يتكون السن من ثلاث طبقات: الاحتفاظ (الداخلية)، والسن (الوسطى)، والمينا (الخارجية). المينا هي أصلب مادة في جسم الإنسان، وتحمي الأسنان من الأضرار الخارجية. ولكن لها ميزة سيئة واحدة: بعد أن تتطور الأسنان في مرحلة الطفولة، لا يمكن للمينا أن تتجدد. أي إصابة دائمة. ولهذا السبب لدينا الحشوات والتيجان والزرعات. لكن دراسة جديدة نُشرت في المجلة الدولية لعلوم الفم (مجموعة Nature) التابعة لجامعة واشنطن تقدم اختراقًا: بروتين مصمم بواسطة الذكاء الاصطناعي يمكنه جعل خلايا المينا تنضج في المختبر وتنتج ما يشبه المينا الحقيقية.
لماذا يصعب تقليد المينا؟
خلايا الأميلوبلاست هي الخلايا التي تنتج المينا. ينشطون فقط في مرحلة الطفولة، أثناء نمو الأسنان. ثم يموتون أو يتلاشى. لسنوات، حاول العلماء "إحيائها" في المختبر، ولكن دون جدوى: لم تنضج الخلايا إلى المرحلة الصحيحة، وبالتأكيد لم تتمكن من إنتاج المينا الصلبة.
السبب الرئيسي: تحتاج الخلايا الأرومية المينائية إلى إشارة محددة من خلايا أخرى في السن. يُسمى هذا الحرف "دلتا"، ويظهر بشكل مناسب في اسم الخلايا السنية. وبدون ذلك، لا تعرف خلايا الأميلوبلاست أنها بحاجة إلى النضوج.
الحل: بروتين صممه الذكاء الاصطناعي
تمكن فريق جامعة واشنطن، من خلال معهد الخلايا الجذعية والطب التجديدي (ISCRM)، من حل المشكلة من خلال نهج جديد: لقد صمموا بروتينًا على جهاز كمبيوتر يحاكي إشارة دلتا. وهذا مثال رائع على كيفية تغيير الذكاء الاصطناعي لعلم الأحياء.
يتجاوز البروتين، المسمى "ناهض الشق القابل للذوبان" (ناهض الشق القابل للذوبان لمسار الشق)، الحاجة إلى إشارة من خلايا الأرومات السنية. إنه ينشط بشكل مباشر المسار في خلايا الأميلوبلاست، مما يؤدي إلى نضجها إلى مرحلة جديدة تم تحديدها في الدراسة: "الأميلوبلاست الإفرازي الناضج الإيجابي WDR72" أو ismAM للاختصار.
تجربة الفأر: تكوين ما يشبه المينا في الجسم الحي
لم يكن الفريق راضيًا عن المختبر. قاموا بزراعة الأعضاء العضوية (مجموعات من خلايا الأرومة الأميلوبلاستية البالغة) تحت كبسولة الكلى لدى الفئران. وبعد بضعة أسابيع، تكونت الخلايا مادة متكلسة تشبه المينا. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إنشاء ما يشبه المينا في جسم حي باستخدام هذا الأسلوب.
أين يذهب؟
الخطوة التالية هي زيادة العملية. خطة الباحثين:
- الدمج مع العاج. البريد الإلكتروني وحده لا يكفي. أنت أيضا بحاجة إلى الأسنان الداخلية. الخطوة التالية: إنشاء عضوي أكثر تعقيدًا
- الزرع في نماذج أكثر تعقيدًا. الآن هو تحت كبسولة الكلى. الخطوة التالية: الزرع في فك الحيوان
- اختبارات السلامة. الخوف بشكل أساسي من السرطان، لأن الخلايا الجذعية يمكن أن تصبح خارجة عن السيطرة
يقدر الباحثون أن التجارب السريرية على البشر يمكن أن تبدأ خلال 5-7 سنوات. ومن الممكن أن تكون الأسنان ذاتية التجديد متاحة في الفترة 2035-2040.
ماذا يعني هذا بالنسبة لطب الأسنان؟
إذا نجح العلاج، فسوف يحل محل:
- الحشوات (إنتاج يشبه المينا بدلاً من الحشوة)
- التيجان (التجديد الكامل للأسنان)
- الزراعات (زراعة الخلايا الجذعية بدلًا من المعادن)
- الأطراف الاصطناعية للأسنان
يمكن أن يغير أيضًا علاج التكوّن الناقص، وهو مرض وراثي يتسبب في خلل في المينا منذ الولادة. وفي الدراسة، تم تحديد أن الجين المسمى DLX3 مهم لإنتاج المينا. والتغير في هذا الجين هو سبب المرض.
تطبيقات إضافية
تجديد الأسنان هو مجرد البداية. يمكن أيضًا استخدام تقنية البروتينات المصممة بواسطة الذكاء الاصطناعي لتنشيط مسارات الخلايا من أجل:
- تجديد العظام (هشاشة العظام)
- تجديد الجلد (الجروح والندوب)
- تجديد الغضاريف (التهاب المفاصل العظمي)
- تجديد الشعر
الخلاصة
لسنوات عديدة، كان طب الأسنان يعتبر "مجالًا مملاً" لا يتضمن سوى الحد الأدنى من الابتكار. هذه الدراسة تغير الصورة. ومن خلال الجمع بين الذكاء الاصطناعي وعلم الأحياء الخلوي وتصميم البروتين، فإننا لسنا بعيدين عن اليوم الذي سيصبح فيه الانسداد شيئًا من الماضي. سوف يقوم السن بإصلاح نفسه بنفسه.
💬 תגובות (0)
היו הראשונים להגיב על המאמר.