Bir diş üç katmandan oluşur: tutma (iç), diş (orta) ve mine (dış). Mine insan vücudundaki en sert maddedir ve dişi dış etkenlerden korur. Ancak kötü bir özelliği vardır: Çocukluk döneminde dişler geliştikten sonra diş minesi yenilenemez. Herhangi bir yaralanma kalıcıdır. Bu yüzden dolgularımız, kaplamalarımız, implantlarımız var. Ancak Washington Üniversitesi'nin Uluslararası Oral Bilim Dergisi'nde (Doğa grubu) yayınlanan yeni bir çalışma, bir buluş sunuyor: Emaye hücrelerini laboratuvarda olgunlaştırabilen ve gerçek emaye benzeri ürünler üretebilen, yapay zeka tarafından tasarlanmış bir protein.
Emayeyi taklit etmek neden bu kadar zor?
Ameloblast hücreleri diş minesini üreten hücrelerdir. Sadece çocukluk döneminde dişlerin gelişimi sırasında aktiftirler. Sonra ölürler ya da yok olup giderler. Bilim adamları yıllarca onları laboratuvarda "canlandırmaya" çalıştılar ama başarılı olamadılar: Hücreler doğru aşamaya kadar olgunlaşmadı ve kesinlikle sert diş minesini üretmeyi başaramadı.
Bunun ana nedeni: ameloblast hücrelerinin dişteki diğer hücrelerden belirli bir sinyale ihtiyaç duymasıdır. Bu harfe "Delta" denir ve odontoblastların adında uygun bir şekilde görünür. Bu olmadan ameloblast hücreleri olgunlaşmaları gerektiğini bilmezler.
Çözüm: Yapay zeka tarafından tasarlanan bir protein
Washington Üniversitesi ekibi, Kök Hücre ve Rejeneratif Tıp Enstitüsü (ISCRM) aracılığıyla sorunu yeni bir yaklaşımla çözmeyi başardı: Bir bilgisayarda Delta sinyalini taklit eden bir protein tasarladılar. Bu, yapay zekanın biyolojiyi nasıl değiştirdiğine dair harika bir örnek.
"Çözünür Çentik agonisti" (Notch yolu için çözünür agonisti) olarak adlandırılan protein, odontoblast hücrelerinden gelen sinyal ihtiyacını atlar. Ameloblast hücrelerindeki yolu doğrudan aktive ederek hücrelerin, çalışmada tanımlanan yeni bir aşamaya olgunlaşmasına neden olur: "WDR72-pozitif olgun salgılayıcı ameloblast" veya kısaca ismAM.
Fare deneyi: Canlı bir vücutta emaye benzeri bir oluşum
Ekip laboratuvardan memnun değildi. Organoidleri (yetişkin ameloblast hücre grupları) farelerin böbrek kapsülünün altına yerleştirdiler. Birkaç hafta sonra hücreler mine benzeri kireçlenmiş bir madde oluşturdu. Bu, bu yaklaşım kullanılarak canlı bir vücutta ilk kez emaye benzeri bir şeyin yaratıldığı zamandır.
Nereye gidiyor?
Sonraki adım süreci artırmaktır. Araştırmacılar şunları planlıyor:
- Dentin ile kombinasyon. E-posta tek başına yeterli değildir. Ayrıca iç dişe de ihtiyacınız var. Sonraki adım: daha karmaşık bir organoid oluşturmak
- Daha karmaşık modellerde transplantasyon. Artık böbrek kapsülünün altındadır. Sonraki adım: Bir hayvanın çenesine implantasyon
- Güvenlik testleri. Temel olarak kanser korkusu çünkü kök hücreler kontrol edilemez hale gelebilir
Araştırmacılar şunu tahmin ediyor: İnsanlarda klinik denemeler 5-7 yıl içinde başlayabilir. Kendi kendini yenileyebilen dişler 2035-2040'ta mevcut olabilir.
Bu diş hekimliği açısından ne anlama geliyor?
Tedavi başarılı olursa aşağıdakilerin yerine geçecektir:
- Dolgu (dolgu yerine mine benzeri üretim)
- Kuronlar (dişin tamamen yenilenmesi)
- İmplantlar (metal yerine kök hücrelerin implantasyonu)
- Diş protezleri
Aynı zamanda diş minesinin doğumdan itibaren kusurlu olmasına neden olan genetik bir hastalık olan amelogenezis imperfektanın tedavisini de değiştirebilir. Araştırmada DLX3 isimli genin emaye üretiminde kritik öneme sahip olduğu belirlendi. Bu gendeki bir değişiklik hastalığın nedenidir.
Ek uygulamalar
Dişleri yenilemek sadece başlangıçtır. Hücre yollarının aktivasyonu için yapay zeka tarafından tasarlanan proteinlerin teknolojisi aşağıdaki amaçlar için de kullanılabilir:
- Kemik yenilenmesi (osteoporoz)
- Cildin yenilenmesi (yaralar, yara izleri)
- Kıkırdak yenilenmesi (osteoartrit)
- Saç yenileme
Sonuç
Yıllar boyunca diş hekimliği, minimum düzeyde yeniliğin olduğu "sıkıcı bir alan" olarak görülüyordu. Bu çalışma resmi değiştiriyor. Yapay zeka, hücresel biyoloji ve protein tasarımının birleşimiyle, tıkanmanın geçmişte kalacağı günden çok uzakta değiliz. Diş kendini onaracaktır.
💬 תגובות (0)
היו הראשונים להגיב על המאמר.