מחקר חדשני על התיאום הטבעי של התפתחות השיניים בזמן ובמרחב, בראשותו של ד"ר האן-סונג יונג במכללה לרפואת שיניים של אוניברסיטת יונסאי, קוריאה, גילה שתאים "לשוניים" בצד הלשון יוצרים את השן, בעוד שתאים לכיוון הלחי, הנקראים "תאים בוקאליים", יוצרים את העצמות והחניכיים, מונחים על ידי אותות WNT ומולקולות כמו WNT. תובנות אלו יכולות לעצב שיטות עתידיות להתחדשות, החלפה ותיקון שיניים.
התפתחות השן היא תהליך דינמי הכולל את שלבי הניצן, הכובע והפעמון, ולאחר מכן התפתחות השורשים והיווצרות השן לאחר מכן. תהליכים כגון המעבר של ניצן ל-cap מתווכים על ידי אינטראקציות אפיתל-מזנכימליות. בנוסף, מיקומו של תא בעובר מתפתח קובע את גורלו בשל ההבדלים היחסיים בריכוז מולקולות האיתות וגורמי הגדילה.
מדענים יודעים זה מכבר ששן בודדת מתפתחת כניצן קטן של תאי "אפיתל" חיצוניים לתוך תאי "מזנכימליים" העמוקים יותר. לאחר מכן הוא מתעקל לצורת כובע ואז מתקפל פנימה עוד יותר כדי ליצור צורת פעמון של שן בוגרת, עם עצם וחניכיים מסביב. ד"ר האן-סונג יונג וצוותו במכללה לרפואת שיניים של אוניברסיטת יונסאי, קוריאה, הרחיבו את הממצאים הללו על ידי בחינת האופן שבו מיקומם של תאי שיניים צעירים אפיתל ומזנכימליים ישפיע על מה שהם גדלים אליו ופרסמו את ממצאיהם ב- כתב העת הבינלאומי למדעי הפה.
המחבר הראשי ד"ר יונג אמר שהצוות שלו "ביצע מחקר זה כדי לזהות כיצד זהות מיקומית לאורך הציר הלשוני-בוקאלי קובעת גורלות התפתחותיים ברורים של מזנכיים דנטלי. למחקר זה יש פוטנציאל להשפיע באופן משמעותי על ההבנה שלנו לגבי התפתחות שיניים", הוא אומר.
החוקרים הפרידו את התאים המזנכימליים בצד הלשוני והבוקאלי הן בשלבי הכובע והפעמון של עובר עכבר מתפתח והשוו את פרופילי ביטוי הגנים שלהם באמצעות RNA-seq ואחריו ניתוח העשרה של Gene Ontology כדי להבין את ההבדלים עם מיקום וזמן. לאחר מכן הם השתילו את התאים הלשוניים והבוקאליים בשלב המכסה בנפרד מתחת לקפסולת הכליה של עכברים מדוכאי חיסון כדי לראות למה כל אחד מהם גדל. ניתוח הראה שתאים בצד הלשוני נועדו בעיקר לייצור השן עצמה ולעצב את המבנה שלה, בעוד שתאים בצד הבוקאלי היו ממוקדים יותר בפעילות של תאי גזע, יצירת רקמות מסביב ותומכים בצמיחה ובתיקון השיניים. באופן לא מפתיע, רק התאים הלשוניים בכליית העכבר צמחו לאמייל השן.
החוקרים גם דיווחו על ערבוב אקראי של תאים בוליים ולשוניים של עכברים מהונדסים גנטית. "היינו סקרנים לדעת אם הם יכלו למצוא את מקומם המקורי ולהתארגן מחדש כאשר התאים המזנכימליים הלשוניים והבוקאליים עם התווית פלואורסצנטית היו מעורבים באופן אקראי, מה שהם לא רק עשו, אלא שהתאים הלשוניים גדלו לדנטין כדי ליצור את השן כמו קודם. תופעה זו נקראת ארגון עצמי תאי", אומר הסופר הראשון Eun-Jung Kim.
יתר על כן, הם חקרו בהרחבה את מולקולות האיתות בכל קבוצה ומצאו כי איתות WNT ו-R-spondins (Rspo1/2/4) מועשרים בתאים לשוניים, יחד עם שגשוג גבוה, מוות תאי נמוך וקצב הגירה גבוה יותר, המסייעים ליצירת שיניים. מצד שני, תאים בוקאליים מראים ביטוי מוגבר של מעכבי BMP, שגשוג נמוך יותר, אפופטוזיס גבוה יותר והגירה איטית יותר, המעדיפים את היווצרות העצם והרקמות שמסביב.
לסיכום, המחברים הציעו מודל של מיצוב תאי שיניים המבוסס על הציר הלינגואלי-בוקאלי ליצירת השן והרקמות הסובבות. נמצא כי המאפיינים של תאי מזנכימה דנטליים משתנים לאורך ציר זה, וגורל השן והיווצרות הרקמה הסובבת נקבע על ידי תאים מזנכימליים באמצעות איתות WNT/BMP. ידע מעמיק יותר של הניואנסים המולקולריים של התפתחות שיניים יהווה השראה למחקר נוסף בהנדסת רקמות ורפואה רגנרטיבית, אשר עשוי להוביל בסופו של דבר להתקדמות בשיקום שיניים מבוסס תאי גזע ויישומים טיפוליים יעילים יותר לשיקום ותיקון שיניים.
