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SEATTLE, États-Unis : Les modèles murins ont joué un rôle déterminant dans l’étude du développement des dents. Cependant, les différences significatives dans la forme des dents, le nombre de cuspides, et le moment et la séquence du développement des molaires entre les souris et les humains, nécessitent une compréhension plus approfondie du développement des dents humaines. Cette compréhension favoriserait alors la mise au point des traitements efficaces de certaines pathologies dentaires. Une étude récente visant à faire progresser la rechercher sur la régénération de l’émail, a examiné les mécanismes de régulation des améloblastes, et étudié leur développement et leur fonctionnement. Les connaissances acquises ont des implications à la fois pour la compréhension des conditions qui affectent l’émail, et pour le développement potentiel d’approches régénératives pour la santé dentaire.
« Il s'agit d'une première étape cruciale vers notre objectif à long terme de développer des traitements à base de cellules souches, pour réparer les dents endommagées, et régénérer celles qui sont perdues », a déclaré dans un communiqué de presse le Dr Hai Zhang, co-auteur de l'étude et professeur d’odontologie restauratrice à la faculté dentaire de l'université de Washington, à Seattle, aux États-Unis.
En utilisant une méthode d'examen du développement de la dent au niveau de la cellule unique, appliquée à des cellules à différents stades du développement de la dent humaine, les chercheurs ont pu saisir les schémas d'activation des gènes à chaque stade. Ils ont ensuite utilisé un programme informatique pour construire la trajectoire probable des activités génétiques qui se produisent, lorsque les cellules souches indifférenciées se développent en améloblastes entièrement différenciés et, à l'aide du programme, ont induit le développement de cellules souches humaines en améloblastes en les exposant à des signaux chimiques qui activent différents gènes selon cette séquence.
« Le programme informatique indique le chemin à suivre, la feuille de route, le schéma directeur nécessaire à la construction des améloblastes », explique l'auteur principal, le Dr Hannele Ruohola-Baker, professeur adjoint en sciences de la santé bucco-dentaire à l'école dentaire de l'université de Washington, et directeur associé de l'institut de médecine des cellules souches et de médecine régénérative de l'université de Washington.
Au cours du projet, les chercheurs ont également identifié un autre type de cellule, un subodontoblaste, qu'ils pensent être un progéniteur des odontoblastes. Ils ont découvert que ces types de cellules pouvaient être induits à former des organoïdes, qui s'organisent alors en structures similaires à celles observées dans les dents humaines en développement, et sécrètent trois protéines essentielles de l'émail, à savoir l'améloblastine, l'amélogénine et l'énaméline. Une fois la matrice formée, le processus de minéralisation peut commencer.
Les chercheurs espèrent maintenant concevoir un émail aussi durable que celui des dents naturelles et développer des processus d’utilisation pour restaurer les dents endommagées. L'objectif ultime est de créer des dents dérivées de cellules souches, qui pourraient remplacer complètement les dents perdues.
« De nombreux organes que nous aimerions pouvoir remplacer, comme le pancréas humain, les reins et le cerveau, sont volumineux et complexes. Les régénérer à partir de cellules souches prendra du temps », note le Dr Ruohola-Baker. Les dents, en revanche, sont beaucoup plus petites et moins complexes. Elles sont peut-être l’étape la plus simple à réaliser. Il faudra peut-être un certain temps avant que nous puissions les régénérer, mais nous pouvons maintenant voir les étapes nécessaires pour y parvenir », a-t-elle ajouté.
Il se peut que nous vivions enfin le « siècle des obturations vivantes » et de la dentisterie régénérative humaine en général », conclut-elle.
L'étude, intitulée « Single-cell census of human tooth development enables generation of human enamel », a été publiée en ligne le 14 août 2023 dans journal Developmental Cell.
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