định trong nghiên cứu: "nguyên bào ameloblast tiết trưởng thành dương tính với WDR72" hay gọi tắt là ismAM.
Thí nghiệm trên chuột: tạo men trong cơ thể sống
Nhóm nghiên cứu không hài lòng với phòng thí nghiệm. Họ cấy các cơ quan (nhóm tế bào nguyên bào men trưởng thành) dưới nang thận của chuột. Sau vài tuần, các tế bào hình thành một chất bị vôi hóa tương tự như men răng. Đây Đây là lần đầu tiên chất giống như men thực sự được tạo ra trong cơ thể sống bằng phương pháp này.
Nó đi đâu?
Bước tiếp theo là tăng cường quy trình. Kế hoạch của các nhà nghiên cứu:
- Kết hợp với ngà răng. Chỉ email thôi là không đủ. Bạn cũng cần răng bên trong. Bước tiếp theo: tạo một organoid phức tạp hơn
- Cấy ghép trong các mô hình phức tạp hơn. Bây giờ nó nằm dưới bao thận. Bước tiếp theo: cấy vào hàm của động vật
- Thử nghiệm an toàn. Chủ yếu là sợ ung thư, vì tế bào gốc có thể trở nên không thể kiểm soát được
Các nhà nghiên cứu ước tính: thử nghiệm lâm sàng ở người có thể bắt đầu sau 5-7 năm. Răng tự tái tạo có thể xuất hiện vào năm 2035-2040.
Điều này có ý nghĩa gì đối với nha khoa?
Nếu điều trị thành công sẽ thay thế:
- Trán (sản xuất giống như men thay vì trám)
- Mão răng (tái tạo toàn bộ răng)
- Cấy ghép (cấy ghép tế bào gốc thay vì kim loại)
- Răng giả
Nó cũng có thể thay đổi cách điều trị bệnh amelogenogen không hoàn hảo, một căn bệnh di truyền khiến men răng bị khiếm khuyết từ khi sinh ra. Trong nghiên cứu này, người ta đã xác định được rằng một gen có tên DLX3 rất quan trọng cho việc sản xuất men răng. Sự thay đổi ở gen này là nguyên nhân gây bệnh.
Ứng dụng bổ sung
Việc cải tạo răng chỉ là bước khởi đầu. Công nghệ protein do AI thiết kế để kích hoạt các con đường di chuyển cũng có thể được sử dụng cho:
- Tái tạo xương (loãng xương)
- Tái tạo da (vết thương, sẹo)
- Tái tạo sụn (viêm xương khớp)
- Đổi mới tóc
Điểm mấu chốt
Trong nhiều năm, nha khoa được coi là một “lĩnh vực nhàm chán” với sự đổi mới tối thiểu. Nghiên cứu này thay đổi hình ảnh. Với sự kết hợp giữa AI, sinh học tế bào và thiết kế protein, chúng ta sẽ không còn xa nữa khi tắc nghẽn sẽ không còn là quá khứ. Răng sẽ tự lành.
💬 תגובות (0)
היו הראשונים להגיב על המאמר.