Breaking News

چشم انداز کاربرد سلول های بنیادی در دندانپزشکی

در سال های اخیر، تحقیقات سلول های بنیادی رشد چشمگیری داشته است و این رشد مرهون به رسمیت شناختن پتانسیل درمانی سلولهای بنیادی در بهبود زندگی بیماران مبتلا به طیف گسترده ای از بیماریها بوده است. نتایج درمانی امیدوار کننده ی مبتنی بر سلولهای بنیادی در شرایط آزمایشگاهی و همچنین در داخل بدن مدل های حیوانی، گمانه زنی در مورد استفاده از این سلولها را در برنامه های درمانی آینده در دندانپزشکی انسان تقویت کرده است. بر اساس توانایی تعمیر و / یا نجات بافت آسیب دیده و بازگرداندن بخشی از عملکرد یک ارگان ، بر روی انواع متعددی از سلول های بنیادی یا پیش ساز سرمایه گذاری و تحقیق شده است. برخی از بافت های دندانی منبعی غنی از سلول های بنیادی مزانشیمی هستند که برای کاربردهای مهندسی بافت مناسب می باشند، زیرا سلول های بنیادی مزانشیمی دارای پتانسیل تمایز به انواع مختلفی از سلول ها، از جمله ادونتوبلاستها، سلولهای پیش ساز عصبی، استئوبلاست، کندروسیتها(غضروف) و سلولهای چربی هستند. بر این اساس، ابداعاتی خلاقانه برای تولید نسل جدیدی از مواد بالینی و یا روشها و موادی برای بازسازی بافت انجام شده است. سلول های بنیادی مزانشیمی که در بافتهای دندانی یافت می شوند، شامل سلولهای بنیادی پالپ دندان، پاپیلای دندانی و فولیکول دندانی، دندانهای شیری کنده شده و لیگامان پریودنتال می باشند. این سلولها می توانند جدا و تخلیص شده و تحت شرایط کشت بافت خاصی، رشد کرده و در مهندسی بافت، از جمله، بازسازی دندان، اعصاب و استخوان استفاده شوند.

مقدمه
سلول های بنیادی سلولهای اولیه ی همه سلول های بدن هستند، هنگامی که یک سلول بنیادی تقسیم می شود، هر سلول جدید دارای پتانسیل بالقوه ای برای باقی ماندن بصورت یک سلول بنیادی و یا تبدیل به نوع دیگری از سلول با یک عملکرد تخصصی تر، نظیر یک سلول عضلانی، یک گلبول قرمز خون و غیره است.
این مفهوم زمانی روشن ترخواهد شد که مفهومی به نام پزشکی احیا کننده، جای خود را در عملکرد بالینی در آینده باز کند. سلول های بنیادی نقش مهمی در درمانهای پزشکی در آینده بازی خواهند کرد زیرا آنها می توانند به آسانی رشد کرده و به چند نوع سل لاین(خط سلولی) مختلف در محیط کشت متمایز شوند(دانشمندان با کمک مواد و روشهای مختلف آنها را به انواع مختلفی از سلولها تبدیل می کنند).
به تازگی، سلول های بنیادی مزانشیمی در دندان یافت شده اند، چنین سلولهایی بخشی کلیدی برای دستیابی به روشهای بازسازی بیولوژیکی بافتهای دندانی هستند.

خواص منحصر به فرد سلول های بنیادی

  • بازسازی: سلول های بنیادی می توانند در مدت زمان طولانی تری نسبت به سلول های دیگر بدن تکثیر شوند.
  • تمایز: سلول های بنیادی سلول های تخصص نیافته ای هستند که می توانند به سلول های تخصصی بدن تمایز یابند. مواد میکروسکوپی پیرامون این سلولها (microenvironment ) تعادل بین تجدید این سلولها(باقی ماندن به شکل سلولهای بنیادی) و تمایز آنها به سلولهای تخصصی را کنترل می کنند(شکل 1).

fig1

شکل1- خصوصیات منحصر به فرد سلولهای بنیادی

پتانسیل سلولهای بنیادی

: Totipotent هر سلول می تواند به یک سلول جدید تبدیل شود، مانند سلول های جنین 1 تا 4 روزه.

