Одонтогенні стовбурові клітини та перспективи їх використовування в практиці (огляд літератури)

О. Годованець; Т. Кіцак; К. Гальчук; Е. Саука

doi:10.24061/2413-0737.XXV.4.100.2021.20

Автор(и)

О. Годованець д-р мед. наук, професор, завідувач кафедри стоматології дитячого віку, Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці, Україна
Т. Кіцак доц. кафедри стоматології дитячого віку, Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці, Україна
К. Гальчук асистент кафедри стоматології дитячого віку, Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці, Україна
Е. Саука студентка стоматологічного факультету, Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24061/2413-0737.XXV.4.100.2021.20

Ключові слова:

регенеративна медицина; одонтогенні стовбурові клітини; стовбурові клітини пульпи зуба

Анотація

Мета – провести аналіз останніх даних літератури щодо можливостей використання стовбурових клітин одонтогенного походження у практиці регенеративної медицини.
Матеріал і методи. У роботі застосовано бібліосемантичний метод та проведено структурно-логічний аналіз одержаних даних. Для пошуку сучасної наукової літератури використані електронні бази даних PubMed, MEDLINE, Scopus, Web of Science та EMBASE за ключовими словами «regenerative medicine», «regenerative dentistry», «dental mesenchymal stem cells», «stem cell therapy», «dental pulp stem cells». Результати. Стовбурові клітини, одержані з щелепно-лицевої ділянки, різняться за походженням, диференційною активністю та джерелом їх отримання. Ці популяції клітин володіють вагомим потенціалом до диференціації клітинних ліній. При одержанні нових чистих культур вдається встановити їх походження шляхом ідентифікації експресії маркерів стовбурових клітин. Наукові праці в галузі регенеративної медицини показали, що використання стовбурових клітин у терапевтичних цілях дає позитивний лікувальний ефект при захворюваннях шлунково-кишкового тракту, м’язово-опорного апарату, а також стоматологічних захворювань різної етіології. Разом з цим залишається актуальним подальше вивчення можливостей використання цих клітин на етапах клінічних досліджень.
Висновки. На основі проведеного аналізу літератури можна зробити висновок про значний інтерес наукової та практичної медицини до стовбурових клітин одонтогенного походження, котрі мають перспективи використання як в стоматології, так і в інших галузях медицини.

Посилання

Bakopolou A. Prospects of Advanced Therapy Medicinal Products-based Therapies in Regenerative Dentistry: Current Status, Comparison with Global Trends in Medicine, and Future Perspectives. J Endod. 2020;46(9):175-88. DOI: 10.1016/j.joen.2020.06.026.

Dzobo K, Thomford NE, Senthebane DA, Shipanga H, Rowe A, Dandara C, et al. Advances in Regenerative Medicine and Tissue Engineering: Innovation and Transformation of Medicine. Stem Cells Int. 2018;2018:2495848. DOI: 10.1155/2018/2495848.

Tatullo M. About stem cell research in dentistry: many doubts and too many pitfalls still affect the regenerative dentistry. Int J Med Sci. 2018;15(14):1616-18.

Mozaffari MS, Emami G, Khodadadi H, Baban B. Stem cells and tooth regeneration: prospects for personalized dentistry. EPMA J. 2019;10(1):31-42. DOI: 10.1007/s13167-018-0156-4.

Slack JMW. Origin of stem cells in organogenesis. Science. 2008;322(5907):1498-501. DOI: 10.1126/science.1162782.

Weissman IL. Stem cells – scientific, medical, and political issues. N Engl J Med. 2002;346(20):1576-9. DOI: 10.1056/NEJMsb020693.

Scadden DT. The stem-cell niche as an entity of action. Nature. 2006;441(7097):1075-9. DOI: 10.1038/nature04957.

Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T, Tomoda K, et al. Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 2007;131(5):861-72. DOI: 10.1016/j.cell.2007.11.019.

Su WT, Chen XW. Stem cells from human exfoliated deciduous teeth differentiate into functional hepatocyte-like cells by herbal medicine. Biomed Mater Eng. 2014;24(6):2243-7. DOI: 10.3233/BME-141036.

