Kiedy Thimios Mitsiadis był młody, chciał zostać astronautą. Kiedy dorósł, pomyślał, że chciałby zostać muzykiem. Później rozważał zostanie księdzem. Ale oboje jego rodzice uczyli się, a dom, w którym dorastał, był pełen książek. Teraz on też jest naukowcem. Środowisko, w którym dorastał, popchnęło go na określoną ścieżkę życiową.

Obecnie jako biolog rozwojowy na Uniwersytecie w Zurychu, Mitsiadis kieruje zespołem naukowców, którzy niedawno odkryli, że interakcje z różnymi środowiskami, a nie wrodzone różnice komórkowe, mogą napędzać unikalne zachowania populacji komórek macierzystych w ludzkich zębach. Odkrycia otwierają nowe ścieżki terapii dentystycznej, w tym terapii regeneracyjnych opartych na komórkach.

Ludzki ząb pod pryzmatem rozdzielczości jednokomórkowej.

Thimios Mitsiadis z Uniwersytetu w Zurychu

Pod twardą koroną szkliwa zębów leżą warstwy głębszych tkanek, z których każda ma odrębne podstawowe funkcje i zachowania. W rdzeniu zęba znajduje się miazga zębowa, silnie unaczyniona i unerwiona tkanka. Miazga zębowa zawiera odontoblasty, komórki tworzące drugą warstwę zęba. Przyzębia zakotwicza zęby w grzbiecie kości, w którym znajdują się zębodoły. Służy to jako doskonały stabilizator zęba, pochłaniając wstrząsy i naprężenia związane z żuciem, co wymaga ciągłej, dynamicznej przebudowy. Obie tkanki zawierają multipotentne mezenchymalne komórki macierzyste, które naukowcy oceniają pod kątem ich potencjału do regeneracji tkanek.

Mitsiadis jest szczególnie zainteresowany sposobem odtwarzania tkanek od podstaw. Planuje zidentyfikować, co zaburza równowagę homeostazy w stanach patologicznych i nauczyć się zastępować uszkodzoną lub uszkodzoną tkankę. Ale aby odkryć, jak odtworzyć te tkanki, musi najpierw zrozumieć, jak działają.

Zespół Mitsiadisa wyizolował miazgę i przyzębie z usuniętych zębów mądrości i profilował zawiesiny pojedynczych komórek za pomocą RNAseq. Pomimo różnych funkcji, populacje komórek macierzystych w miazdze zębowej i przyzębiu wykazywały podobne sygnatury molekularne. Na przykład obie tkanki zawierały dwa główne skupiska mezenchymalnych komórek macierzystych i poziomy ekspresji markerów komórek macierzystych, takich jak WYCIĘCIE3 były podobne między tkankami.

Tym, co różniło tkanki, było mikrośrodowisko zamieszkiwane przez populacje komórek macierzystych. Fibroblasty były najliczniejszym typem komórek w miazdze zębowej, podczas gdy komórki nabłonkowe dominowały w przyzębiu. iScience.¹

Tak jak środowisko domowe Mitsiadisa popchnęło go w stronę środowiska akademickiego, tak mikrośrodowisko wydaje się wpływać na zachowanie populacji dentystycznych komórek macierzystych.

Mitsiadis porównał odkrycia do przestrzegania lokalnych zwyczajów. „Jestem Grekiem i być może w Grecji przepisy nie są tak często stosowane. Ale pracuję w Szwajcarii. Muszę przestrzegać zasad. Jestem tą samą osobą, ale zachowuję się inaczej” – powiedział.

„Jesteśmy bardzo szczęśliwie zaskoczeni, ponieważ masz komórki, które są świąteczne, radosne, lubią się odtwarzać” – kontynuował Mitsiadis. „Ale to zależy od tego, gdzie znajdują się komórki… Przestrzegają zasad środowiska”.

Odniesienie

TA Pagella i wsp., „Atlas pojedynczych komórek ludzkich zębów”, iScience24:102405, 2021.