Pluripotent EGC : سلول ها می توانند به هر نوع سلول دیگری تبدیل شوند مانند برخی از سلول های بلاستوسیست (جنین 5 تا 14 روزه، شکل2 ).
Multipotent : سلول های تمایز یافته ای که می توانند به تعدادی از بافت های دیگر تبدیل شوند. سلولهای بافت جنین، خون بند ناف و سلول های بنیادی بالغ.

fig2

شکل2-تمایز سلولهای پلوریپوتنت

 انواع سلول های بنیادی

  1. سلولهای بنیادی جنینی

این سلولها در شرایط آزمایشگاهی از لقاح مصنوعی  یا از جنین 3  یا 4 روزه ی سقط شده، که حاوی 50 تا 150 سلول است، بدست می آیند. این سلولها در مرحله بلاستوسیست جنین انسان هستند، بدست آوردن این سلولها با تخریب یک جنین همراه است. در محیط کشت نسبتا به راحتی رشد می کنند. اما از لحاظ فنی، کنترل و رشد این سلول ها دشوار است و ممکن است پس از تزریق، تشکیل تومور دهند. بحثهایی در مورد استفاده از سلول های بنیادی جنینی حاصل از جنین از نظر اخلاقی و مشکلات فنی مرتبط با آن در جریان است. نوع دیگری از این سلولها بنام Embryonic germ یا (EG) جوانه ی جنینی، سلولهایی هستند که از بافتهای جنینی در مراحل بعدی توسعه ی جنین جمع آوری شده و در مهندسی بافت مورد استفاده قرار می گیرند.

fig3.pngشکل3-سلولهای بنیادی جنینی

  1. سلولهای بنیادی سوماتیک بالغ

این سلولها در میان برخی از سلول های تمایز یافته در یک بافت و یا عضو خاص، بند ناف جفت و دندانهای شیری یافت می شوند. یافتن این نوع سلولها در بافتهای بالغ نادراست، بنابراین جدا کردن این سلولها از بافت های بالغ یک چالش بزرگ محسوب می شود و شبیه سازی آنها در محیط کشت سلولی هنوز نتیجه ای نداشته است . ما به تعداد زیادی از این سلولها برای درمان های جایگزینی سلول های بنیادی نیاز داریم. این سلولها  دارای دو خصوصیت می باشند: اول توانایی تکثیر و دوم تقسیم آنها برای ایجاد یک سلول متمایزتر از خودشان. این سلولها را می توان در همه ی کودکان و بزرگسالان یافت : در بند ناف، سلول های بنیادی خونساز، سلولهای بنیادی مزانشیمی .

احتمال رد پیوند پس از پیوند این سلولها کمتر است و نیازی به استفاده از داروهای سرکوبگر سیستم ایمنی نیست. اجماع عمومی دانشمندان اینست که پتانسیل سلول های بنیادی بالغ به اندازه ی سلولهای بنیادی جنینی نیست( تعداد و نوع سلول های تمایز یافته ای که می توانند به آن تبدیل شوند کم است) (شکل 4).

fig4.pngشکل4- سلولهای بنیادی مزانشیمی

کلونینگ

  • کلونینگ یا شبیه سازی تولید مثلی: در این روش موجودات جدیدی با ژنتیک یکسانی نسبت به اهدا کننده تولید می شود.
  • کلونینگ یا شبیه سازی درمانی: از این روش برای تولید یک محصول درمانی (واکسن، پروتئین انسانی، و غیره) یا تحویل اندامی که رد نخواهد شد، استفاده می شود، این کار با استفاده از مدل های حیوانی بیماریهای انسانی انجام می گردد.
  • کلونینگ DNA: پرورش حیوانات یا گیاهانی با صفات ژنتیکی مطلوب (مهندسی ژنتیک).

استفاده های فناوری سلول های بنیادی

  • تعویض بافت یا اندام.
  • مرمت و بازسازی انواع سلولهای معیوب.
  • تحویل درمان ژنتیکی .
  • تحویل عوامل شیمی درمانی

چالش های تحقیقات سلول های بنیادی و شبیه سازی

  • سلول های بنیادی باید به نوع مناسبی از سلول یا سلولها قبل از استفاده ی بالینی متمایز شوند.
  • به تازگی، اختلالاتی در تعداد کروموزومها و ساختارهای آنها پیدا شده است.
  • پس از قرار گرفتن در بدن بیمار توسعه ی سلول های بنیادی یا تکثیر آنها باید کنترل شود.
  • امکان رد پیوند سلول های بنیادی به عنوان یک بافت خارجی بسیار بالا است.
  • احتمال آلودگی به ویروس ها، باکتری ها، قارچ ها و مایکوپلاسما وجود دارد.