Karbanová J, Soukup T, Suchanek J, Pytlik R, Corbeil D, Morky J. Characterization of dental pulp stem cells from impacted third molars cultured in low serum-containing medium. Cells Tissues Organs. 2011;193(6):344-65. DOI: 10.1159/000321160.

Gronthos S, Mankani M, Brahim J, Robey PG, Shi S. Postnatal human dental pulp stem cells (DPSCs) in vitro and in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 2000;97(25):13625-30. DOI: 10.1073/pnas.240309797.

Matsubara T, Suardita K, Ishii M, Surgiyama M, Igarashi A, Oda R, et al. Alveolar bone marrow as a cell source for regenerative medicine: differences between alveolar and iliac bone marrow stromal cells. J Bone Miner Res. 2005;20(3):399-409. DOI: 10.1359/JBMR.041117.

Ruparel NB, Affonso de Almeida JF, Henry MA, Diogenes A. Characterization of a stem cell of apical papilla cell line: Effect of passage on cellular phenotype. J Endod. 2013;39(3):357-63. DOI: 10.1016/j.joen.2012.10.027.

Hashemi-Beni B, Khoroushi M, Foroughi MR, Karbasi S, Khademi AA. Tissue engineering: Dentin–pulp complex regeneration approaches. Tissue Cell. 2017;49(5):552-64. DOI: 10.1016/j.tice.2017.07.002.

Kang J, Fan W, Deng Q, He H, Huang F. Stem Cells from the Apical Papilla: A Promising Source for Stem Cell-Based Therapy. Biomed Res Int. 2019;2019:1-8.

Hilkens P, Gervois P, Fanton Y, Vanormelingen J, Martens W, Struys T, et al. Effect of isolation methodology on stem cell properties and multilineage differentiation potential of human dental pulp stem cells. Cell Tissue Res. 2013;353(1):65-78. DOI: 10.1007/s00441-013-1630-x.

Zhang W, Walboomers F, Shi S, Fan M, Jansen JA. Multilineage differentiation potential of stem cells derived from human dental pulp after cryopreservation. Tissue Eng. 2006;12(10):2813-23. DOI: 10.1089/ten.2006.12.2813.

Davies OG, Cooper PR, Shelton RM, Smith AJ, Scheven BA. A comparison of the in vitro mineralisation and dentinogenic potential of mesenchymal stem cells derived from adipose tissue, bone marrow and dental pulp. J Bone Miner Metab. 2015;33(4):371-82. DOI: 10.1007/s00774-014-0601-y.

Gay IC, Chen S, MacDougall M. Isolation and characterization of multipotent human periodontal ligament stem cells. Orthod Craniofac Res. 2007;10(3):149-60. DOI: 10.1111/j.1601-6343.2007.00399.x.

Seo BM, Miura M, Gronthos S, Bartfold PM, Batouli S, Brahim J, et al. Investigation of multipotent postnatal stem cells from human periodontal ligament. Lancet. 2004;364(9429):149-55. DOI: 10.1016/S0140-6736(04)16627-0.

Sonoyama W, Liu Y, Fang D, Yamaza T, Seo BM, Zhang C, et al. Mesenchymal stem cells-mediated functional tooth regeneration in Swine. PLoS One. 2006;1(1):е79. DOI: 10.1371/journal.pone.0000079.

Völlner F, Ernst W, Driemel O, Morsczeck C. A two-step strategy for neuronal differentiation in vitro of human dental follicle cells. Differentiation. 2009;77(5):433-41. DOI: 10.1016/j.diff.2009.03.002.

Miura M, Gronthos S, Zhao M, Lu B, Fisher LW, Robey PG, et al. SHED: Stem cells from human exfoliated deciduous teeth. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100(10):5807-12. DOI: 10.1073/pnas.0937635100.

Ikeda E, Yagi K, Kojima M, Yagyuu T, Ohshima A, Sobajima S, et al. Multipotent cells from the human third molar: feasibility of cell-based therapy for liver disease. Differentiation. 2008;76(5):495-505. DOI: 10.1111/j.1432-0436.2007.00245.x.

