Zastosowanie komórek macierzystych w endodoncji – science fiction?

Podstawy rewaskularyzacji opierają się na założeniach bioinżynierii tkankowej, zgodnie z którymi, aby doszło do regeneracji tkankowej, wymagane są trzy składowe: komórki macierzyste, rusztowanie zewnątrzkomórkowe i czynniki wzrostu. W procedurze rewaskularyzacji wykorzystuje się komórki macierzyste (ang. stem cells from apical papilla – SCAP) z wierzchołkowej części brodawki zębowej, które zostały odkryte w 2006 r. przez Sonoyama i wsp. [4]. Komórki macierzyste mają bardzo wysoki potencjał proliferacyjny i mogą różnicować się do osteoblastów, adipocytów, neuronów, odontoblastów i cementoblastów [4, 5]. Sugeruje się, że SCAP rezydujące w brodawce zębowej są w stanie przetrwać infekcję ze względu na sąsiedztwo tkanek przyzębia, stąd zabiegi rewaskularyzacji przeprowadzone w zębach stałych z niezakończonym rozwojem wierzchołków korzeni i z martwą miazgą mają szansę powodzenia w postaci regeneracji funkcjonalnej tkanki.

Tkanka ta w swojej budowie może zawierać elementy charakterystyczne zarówno dla miazgi, kości, zębiny, jak i więzadeł ozębnej [6]. 

Kolejnym istotnym elementem umożliwiającym regenerację tkankową są rusztowania podtrzymujące gwarantujące migrację i adhezję komórek, które mogą być źródłem czynników wzrostu, zapewniają właściwe warunki środowiskowe i podtrzymują przestrzenną strukturę kształtujących się tkanek. W rewaskularyzacji jako matrycę najczęściej wykorzystywano skrzep krwi, w piśmiennictwie można znaleźć także zastosowanie w tym celu kolagenu, osocza bogatopłytkowego (ang. platelet-rich plasma – PRP) i fibryny bogatopłytkowej (ang. platelet-rich fibrin – PRF) [7–10].

Procesy różnicowania komórek podlegają złożonej regulacji. Jony wapnia uwalniane z MTA stymulują wydzielanie fibronektyny, która jest białkiem odpowiedzialnym za różnicowanie się komórek w kierunku odontoblastów (odontogeneza). Procesy mineralizacji są dodatkowo kontrolowane przez sialoproteinę kostną (ang. bone sialoprotein – BSP) i osteopontynę (ang. osteopontin – OPN). Osteopontyna uczestniczy także w mechanizmach gojenia. Wykazano wprost proporcjonalną zależność nasilonego działania OPN w obecności fibronektyny [11]. 

Rewaskularyzacja umożliwia niezaburzony rozwój korzenia, o większej długości i szerokości ścian w porównaniu z procedurami apeksyfikacyjnymi, a w 60% przypadków powoduje regenerację miazgi, która prawidłowo reaguje na testy wrażliwości [4, 12–17]. Jednak w dalszym ciągu wyniki rewaskularyzacji są trudne do przewidzenia [18]. W dużej mierze zależą one od średnicy otworu wierzchołkowego korzenia (przy średnicy powyżej 1,5 mm rezultaty leczenia są lepsze), stanu tkanek okołowierzchołkowych i żywotności komórek nabłonkowych pochewki Hertwiga, precyzji, a także atraumatyczności pracy operatora [13, 19–21]. 

Zhu i wsp. [22] w eksperymentalnych badaniach na zainfekowanej miazdze niedojrzałych zębów psów zastosowali procedurę regeneracji miazgi poprzez wszczepienie do martwej tkanki żywych komórek miazgi (ang. dental pulp cells – DPCs) po indukcji krwawienia i utworzeniu skrzepu krwi w jednej grupie, osocza bogatopłytkowego w drugiej grupie (PRP) i kombinacji obydwu w trzeciej grupie badawczej. Badania wykazały, że kombinacja DPCs i PRP nasilała procesy regeneracji miazgi w zębach z zapaleniem tkanek okołowierzchołkowych. Obserwowana była tkanka podobna do kości, wrastająca w światło przestrzeni kanału korzeniowego. Powyższe badania mogą dowodzić, że nawet w zębach z zainfekowaną miazgą i stanem zapalnym w tkankach okołowierzchołkowych w niedojrzałych zębach stałych rewaskularyzacja może być możliwa. Od strony klinicznej rewaskularyzacja umożliwia nie tylko prawidłowy rozwój korzeni niedojrzałych zębów stałych z martwą miazgą, ale także odtworzenie funkcjonalnej tkanki miazgopodobnej. Po raz pierwszy protokół rewaskularyzacji opisali Banchs i Trope w 2004 r. [23]. Diogenes i wsp. [24] na podstawie przeglądu literatury zmodyfikowali pierwotny algorytm postępowania. Oba z tych algorytmów przedstawione zostały w tab. 1 i 2.

