Cuando un diente se daña, el tejido vivo del interior queda expuesto a bacterias dañinas y es vulnerable a las infecciones. Si la infección avanza y llega hasta la pulpa, hay que eliminar la pulpa enferma y rellenar el canal vacío del diente con materiales artificiales. Esto hará que con el tiempo, el diente sin pulpa se seque e incluso podría hacer falta extraerlo y reemplazarlo con una prótesis.
Así lo explica el equipo de investigación dirigido por el Dr. Waruna Dissanayaka, profesor asistente en Biociencias Orales en la Facultad de Odontología de la Universidad de Hong Kong. Precisamente por este motivo, el objetivo de su equipo es desarrollar un enfoque capaz de regenerar la pulpa dental perdida para revitalizar el diente y permitirle funcionar como uno normal.
Según publica el equipo de investigación en el Journal of Dental Research, su estudio es el primero en mostrar que los mecanismos adaptativos en las células madre dentales, inducidos por el preacondicionamiento al estrés, pueden impulsar la regeneración del tejido de la pulpa dental.
Y es que, si bien la terapia basada en células madre se ha considerado una estrategia prometedora en la regeneración de la pulpa dental, el tejido duro con suministro de sangre limitado que rodea el canal de la raíz supone un entorno hostil para las células, ya que al tener poco oxígeno y nutrientes, hace que la viabilidad celular tras un trasplante in vivo siga siendo un desafío crítico para los investigadores.
¿Cómo solucionar este problema?
«Investigaciones anteriores han revelado que nuestras células poseen varios mecanismos de adaptación al estrés, que están regulados por varios genes clave codificados en nuestro ADN y que normalmente están inactivos», dijo el Dr. Dissanayaka. «Si podemos activar estos genes, la expresión posterior de proteínas específicas puede preparar a las células para que sean menos vulnerables a las lesiones«.
Basándose en este hecho, el equipo desarrolló un protocolo de preacondicionamiento que modificó genéticamente las células para imitar un estado de respuesta a condiciones de bajo nivel de oxígeno, con el fin de activar una proteína que induce cambios adaptativos en las células.
«Dado que se informó que esta proteína activa varios mecanismos adaptativos clave, nos preguntamos si este fenómeno se puede aplicar para mejorar la supervivencia celular después del trasplante hasta que se logre un suministro de sangre suficiente», explicó el Dr. Yuanyuan Han, coinvestigador del estudio.
Descubrimientos interesantes
En el estudio, tal como explican el Dr. Han y el Dr. Dissanayaka respectivamente, se hicieron dos descubrimientos:
- Que estas células activan un mecanismo metabólico para producir energía en condiciones de bajo nivel de oxígeno y eliminan los metabolitos dañinos producidos en condiciones de estrés.
- Y que las células preacondicionadas mejoraron significativamente la formación de tejido duro dental dentro del tejido pulpar regenerado«.
«Las células madre de los dientes tienen una capacidad inherente para sobrevivir bajo estrés», añade el Dr. Dissanayaka. «Nuestro objetivo es encontrar formas de aprovechar esta capacidad y utilizar el estrés positivo para ayudar a regenerar los tejidos dentales«.
Con la ayuda del Dr. Mohamad Koohi-Moghadam, Profesor Asistente de Investigación en Inteligencia Artificial Clínica, el equipo investigó qué genes se activan o reprimen durante el preacondicionamiento.
El Dr. Dissanayaka planea utilizar el conocimiento de genes y proteínas específicos responsables de inducir la supervivencia celular para identificar fármacos que puedan utilizarse en la regeneración clínica de tejidos. Su visión es que estos nuevos hallazgos promoverán el desarrollo de nuevas estrategias para mejorar el potencial terapéutico de las células madre dentales.
Fuentes: Y. Han et al, HIF-1α Stabilization Boosts Pulp Regeneration by Modulating Cell Metabolism, Journal of Dental Research (2022).
DOI: 10.1177/00220345221091528
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