سازمان بهداشت جهانی اعلام کرده است: خدمات ژنتیک برای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها صرف نظر از هزینه های آن، باید در دسترس همگان قرار گیرد و ارائه ی این درمانها برای کسانی که بیشترین نیاز را به آن دارند، در اولویت است.

سلول های بنیادی دندان
در دندانپزشکی، تحقیقات بسیاری بر روی مهندسی بافت (که ترکیبی از زیست شناسی، مهندسی شیمی و علوم بالینی است) با استفاده از انواع مختلفی از سلول های بنیادی دندان در داخل بدن و در شرایط آزمایشگاهی انجام شده است(جدول 1).  تحقیقات سلول های بنیادی یکی از حوزه های شگفت انگیز زیست شناسی معاصر است، اما مانند بسیاری از زمینه های در حال گسترش، همگام با کشفیاتی که در مورد سلول های بنیادی صورت گرفته است، به سرعت پرسشهایی مطرح شده است، که لزوم انجام تحقیقات بیشتر را آشکار می کند.

جدول 1- بررسی اجمالی موضوعی مقالات منتشر شده در داخل بدن و در شرایط آزمایشگاهی

table1

کاربردهای بالقوه ی سلول های بنیادی دندان
سلول های بنیادی دندان دارای پتانسیل تمایز چندگانه و ظرفیت تمایز به دودمانهای سلولی مجزا نظیر سلولهای استخوان ساز، چربی ساز و نوروژنیک(عصبی) هستند. بنابراین، از این سلول ها برای مطالعات مهندسی بافت، برای ارزیابی پتانسیل آنها در برنامه های کاربردی بالینی استفاده می شود، (جدول 2).

table2جدول 2- برنامه های کاربردی سلول های بنیادی دندان

 منابع سلول های بنیادی بالغ

بافت دندان، یک بافت تخصصی است که بطور مستمر مانند بافت استخوانی بازسازی نمی شود.
MSC یا سلول های بنیادی مزانشیمی بافت دندان عبارتند از: DPSC یا سلولهای بافت پالپ انسانی (سلول های بنیادی پالپ دندان پس از دوره ی جنینی)، SHED یا دندانهای شیری کنده شده ، PDLSC یا لیگامان پریودنتال، SCAP یا پاپیلای اپیکال ، DFPC یا پیش سازهای فولیکول دندانی( شکل 5).

fig5.pngشکل 5- سلولهای بنیادی مزانشیمی دندان

مواد دفعی دندانپزشکی بالینی ممکن است منبع خوبی برای جداسازی سلول های بنیادی باشند از جمله می توان به دندان های نهفته( impaction ) که به دلایل ارتودنسی یا دلایل پریودنتیت برگشت ناپذیر کشیده می شوند و دندانهای شیری کنده شده، اشاره کرد.
سلول های بنیادی دندانی مختلف دارای ویژگیهای مختلفی هستند که در جدول 3 خلاصه شده است.

table3جدول 3- خواص سلول های بنیادی دندان پزشکی

نشانگرهای سطحی سلول معمولا برای تعیین خصوصیات سلول های بنیادی دندان(DPSCs) استفاده می شوند، این نشانگرها برای سلولهای PDLSCs یا سلول های بنیادی لیگامان پریودنتال: DFCs ، یا سلول های فولیکول دندانی، SCAP یا سلول های بنیادی گرفته شده از پاپیلای اپیکال ریشه ،عبارتند از: OCT-4  یا فاکتور رونویسی اکتامر -4 (یکی از فاکتورهای رونویسی که به توالی ATTTGCAT  بر روی DNAمتصل می شود) ، SSEA-1، یا آنتی ژن مرحله خاص جنینی -1 و SSEA-4 یا آنتی ژن مرحله خاص جنینی چهارم.
تحقیقات اخیر نشان داده است فولیکول دندانی، اگر در مراحل اولیه استخراج شود- زمانیکه ریشه ی دندان هنوز تشکیل نشده است- شامل یک دودمان سلولی از DFCs می باشد که مشخصه ی آن مقادیر زیادی نشانگرهای سلول های بنیادی جنینی (ESC)نظیر:   CD90، آنتی ژن رد تومور(TRA)  -1-60، TRA – 1-81، OCT-4،CD133  و SSEA-4  است.
در سال 2003، دکتر Songtao Shi دندانپزشک اطفال، “سلول های بنیادی دندان کودک” را در دندان های شیری دختر شش ساله ای کشف کرد، او خوشبختانه موفق به جداسازی، رشد و حفظ توانایی احیای این سلول های بنیادی شد، او نام این سلولها را SHED ( مخفف Stem cells from Human Exfoliated Deciduous teeth یا سلول های بنیادی دندان شیری کنده شده ی انسان) گذاشت.

