Przełom w regeneracji kości dzięki cząsteczkom mikroRNA?

Japońscy naukowcy z Institute of Science Tokyo odkryli nową, obiecującą metodę wspomagającą regenerację tkanek twardych w obrębie jamy ustnej. Dzięki zastosowaniu mikroRNA – a konkretnie cząsteczki miRNA-27a – możliwe jest skuteczniejsze odbudowywanie zniszczonych tkanek, w tym kości, co może zrewolucjonizować podejście do leczenia zaawansowanej próchnicy i związanych z nią ubytków kostnych.

Zaawansowana próchnica zębów, oprócz bólu i dyskomfortu, może prowadzić do poważnych powikłań, takich jak np. resorpcja korzenia zęba. Również będące efektem próchnicy braki w uzębieniu powodują zaniki kości w obrębie szczęki i żuchwy. Leczenie takich przypadków często wymaga skomplikowanych zabiegów chirurgicznych i przeszczepów kostnych. Z tego względu naukowcy coraz częściej zwracają się ku inżynierii tkankowej oraz biologii regeneracyjnej.

Jak mikroRNA może wspierać regenerację tkanki kostnej?

Prof. Nobuyuki Kawashima, prof. Takashi Okiji i doktorant Ziniu Yu – naukowcy z Graduate School of Medical and Dental Sciences w Institute of Science Tokyo – postanowili zbadać, w jaki sposób mikroRNA – małe, niekodujące cząsteczki RNA, które regulują ekspresję genów na poziomie posttranskrypcyjnym – mogą wspierać regenerację tkanek kostnych z wykorzystaniem ludzkich komórek macierzystych miazgi zęba (human dental pulp stem cells, hDPSCs).

– Komórki hDPSCs to mezynchymalne komórki macierzyste, które mają zdolność różnicowania się w odontoblasty i osteoblasty – komórki kluczowe dla odbudowy zębów i kości – powiedział prof. Nobuyuki Kawashima. – Nasze badania skupiły się na cząsteczce miRNA-27a, która wykazuje działanie przeciwzapalne, a dodatkowo aktywuje szlaki sygnałowe Wnt i BMP, czyli drogi przekazywania sygnałów w komórkach, odgrywające kluczową rolę w rozwoju, regeneracji tkanek i innych procesach komórkowych.

Od laboratorium do żywego organizmu – testy z udziałem myszy

W pierwszej fazie badań zespół wykorzystał narzędzia bioinformatyczne do analizy wpływu nadekspresji miRNA-27a (zjawisko, w którym poziom cząsteczek miRNA w komórce jest wyższy niż normalnie) w komórkach hDPSCs. Okazało się, że cząsteczka ta reguluje ekspresję niektórych genów – w tym genów DKK3 (dickkopf-related protein 3) i SOSTDC1 (sclerostin domain-containing protein 1), które normalnie hamują szlak sygnałowy Wnt, istotny dla tworzenia nowej tkanki kostnej. Dzięki „odblokowaniu” tego szlaku komórki mogą efektywniej przechodzić w stan osteogenny.

Dalsze eksperymenty wykazały, że miRNA-27a aktywuje również szlak BMP, a połączenie tych dwóch mechanizmów znacząco wspiera różnicowanie się komórek macierzystych w kierunku formowania tkanek twardych.

Aby potwierdzić skuteczność terapii, naukowcy wszczepili kolagenowe rusztowania zawierające komórki hDPSCs z nadekspresją miRNA-27a myszom – w sztucznie wytworzone ubytki w czaszkach zwierząt. Efektem była wyraźna regeneracja tkanki przypominającej kość – efekt nieobserwowany w grupie kontrolnej.

Nadzieja na przyszłość regeneracyjnej stomatologii

– Uzyskane wyniki sugerują, że miRNA-27a może odgrywać kluczową rolę w tworzeniu nowej tkanki przypominającej kość. To otwiera ekscytujące perspektywy dla rozwoju terapii regeneracyjnych w leczeniu ubytków kostnych w obrębie szczęki i twarzoczaszki – podsumował prof. Kawashima.

Omawiający wyniki badania artykuł pod tytułem „MicroRNA-27a transfected dental pulp stem cells undergo odonto/osteogenic differentiation via targeting DKK3 and SOSTDC1 in Wnt/BMP signaling in vitro and enhance bone formation in vivo” został opublikowany na łamach czasopisma „Journal of Translational Medicine” w lutym 2025 r.

– Guided Tissue Regeneration i Guided Bone Regeneration są zabiegami, które wykorzystuje się od lat w tzw. sterowanej regeneracji tkanek. Może ona dotyczyć tkanki miękkiej, przede wszystkim chodzi tutaj o dziąsło otaczające ząb we wszelkiego rodzaju recesjach i oczywiście ubytki kostne. Żeby przejść do tych zabiegów, pacjent musi być zakwalifikowany, musi być wykluczona możliwość innego leczenia, np. zachowawczego – mówi dr hab. n. med. Maciej Czerniuk, specjalista z zakresu periodontologii i chirurgii stomatologicznej, adiunkt w Zakładzie Chirurgii Stomatologicznej na Wydziale Lekarsko-Stomatologicznym WUM.

Źródła: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39956898/

https://www.news-medical.net