Ricostruire i denti, con il laser

Usare il laser per stimolare le cellule staminali dei denti e indurre la produzione di dentina, la struttura di sostegno situata all’interno del dente stesso. Questo potrebbe essere il nuovo metodo per curare i denti senza dover ricorrere al dentista e doversi sottoporsi a trattamenti e visite dolorose. È quanto propongono gli autori di un nuovo studio effettuato presso l’Harvard University e pubblicato su Science Translational Medicine, in cui dimostrano che, per lo meno nei ratti, sarebbe possibile indurre la rigenerazione della dentina esponendo il dente danneggiato a un raggio laser a bassa potenza, che attiva un fattore di crescita, chiamato TGF-beta, presente nelle cellule staminali e fa ricrescere il pezzo di dente mancante.

Nei loro esperimenti i ricercatori si sono serviti di un modello animale di ratto, in quanto questi animali contengono una popolazione abbondante e facilmente accessibile di cellule staminali dentali adulte (hDSCs). Dopo aver danneggiato due molari con un trapano da dentista in modo da staccare un pezzo di dente ed esporne la polpa, una metà dei ratti era trattata con un laser a bassa potenza (Lpl, low power laser), mentre l’altra metà era usata come controllo. Tutti gli animali ricevevano un’otturazione del dente “malato” ed erano monitorati 12 settimane dopo l’intervento. L’esposizione al laser non influenzava la risposta infiammatoria in nessuno degli animali, ma faceva “ricrescere” il dente che era stato danneggiato molto più efficientemente di quello non esposto.

In seguito a traumi e danni, i denti producono una forma di dentina, chiamata dentina terziaria, caratterizzata da una struttura disorganizzata simile a un osso, facilmente distinguibile dalla dentina originariamente presente sui denti. Usando una tecnica di micro-tomografia computerizzata ad alta risoluzione (microCT) e analisi istologiche, gli autori hanno misurato il volume di dentina terziaria accumulata nella zona danneggiata e analizzato la sua composizione morfologica.

I loro risultati hanno mostrato che l’accumulo di dentina terziaria nei ratti trattati con il laser era maggiore rispetto a quelli di controllo. Da un punto di vista molecolare, il trattamento con Lpl induceva la produzione di radicali liberi o Ros (specie reattive dell’ossigeno), ossia perossido di idrogeno, superossido e radicali ossidrilici, recentemente coinvolti in vari processi di rigenerazione tissutale. I Ros, a loro volta, erano in grado di attivare la forma latente del fattore di crescita TGF-beta sia in vitro nelle hDSCs e in altre cellule originate dalla polpa dentale sia in vivo nell’animale.

L’attivazione di questo fattore stimolava la differenziazione delle cellule staminali dal loro stato pluripotente verso la linea degli odontoblasti produttori di dentina e promuoveva la deposizione di dentina stessa nei siti danneggiati. L’effetto di rigenerazione si riduceva al valore osservato nei controlli, se i ratti erano trattati con un inibitore del recettore del TGF-beta o se si usavano animali transgenici che non esprimevano più il gene per questo recettore, confermando l’importanza dell’attivazione di TGF-beta nella rigenerazione dentale.

Questa tecnica di rigenerazione tissutale è diversa da quelle usate finora, in quanto il laser permette di attivare le cellule staminali direttamente in situ, senza doverle manipolare all’esterno dell’orgnismo. Le sue potenziali applicazioni sono molteplici. Infatti, come spiega Praveen Arany, primo autore dello studio: “Il fattore TGF-beta si trova in molti tessuti, tipo la pelle, il tessuto nervoso e le ossa, per cui, se i risultati saranno confermati un simile approccio potrebbe essere usato per riparare anche altri organi danneggiati nel corpo”.
Un aspetto da migliorare, secondo gli autori, è la localizzazione dell’accumulo di dentina dopo esposizione al laser. Infatti, nei loro test, la “nuova dentina” occupava una regione estesa della polpa dentale e non era concentrata solo nella zona danneggiata, probabilmente a causa dell’ampiezza del fascio laser e agli effetti paracrini dei Ros e del TGF-beta sui tessuti limitrofi, problemi che potrebbero essere risolti usando migliori tecniche chirurgiche e di focalizzazione del laser stesso.

Il prossimo passo ora, però, sarà quello di verificare se il trattamento con Lpl sia in grado di stimolare la rigenerazione della dentina anche negli esseri umani. Un progresso importante, che ridurrebbe la necessità di dover ricorrere alle dolorose cure del dentista. 

Riferimenti: Science Translational Medicine Doi: 10.1126/scitranslmed.3008234

Credits immagine: Arany PR et al.