انواع سلول های بنیادی دندان

  1. سلولهای SHED یا Exfoliated Deciduous Teeth SC’s: از مشخصات این سلولها می توان به تکثیر سریع، دو برابر شدن آسان تر جمعیت آنها و تشکیل ساختارهای کروی شکل خوشه ای در محیط کشت نوروژنیک اشاره کرد.
    fig6                                 شکل 6.  Exfoliated Deciduous Teeth SC’s Masako Miura, et al 2003 (17)

همچنین به این سلولها، سلول های بنیادی نابالغ گفته می شود. قادر به بازسازی یک مجموعه ی کامل عاج- پالپ در داخل بدن می باشند. بر خلاف DPSC  می توانند به سلولهای تشکیل دهنده ی استخوان تمایز یابند. خصوصیات سلولهای SHED  با سلول های بنیادی پالپ دندان توسط Xi Wang  و همکاران در مجله ی archive oral biology 2012 مقایسه شده است. سلولهای SHED  دارای سرعت بالاتری در تکثیر و قابلیت تمایز بیشتری در مقایسه با سلولهای DPSCs  در شرایط آزمایشگاهی هستند.
پیوند این سلولها در داخل بدن نشان داد سلولهایSHED   دارای قابلیت مینرالیزاسیون بالاتری نسبت به DPSCs  می باشند. سلولهای SHED ممکن است یک منبع جایگزین مناسب، در دسترس و بالقوه برای دندانپزشکی ترمیمی و کاربردهای درمانی باشد( شکل 7) .

fig7.pngشکل 7- Xi Wing  و همکاران  2012 (18)

 fig8.png

شکل 8-ذخیره ی دندانهای شیری، گامی ضروری

  1. سلولهای بنیادی پالپ دندان یا DPSCs : این سلولها اولین سلول های بنیادی جدا شده از سومین دندان مولر انسان بالغ می باشند. سلول های بنیادی پالپ دندان (DPSCs) نوعی کلونی سلول بالغ هستند که دارای ظرفیتی قوی برای نوسازی خود و تمایز به چندین دودمان سلولی می باشند.
    در برخی مطالعات ثابت شده است که سلولهای DPSCs قادر به تولید بافت دندان در داخل بدن( in vivo) از جمله عاج، پالپ، و ساختارهای تاج مانند(crown-like structures) هستند. در حالی که تحقیقات دیگر نشان داده اند این سلول های بنیادی می توانند موجب تشکیل بافتهای شبه استخوانی شوند. از لحاظ تئوری، دندان های زیستی ساخته شده از سلولهای بنیادی پالپ دندان فرد بیمار (autogenous DPSCs) ،بهترین انتخاب برای بازسازی بالینی دندان می باشند.

جداسازی سلول های بنیادی پالپ دندان

بروش آنزیمی این سلولها را جدا کرده و بر روی عاج برای تولید سلولهای ” Odontoblast-like” می کارند.
تمایز چند دودمانی  زیر گروه های جمعیتی DPSC  به شرح زیر است:
– Adipogenic
–  Neurogenic
–  Osteogenic
–  Chondrogenic
–  Myogenic

تشکیل نابجای(Ectopic Formation) کمپلکس شبه عاج- پالپ

پیوند سلولهای DPSC که با هیدروکسی آپاتیت / تری کلسیم فسفات (HA / TCP) مخلوط شده بودند کمپلکس های بافتی شبه عاج – پالپ نابجایی را در موشهای دچار نقص ایمنی تشکیل می دهد( Gronthos  و همکارانش سال 2000؛ Batouli و همکارانش سال 2003) . سلول های شبه ادونتوبلاست یا Odontoblast-like cells ، سیالوفسفوپروتئینهایی(DSPP) را تولید می کنند که تشکیل توبولهای عاجی می دهند که مشابه با توبولهای عاجی طبیعی هستند. این مطالعات، یک پیشرفت جدید در حفظ بافت پالپ در درمانهای آینده و یک جایگزین جدید برای درمان بیولوژیکی بیماریهای ریشه ی دندان است. تمایز DPSC به یک دودمان سلولی خاص عمدتا از طریق  اجزای  میکرومحیط ( microenvironment ) پیرامون سلول مانند: فاکتورهای رشد، مولکول های گیرنده، مولکول، فاکتورهای رونویسی و پروتئین ماتریکس خارج سلولی تعیین می شود.