Piśmiennictwo:

1. Cvek M. Prognosis of luxated non-vital maxillary incisors treated with calcium hydroxide and filled with gutta-percha: a retrospective clinical study. Endod Dent Traumatol 1992; 8 (2): 45–55.
2. Ballesio I. i wsp. Radiographic appearance of apical closure in apexification: follow up after 7-13 years. Eur J Paediatr Dent 2006; 7 (1): 29–34.
3. Felippe W.T., Felippe M.C., Rocha M.J. The effect of mineral trioxide aggregate on the apexification and periapical healing of teeth with incomplete root formation. Int Endod J 2006; 39 (1): 2–9.
4. Sonoyama W. et al. Mesenchymal stem cell-mediated functional tooth regeneration in swine. PLoS One 2006; 1 (1): e79. 
5. Tamaki Y. et al. In vitro analysis of mesenchymal stem cells derived from human teeth and bone marrow. Odontology 2013; 101 (2): 121–132.
6. Sonoyama W. et al. Characterization of Apical Papilla and its Residing Stem Cells from Human Immature Permanent Teeth – A Pilot Study. J Endod 2008; 34 (2): 166–171.
7. Shah N., Logani A., Bhaskar U. Efficacy of revascularization to induce apexification/apexogenesis in infected, non vital immature teeth: a pilot clinical study. J Endod 2008; 34 (8): 919–925.
8. Nevins A. et al. Hard tissue induction into pulpless open-apex teeth using collagen-calcium phosphate gel. J Endod 1977; 3 (11): 431–433.
9. Torabinejad M., Turman M. Revitalization of tooth with necrotic pulp and open apex by using platelet rich plasma: a case report. J Endod 2011; 37 (2): 265–268.
10. Mishra N., Narang I., Mittal N. Platelet-rich fibrin-mediated revitalization of immature necrotic tooth. Contemp Clin Dent 2013; 4 (3): 412–415.
11. Okiji T., Yoshiba K. Reparative Dentinogenesis Induced by Mineral Trioxide Aggregate: A Review from the Biological and Physicochemical Points of View. Int J Endod 2009; 2009: 464 280.
12. Bose R., Nummikoski P., Hargreaves K. A retrospective evaluation of radiographic outcomes in immature teeth with necrotic root canal systems treated with regenerative endodontic procedures. J Endod 2009; 35 (10): 1343–1349.
13. Chen M.Y. et al. Responses of immature permanent teeth with infected necrotic pulp tissue and apical periodontitis/abscess to revascularization procedures. Int Endod J 2012; 45 (3): 294–305.
14. Jeeruphan T. et al. Mahidol study I: Comparison of radiographic and survival outcomes of immature teeth treated with either regenerative endodontic or apexification methods: a retrospective study. J Endod 2012; 38 (10): 1330–1336.
15. Jadhav G., Shah N., Logani A. Revascularization with and without platelet-rich plasma in nonvital, immature, anterior teeth: a pilot clinical study. J Endod 2012; 38 (12): 1581–1587.
16. Shivashankar V.Y. et al. Platelet rich fibrin in the revitalization of tooth with necrotic pulp and open apex. J Conserv Dent 2012; 15 (4): 395–398.
17. Kim D.S. et al. Long-term follow-ups of revascularized immature necrotic teeth: three case reports. Int J Oral Sci 2012; 4 (2): 109–113.
18. Lenzi R., Trope M. Revitalization procedures in two traumatized incisors wuth different biological outcome. J Endod 2012; 38 (3): 411–414.
19. Andreasen J.O. et al. Replantation of 400 avulsed permanent incisors. 2. Factors related to pulpal healing. Endod Dent Traumatol 1995; 11 (2): 59–68.
20. Laureys W.G. et al. The critical apical diameter to obtain regeneration of the pulp tissue after tooth transplantation or regenerative endodontic treatment. J Endod 2013; 39 (6): 759–763.
21. Chueh L.H. et al. Regenerative endodontic treatment for necrotic immature permanent teeth. J Endod 2009; 35 (2): 160–164.
22. Zhu W. et al. Regeneration of dental pulp tissue in immature teeth with apical periodontitis using platelet-rich plasma and dental pulp cells. Int Endod J 2013; 46 (10): 962–970.
23. Banchs F., Trope M. Revascularization of immature permanent teeth with apical periodontitis: new treatment protocol? J Endod 2004; 30 (4): 196–200.
24. Diogenes A. et al. An update on clinical regenerative endodontics. Endodontic Topics 2013; 28 (1): 2–23.