Dnešní Nedělní speciál míří tentokrát na brněnskou Masarykovu univerzitu. Vědci z tamní Lékařské fakulty totiž vyvinuli novou monitorovací metodu, která v detailu umožňuje sledovat, jak rychle rostou zuby, co dynamiku jejich růstu ovlivňuje a jak zubní tkáně regenerují. Metoda může najít uplatnění v regenerativní medicíně, při testování nových přístupů v hojení ran anebo při sledování vývojových vad kostí a zubů. Význam Křivánkovy práce podtrhuje její uveřejnění v prestižním vědeckém žurnálu Science Advances, uvedl mluvčí univerzity Radim Sajbot.

Zaujal už zmapováním buněk v myších zubech

Ve vědeckých kruzích zaujal Jan Křivánek už v roce 2020, když zmapoval a kategorizoval buňky v zubech myší a následně také v těch lidských, které jsou v drtivé většině na molekulární a buněčné úrovni obdobné. Objevil při té příležitosti několik typů nových kmenových buněk a popsal diferenciační procesy, kterými se přetvářejí v buňky tvořící tvrdé zubní tkáně. „Snažíme se jejich studiem pochopit obecné principy regenerace orgánů a tkání,“ řekl mladý vědec.

Hlodavci ho fascinují

Křivánka totiž fascinují hlodavci, jimž přední řezáky celý život dorůstají. „Zajímavé je nejen samotné dorůstání, ale také to, že když si myš zub ulomí, tak se u ní evolučně vyvinul zvláštní princip, že ten zub svůj růst dokonce zrychlí. A to dramaticky,“ vysvětlil Jan Křivánek.

Dokáží popsat dynamiku růstu chrupu

Brněnští vědci teď pod jeho vedením vyvinuli metodu, jejímž prostřednictvím tuto růstovou dynamiku jako první na světě dokázali v mikrometrových měřítcích popsat a kvantifikovat: BEE-ST. Metoda umožňuje sledovat vývoj tvrdých tkání ve všech třech rozměrech a v čase. Spočívá v přesně časovaném podávání fluorescenčních barviv, jejich začlenění do nově vznikajících kostí a zubů a následného optického projasnění, k němuž však není potřebná předchozí dekalcifikace, která při běžných metodách odstraňuje také inkorporované chemikálie.

Metoda staví na kombinaci několika zavedených přístupů

„Barviv, které se začleňují do nově vznikajících tvrdých tkání, jsou desítky a jsou známá už léta. My jsme mnoho z nich otestovali. Vybrali jsme dvě nejlépe fungující – alizarin a kalcein. Také jsme sepsali postupy, jak je aplikovat, a vymysleli nové přístupy pro kvantifikaci růstu a hojení,“ přiblížil mladý výzkumník. Díky spolupráci s kolegy z Přírodovědecké fakulty navíc metodu otestovali na více živočišných druzích a potvrdili její univerzální využití pro sledování vývoje jakýchkoliv tkání založených na vápníku. „Původně jsme se sice zaměřili jen na myší řezáky, ale paralelně jsme přišli na to, že se naše metoda dá použít i na ostatní tkáně,“ upřesnil Křivánek.

Vědci z Brna otevřeli možnosti dalšího výzkumu

BEE-ST tak otevírá možnosti dalšímu výzkumu a uplatnění v oblastech od vývojové biologie, přes hojení a regeneraci tkání, kostní a zubní inženýrství až po problematiku studia vrozených vývojových vad opěrné soustavy a zubů. Svou práci však posouvá dál i Křivánkův tým. „Dosud nikdo nezjistil, čím to je, že myším tak rychle dokážou zuby po poranění zpět dorůst. Nikdo neví, jak je to detekováno, jakým způsobem na to reagují kmenové buňky a nikdo nedokázal rychlost růstu přesně kvantifikovat. My už to teď dokážeme,“ naznačil vědec z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity budoucí směr svého výzkumu.