  1. سلولهای بنیادی SCAP یا Apical Papilla SC’s
    این سلولها مانند گنج پنهان هستند و دارای پتانسیل بازسازی پالپ / عاج و استفاده در مهندسی BioRoot می باشند . آنها قادر به تشکیل سلول های شبه ادونتوبلاست(تمایز ادنتوژنیک) و تولید عاج در داخل بدن هستند و به احتمال زیاد منبع سلولی ادونتوبلاستهای اولیه برای تشکیل عاج ریشه هستند(شکل 9).

fig9.png

شکل 9- Apical Papilla SC’s

 هنگامی که پاپیلای اپیکال ریشه ی باکال دیستال( distal buccal root apical papilla ) از دندان مولر اول پایین با عمل جراحی از یک بچه خوک نه ماهه خارج گردید، در طی  3ماه پیگیری، رشد و توسعه ی ریشه باکال دیستال متوقف گردید (فلش سیاه) اما سایر ریشه ها به رشد و توسعه ی طبیعی خود ادامه دادند(فلش قرمز)، (شکل 10).

fig10.png

شکل 10 – آزمایش Apical Papilla SC

  1. سلولهای PDLSC یا سلولهای بنیادی لیگامان پریودنتال

مفهوم وجود سلول های بنیادی در بافتهای پریودنتال برای اولین بار حدود 30 سال پیش توسط Melcher  پیشنهاد گردید. این سلولها در تشکیل cementoblasts و osteoblasts نقش دارند، آنها همچنین
در هموستازی و بازسازی بافتهای پریودنتال نقش دارند. سلولهای بنیادی مزانشیمی به عنوان یک منبع تجدید پذیر از سلول های پیش ساز تولید کننده ی  cementoblasts، استئوبلاست، و فیبروبلاست عمل می کنند.

بازسازی نقایص لثه با سلولهایPDLSC

  • فاکتور رشد مشتق شده از پلاکت ( PDGF)
  • فاکتور رشد مشتق شده از انسولین(IGF)
  • پلاسمای غنی از پلاکت(PRP)
  • درمان بازسازی مبتنی بر سلول

درمان ترمیمی یا احیا کننده ی مبتنی بر سلولهای بنیادی لیگامان پریودنتال
در سال 2006 یاماداتا و همکارانش در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از سلولهای بنیادی اتولوگ BMMSC ترمیم نقایص لثه را تسهیل کردند. بازسازی لیگامان پریودنتال( PDL)  به اندازه ی بازسازی استخوان مهم است در غیر این صورت انگیلوزیس(ankylosis) رخ می دهد.
لیو و همکارانش در سال 2008نشان دادند که PDLSC ممکن است یک منبع ایده آل برای بازسازی PDL باشد. احقیقات نشان داد PDLSC انسانی که در شرایط آزمایشگاهی تولید و در یک داربست سه بعدی (اسفنج فیبرین و جایگزین- مشتق بوین) کاشته شده است استخوان تولید می نماید.
همچنین در مطالعات دیگر نشان داده شد که این سلول ها خصوصیات سلول های بنیادی و ظرفیت بازسازی بافت را در خود حفظ می کنند. این یافته ها نشان می دهد که سلول های بنیادی لیگامان پریودنتال ممکن است در ساختن یک ریشه بیولوژیک که بتوان از آن در روشی مشابه با ایمپلنت های فلزی استفاده کرد، بکار روند.

مقایسه ی سلولهایDPSC  با سلولهای SCAP

  • Apical papilla پیش ساز پالپ رادیکولار است.
  • .Earlier line of stem/progenator cells (SCAP)
  • SCAP منبع برتری از سلول های بنیادی است.
  1. DFPC یا سلولهای پیش ساز فولیکول دندان

سلولهای پیش ساز فولیکول دندان، منشاء پریودنشیوم هستند که شامل cementum ،PDL  و استخوان آلوئول است.
فولیکول دندانی بافت همبند سستی است که دندان در حال توسعه را، احاطه کرده است. بنابراین DFPC می تواند یک منبع سلولی برای سلول های بنیادی مزانشیمی باشد.
این  سلولها می توانند جدا شده و تحت شرایط تعریف شده ای در محیط کشت بافت رشد کنند و خصوصیات این سلول های بنیادی که اخیر کشف شده است پتانسیل استفاده از آنها را در برنامه های مهندسی بافت، لثه، سمان، PDL و استخوان آلوئول افزایش داده است.

