Une dent est composée de trois couches : rétention (intérieure), dent (milieu) et émail (extérieure). L'émail est la substance la plus dure du corps humain et protège la dent des dommages externes. Mais il présente un inconvénient : après le développement des dents pendant l'enfance, l'émail ne peut pas se régénérer. Toute blessure est permanente. C'est pourquoi nous avons des obturations, des couronnes, des implants. Mais une nouvelle étude publiée dans l'International Journal of Oral Science (groupe Nature) de l'Université de Washington présente une avancée majeure : une protéine conçue par l'IA qui peut faire mûrir les cellules de l'émail en laboratoire et produire un véritable aspect semblable à celui de l'émail.
Pourquoi l'émail est-il si difficile à imiter ?
Les cellules améloblastes sont les cellules qui produisent l'émail. Ils ne sont actifs que dans l’enfance, lors du développement des dents. Puis ils meurent ou disparaissent. Pendant des années, les scientifiques ont tenté de les "faire revivre" en laboratoire, mais sans succès : les cellules n'ont pas mûri jusqu'au bon stade et n'ont certainement pas réussi à produire de l'émail dur.
La raison principale : les cellules améloblastiques ont besoin d'un signal spécifique provenant d'autres cellules de la dent. Cette lettre s'appelle « Delta » et apparaît de manière appropriée dans le nom des odontoblastes. Sans cela, les cellules améloblastiques ne savent pas qu'elles doivent mûrir.
La solution : une protéine conçue par l'IA
L'équipe de l'Université de Washington, par l'intermédiaire de l'Institut de cellules souches et de médecine régénérative (ISCRM), a pu résoudre le problème grâce à une nouvelle approche : Ils ont conçu une protéine sur un ordinateur qui imite le signal Delta. C'est un excellent exemple de la façon dont l'IA change la biologie.
La protéine, appelée « agoniste Notch soluble » (agoniste soluble de la voie Notch), contourne le besoin d'un signal provenant des cellules odontoblastes. Il active directement la voie dans les cellules améloblastiques, les faisant mûrir dans une nouvelle phase identifiée dans l'étude : « améloblaste sécrétoire mature positif à WDR72 » ou ismAM en abrégé.
L'expérience de la souris : créer de l'émail dans un corps vivant
L'équipe n'était pas satisfaite du laboratoire. Ils ont implanté les organoïdes (groupes de cellules améloblastiques adultes) sous la capsule rénale de souris. Après quelques semaines, les cellules formaient une substance calcifiée semblable à de l'émail. C'est la première fois qu'un aspect semblable à de l'émail est réellement créé dans un corps vivant en utilisant cette approche.
Où va-t-il ?
La prochaine étape consiste à accélérer le processus. Les chercheurs prévoient :
- Combinaison avec Dentin. Le courrier électronique seul ne suffit pas. Vous avez également besoin de la dent intérieure. La prochaine étape : créer un organoïde plus complexe
- Transplantation dans des modèles plus complexes. Il se trouve maintenant sous la capsule rénale. La prochaine étape : l'implantation dans la mâchoire d'un animal
- Tests de sécurité. Principalement une peur du cancer, car les cellules souches peuvent devenir incontrôlables.
Les chercheurs estiment que les essais cliniques chez l'homme pourraient commencer dans 5 à 7 ans. Des dents auto-régénératrices pourraient être disponibles entre 2035 et 2040.
Qu'est-ce que cela signifie pour la dentisterie ?
Si le traitement réussit, il remplacera :
- Obturations (production semblable à de l'émail au lieu de l'obturation)
- Couronnes (régénération complète d'une dent)
- Implants (implantation de cellules souches au lieu de métal)
- Prothèses dentaires
Cela pourrait également modifier le traitement de l'amélogenèse imparfaite, une maladie génétique qui provoque un défaut de l'émail dès la naissance. Dans l'étude, il a été identifié qu'un gène appelé DLX3 est essentiel à la production d'émail. Un changement dans ce gène est à l'origine de la maladie.
Applications supplémentaires
Rénover les dents n'est qu'un début. La technologie des protéines conçues par l'IA pour l'activation des voies cellulaires peut également être utilisée pour :
- Renouvellement osseux (ostéoporose)
- Renouvellement de la peau (plaies, cicatrices)
- Renouvellement du cartilage (arthrose)
- Renouvellement des cheveux
L'essentiel
Pendant des années, la dentisterie a été considérée comme un « domaine ennuyeux » avec peu d'innovation. Cette étude change la donne. Grâce à la combinaison de l'IA, de la biologie cellulaire et de la conception de protéines, nous ne sommes pas loin du jour où le colmatage appartiendra au passé. La dent se réparera d'elle-même.
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