Yalvac ME, Yilmaz A, Mercan D, Aydin S, Dogan A, Arslan A, et al. Differentiation and neuro-protective properties of immortalized human tooth germ stem cells. Neurochem Res. 2011;36(12):2227-35. DOI: 10.1007/s11064-011-0546-7.

Mitrano TI, Grob MS, Carrion F, Nova-Lamperti E, Luz PA, Fierro FS, et al. Culture and characterization of mesenchymal stem cells from human gingival tissue. J Periodontol. 2010;81(6):917-25. DOI: 10.1902/jop.2010.090566.

Du L, Yang P, Ge S. Isolation and characterization of human gingiva-derived mesenchymal stem cells using limiting dilution method. J Den Sci. 2016;11(3):304-14.

Zhang Q, Shi S, Liu Y, Uyanne J, Shi Y, Shi S, et al. Mesenchymal stem cells derived from human gingiva are capable of immunomodulatory functions and ameliorate inflammation-related tissue destruction in experimental colitis. J Immunol. 2009;183(12):7787-98.

Wang F, Yu M, Yan X, Wen Y, Zeng Q, Yue W, et al. Gingiva-derived mesenchymal stem cell-mediated therapeutic approach for bone tissue regeneration. Stem Cells Dev. 2011;20(12):2093-102. DOI: 10.1089/scd.2010.0523.

Pekovits K, Kropfl JM, Stelzer I, Payer M, Hutter H, Dohr G. Human mesenchymal progenitor cells derived from alveolar bone and human bone marrow stromal cells: a comparative study. Histochem Cell Biol. 2013;140(6):611-21.

Amrollahi P, Shah B, Seifi A, Tayebi L. Recent advancements in regenerative dentistry: a review. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016;69:1383-90. DOI: 10.1016/j.msec.2016.08.045.

Hu L, Liu Y, Wang S. Stem cell-based tooth and periodontal regeneration. Oral Dis. 2018;24(5):696-705. DOI: 10.1111/odi.12703.

Chang YC, Chang MC, Chen YJ, Liou JU, Chang HH, Huang WL, et al. Basic fibroblast growth factor regulates gene and protein expression related to proliferation, differentiation, and matrix production of human dental pulp cells. J Endod. 2017;43(6):936-42. DOI: 10.1016/j.joen.2017.01.024.

Lynch SE, Wisner-Lynch L, Nevins M, Nevins ML. A new era in periodontal and periimplant regeneration: use of growth-factor enhanced matrices incorporating rhPDGF. Compend Contin Educ Dent. 2006;27(12):672-9.

Tabatabaei FS, Torshabi M. Effects of non-collagenous proteins, TGF-β1, and PDGF-BB on viability and proliferation of dental pulp stem cells. J Oral Maxillofac Res. 2016;7(1):1-9.

Enezei HH, Qabbani AA, Ahmad A, Khamis MF, Hassani A, Hamad A. The Effect of Strontium on Osteoblastogenesis and Osteoclastogenesis in Dental Stem Cells-induced Epidermal Growth Factor at Molecular Level: In Vitro Study. Journal of Hard Tissue Biology. 2020;29(1):1-8.

Bashir NZ. The role of insulin-like growth factors in modulating the activity of dental mesenchymal stem cells. Arch Oral Biol. 2021;122:104993. DOI: 10.1016/j.archoralbio.2020.104993.

Nitakara-Kasahara Y, Kuraoka M, Guillermo PH, Hayashita-Kinoh H, Maruoka Y, Nakamura-Takahasi A, et al. Dental pulp stem cells can improve muscle dysfunction in animal models of Duchenne muscular dystrophy. Stem Cell Research & Therapy. 2021;12(78):1-17.

Jeong SY, Lee S, Choi WH, Jee JH, Kim HR, Yoo J. Fabrication of dentin-pulp-like organoids using dental-pulp stem cells. Cells. 2020;9(3):642.