منبع این سلولها دندانهای مولر سوم نهفته است.

کاربرد سلولهای بنیادی در دندانپزشکی
سلول های بنیادی مزانشیمی یک منبع سلولی ارزشمند برای درمان مبتنی بر سلول از طریق مهندسی بافت هستند.
دندانپزشکی ترمیمی و ایده ی سلول های بنیادی دندان، جایگزین استفاده از دستگاه ها و داروها برای بهبود علائم خواهند شد، این روش، عملکرد از دست رفته ی اندام ها و بافت های آسیب دیده ی بدن را بازسازی می نماید.
هدف نهایی از بازسازی دندان، جایگزینی دندان از دست رفته با یک دندان بیولوژیک است. مهندسی دندان مبتنی بر سلول های بنیادی، یک رویکرد امیدوار کننده برای ساخت دندان بیولوژیکی (دندان زیستی) تلقی می شود. سلول های بنیادی پالپ دندان (DPSCs) نشان دهنده نوعی کلونی سلولی بالغ هستند که دارای ظرفیتی قوی برای تجدید خود بوده و قابلیت تمایز به چندین لاین سلولی(دودمان سلولی) را دارا می باشند. دندان زیستی ساخته شده از DPSCs فرد بیمار( autogenous)، بهترین انتخاب برای بازسازی دندان بصورت بالینی است.
پتانسیل درمانی سلول های بنیادی در پریودنتیکس می تواند به بازسازی ساختارهای حیاتی مانند استخوان، سمان، الیاف لیگامان پریودنتال و پالپ دندان کمک کند.
چندین ساختار سر و صورت مانند کندیل مندیبل، استخوان جمجمه، شکاف جمجمه ، غدد بزاقی و بافت چربی زیر جلدی، از سلول های بنیادی مزانشیمی، فاکتور رشد و / یا روش ژن درمانی ساخته شده اند.
استفاده از سلولهای بنیادی  گزینه ی امیدوار کننده ای برای جایگزینی بافت استخوان و حل مشکلات مرتبط با پیوند اتوجنوس است. تکنیک های مهندسی بافت روش جایگزینی برای ترمیم آترزی استخوان فک بالا و بحث در مورد مفاهیم و پتانسیل های بازسازی استخوان از طریق تکنیک های کشت سلول به عنوان گزینه ای برای جراحی ترمیمی فک و صورت است.

درمان از طریق تحویل سلولهای بنیادی بمنظور بازسازی بافت های پریودنتال

  • با استفاده از تکنولوژی هدایت جراحی بازسازی بافت یا استخوان، سلولهای بنیادی در محل مورد نظر قرار داده می شود.
  • انواعی از عوامل رشد و گرافت های مختلف استخوان و یا مواد جایگزین برای طراحی و عملکرد تکنولوژی احیا کننده درونزا، توسط بکارگیری سلول های میزبان (cell homing) و یا درمانهای مبتنی بر سلول های پیوندی از طریق پیوند سلول های خارجی برای افزایش بازسازی بافت های پریودنتال و یکپارچه سازی بیومکانیکی آن بکار گرفته می شوند.
  • مطالعات پیش بالینی و بالینی ارائه ی سلول های بنیادی اتولوگ یا آلوژنیک با منشأ دندانی یا غیر دندانی به لثه از طریق روش های مبتنی بر بیومتریال یا بدون نیاز به بیومتریال انجام شده است. بسیاری از درمان های مبتنی بر تحویل سلول های بنیادی قبل از این اتولوگ بوده و همچنان به صورت اتولوگ انجام می شوند.
  • درمان تیپیک با بیوپسی از بافت دهنده آغاز شده، جدا سازی و گسترش سلول ها صورت می گیرد و در نهایت، سلولهای درمانی به اهدا کننده بازگردانده می شود.
  • استفاده از سلول های آلوژنیک ذخیره شده در بانک سلولی بسیار ارزان تر و عملی تر از استفاده از سلولهای بنیادی اتولوگ است.
  • تصمیم به استفاده از سلول های بنیادی در درمان پریودنتال، به خصوص سلولهایی از منبع آلوژنیک، نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق خطرات و مزایای مرتبط با این روش دارد.
  • به خصوص در مواردی که بیماری سبب بروز نقایص بزرگی در بافت لثه شده باشد.
  • تحویل سلول های بنیادی لیگامان پریودنتال (PDLSCs) به نقایص داخل استخوان پریودنتال از طریق ورق های سلولی (A) یا پلت سلولی (B) انجام می شود. در یک آزمایش بالینی از PDLSCs اتولوگ به دست آمده از دندان مولر سوم بیمار(ها) برای درمان پریودنتال استفاده گردید(15).
  • در پیوند ورق سلولی لیگامان پریودنتال، سلولهای لیگامان پریودنتال انسانی از دندان کشیده شده گرفته شده و در ظروف کشت پاسخگو به دما، در 37 درجه سانتی گراد کشت می شود. ورق های سلولی قابل پیوند، با کاهش درجه حرارت به 20 درجه سانتی گراد، برداشت شده و بر روی مدل پریودنتیت موش صحرایی athymic پیوند می گردد، شکل 11 A & B .(24)

fig11.png

شکل 11 الف – مهندسی ورق سلولی

 fig12.png

شکل 11 ب- بازسازی لیگامان پریودنتال 4 هفته پس از پیوند، بافت لیگامان پریودنتال بازسازی شده (در سمت چپ) در موش کنترل بدون پیوند ورق سلولی، لیگامان پریودنتال بازسازی نشده است(سمت راست).(24)

  •  اکثر دانشمندان خوشبین هستند که مهندسی بافت، با مخلوط پیچیده ای از زیست شناسی و شیمی، در سالهای پیش رو قابل پیش بینی تر خواهد شد .
  • بازسازی هدایت شده ی بافتی، تبدیل به یک عمل جراحی استاندارد طلایی برای بازسازی بافت های پریودنتال خواهد شد.

در این روش یک غشاء زیست سازگار بر روی نقص پریودنتال از سطح ریشه تا استخوان آلوئول مجاور، غالبا همراه با یک پیوند استخوان، پوشانده می شود(25).

بیو دندان

تشکیل ارگان در طول جنین زایی، یک فرآیند پیچیده شامل فعل و انفعالات گوناگون سلول به سلول موضعی در سطح مولکولی و مکانیکی برای شکل گیری آرایشی بسیار پیچیده و تخصصی از سلول های تمایز یافته، ایجاد یک ماتریس(داربست) به شکل دندان، افزودن سلول ها به این داربست برای ایجاد بهترین دندان است. یکی از موفق ترین تکنیک های مهندسی بافت برای بافتهای ساده استفاده از داربست زیستی تخریب پذیر است که سلول ها در آن کاشته شده و با شکل داربست تطابق می یابند  شکل 12 (26 ).

fig13.pngشکل 12- Treated dentin matrix (TDM))  به عنوان یک داربست زیستی

جایگزینی دندان زیستی

  • تحریک دندانهای سوم (tertiary tooth) (اتو و همکارانش، 1997).
  • ساخت یک دندان بالغ بصورت de novo (جدید)، Robey سال 2005.
  • کشت جوانه های سلولی جدا شده از دندان مولر سوم درون داربستی به شکل دندان (Young و همکارانش سال 2002؛ Duailibi و همکارانش سال 2004)
  • تولید یک primordium دندان از سلولهای بنیادی کشت شده (Ohazama و همکارانش در سال 2004)

تحقیقات بر روی استفاده از سلولهای بنیادی برای رشد مجدد دندان جدید از حدود حداقل 10 سال پیش آغاز شده است.
در سال 2002، پروفسور پل شارپ از موسسه ی دندانپزشکی کالج کینگ در لندن، رشد دندان مجدد با سلول های بنیادی در موش را در دندانپزشکی ترمیمی در انسان محقق نمود.
محققان دانشگاه توکیو در سال 2009 موفق به کاشت جوانه های سلول های بنیادی دندان در موش شدند این جوانه ها به یک دندان کامل رشد یافتند.

محققان مرکز پزشکی دانشگاه کلمبیا با استفاده از داربست، موفق به رشد مجدد دندانی شدند که از نظر آناتومیکی صحیح بود ( دندان کاربردی در چند ماه).

در سال 2011، گروه تحقیقاتی دانشگاه پزشکی و دندانپزشکی توکیو موفق به اثبات مفهوم “اندام های بالغ تولید شده به روش مهندسی زیستی” شدند، آنها توانستند یک دندان بالغ را از پیوند یک جوانه ی دندان بیومهندسی شده، با موفقیت تولید کنند.
دندان پیوند شده ( تولید شده به روش مهندسی زیستی) دارای عملکردهای فیزیولوژیکی دندان طبیعی نظیر: جویدن، عملکرد لیگامان پریودنتال برای بازسازی استخوان و پاسخگویی به تحریکات مضربود. این مطالعه یک پیشرفت قابل توجه بوده و پتانسیل واقعی جایگزین نمودن ارگان بالغ تولید شده به روش مهندسی زیستی را به عنوان یک درمان احیا کننده ی نسل بعد به تصویر کشید.

fig14.pngشکل 13 – خلاصه شماتیکی از چهار رویکرد مختلف ممکن برای تولید دندان به روش مهندسی بافتی. راشل سرتاج و پل شارپ 2006

موشtooth replacement

موانع بازسازی دندان

  • اندازه ی غیر طبیعی (کوچک) دندان.
  • عدم تشکیل ریشه ای با ثبات است.
  • رویش ناقص تا قرار گرفتن در اکلوژن

 مهندسی بافت پالپ / بازسازی

تلاش های اولیه (Myers و Fountain ، 1974) منجر به تشکیل یک لخته خون در کانال گردید اما تنها به تشکیل بافت همبند انجامید.
اخیرا سلول های پالپ بر روی اسید پلی گلیکولیک (PGA) رشد یافته و بافت پالپ مانندی در شرایط آزمایشگاه و موجود زنده(in vivo) بوجود آوردند(Gu و همکارانش، 1996؛ Moony و همکارانش، 1996، و Burma و همکارانش، 1999).
از زمان جداسازی و شناسایی ویژگیهای سلولهای بنیادی پالپ دندان از SHED و  SCAP، تحقیقات بسیار پیچیده تری بر روی دندانپزشکی ترمیمی صورت گرفت (هوانگ و همکارانش، 2006 و 2008 ؛. موری و همکارانش، 2007؛ پرسکات و همکارانش، 2008).

بازسازی مدرن پالپ
کشت سلولهای SHED بر روی داربست مصنوعی قرار داده شده در فضای محفظه ی پالپ، سلولهای شبه ادونتوبلاستی را تولید کرد که در برابر سطح عاج موجود قرار گرفت(Not orthotopic) (Cordeiro و همکارانش، 2008).
Speculation: سلول های بنیادی مزانشیمی تمایز نیافته مقیم در بافتهای پری آپیکال و BMMSC موجود در استخوان آلوئول فک را می توان به فضای کانال ریشه از طریق لخته ی خون برای بازسازی بافت پالپ و تشکیل ادونتوبلاستها معرفی کرد. (Myers و Fountain ، 1974) .
More realistically: ویژگی های شناخته شده ی DPSC ، PDLSC و SCAP نشان می دهد که تولید ادونتوبلاستها از PDL و استخوان پری اپیکال بعید بنظر می رسد.
سلول های بنیادی دندان، سلول های بنیادی مزانشیمی با چندین پتانسیل مانند نرخ تکثیر بالا،
قابلیت تمایز چند گانه، دسترسی آسان، قدرت زنده ماندن بالا و القا آسان به دودمانهای سلولی مجزا هستند.
تحقیقات علوم پایه و زیست شناسی سلول های بنیادی باید قبل از استفاده ی دانشمندان از این سلولها در آزمایشات بالینی انجام شود.

نویسنده : سوره علی احمد فواد، رئیس دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی خلیج فارس، عجمان / امارات متحده عربی

مترجم: ماندانا فرخی نیا

مدیر سایت: از همکاران و تمامی دوستان عزیز خواهشمندیم ضمن استفاده و انتشار این ترجمه با ذکر منبع ، اطلاعات جدید خود را برای ما ارسال نمایند. با تشکر دکتر فرحناز فرخی نیا

سایت:

http://pubs.sciepub.com/ijdsr/3/2A/4/

برای مشاهده ی تمام منابع استفاده شده در این مقاله به آدرس سایت بالا مراجعه نمایید.

منبع:

“Dental Stem Cells: A Perspective Area in Dentistry.” International Journal of Dental Sciences and Research 3.2A (2015): 15-25.